Система радиосвязи с подвижными объектами

Система радиосвязи с подвижными объектами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к системам обмена данными и может быть использовано для реализации информационного обмена между источниками (получателями) информации, расположенными на подвижных объектах (ПО), и получателями (источниками) информации, расположенными на земле, через наземные комплексы (НК).

В системе радиосвязи с подвижными объектами [1], во время движения подвижные объекты, находящиеся в пределах радиогоризонта, обмениваются данными с наземным комплексом связи. Принимаемые наземным комплексом связи из канала «Воздух-Земля» сообщения через аппаратуру передачи данных (АПД) поступают в вычислитель автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора связи на базе ПЭВМ, где в соответствии с принятым в системе протоколом обмена, производится идентификация принятого в сообщении адреса с адресами подвижных объектов, хранящимися в его памяти. При совпадении адреса подвижного объекта с хранящимся в списке адресом информация о местоположении, параметрах движения ПО и состоянии его датчиков выводится на экран монитора наземного АРМ. В вычислителе АРМ на базе ПЭВМ решается задача обеспечения непрерывной радиосвязи со всеми N ПО. При выходе за пределы радиогоризонта хотя бы одного из ПО или приближении к границе зоны устойчивой радиосвязи, определяют программно один из ПО, который назначается ретранслятором сообщений. По результатам анализа местоположения и параметров движения остальных ПО определяют оптимальные пути доставки сообщений к удаленному от НК за радиогоризонт ПО. Сообщение от НК через последовательную цепочку, состоящую из (N-1) ПО, может быть доставлено N-му ПО. Для этого на НК в формирователе типа ретранслируемых сообщений в заранее определенные разряды (заголовок) передаваемой кодограммы закладывают номер ПО, назначенного ретранслятором, и адреса воздушных объектов, обеспечивающих заданный трафик сообщения. Принятые на ПО сообщения анализируют в блоке анализа типа сообщений. После анализа решают вопрос о направлении данных по двунаправленной шине в систему управления подвижного объекта или ретрансляции их на соседний ПО.

В обычном режиме, когда не требуется ретрансляция сигналов с НК, осуществляют адресный опрос ПО путем формирования сообщения для передачи в канал радиосвязи в соответствии с протоколом обмена. Набираемое оператором (диспетчером) сообщение отображают на мониторе АРМ. На ПО после прохождения через антенну, радиостанцию, аппаратуру передачи данных сигнал подают в бортовой вычислитель, где производят идентификацию принятого в сообщении адреса с собственным адресом подвижного объекта. Далее сообщение передают в блок анализа типа ретранслируемого сообщения, где производят дешифрацию полученного заголовка (служебной части) сообщения и определяют, в каком режиме должна работать аппаратура ПО. Информационную часть сообщения записывают в память бортового вычислителя и при необходимости выводят на экран блока регистрации данных.

Формирователи типа ретранслируемых сообщений позволяют обеспечить обмен цифровыми данными по каналу «оператор-пилот» (CPDLC) взамен существующей речевой информации. Они предназначены для выбора элементов сообщений разрешения/информации/запроса, которые соответствуют принятой речевой фразеологии, и набора произвольного текста. Отображение набираемых и принятых сообщений осуществляют на блоке регистрации данных ПО и мониторе АРМ НК соответственно.

Сообщения с выходов приемников сигналов глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS записывают в память наземного и бортового вычислителей с привязкой к глобальному времени и используют для расчета навигационных характеристик и параметров движения каждого ПО. Принятые на НК навигационные сообщения от всех ПО обрабатывают в вычислителе и выводят на экран монитора АРМ.

Однако в указанной выше системе имеются недостатки, связанные с низкой аппаратной надежностью и достоверностью передачи информации из-за отсутствия резервирования.

Известна система радиосвязи с подвижными объектами [2]. Она отличается от упомянутой выше системы тем, что в ней дополнительно введены наземные и бортовые антенны и радиостанции ДКМВ дальней связи. Система радиосвязи с подвижными объектами [2] имеет в своем составе N подвижных объектов (ПО), связанных каналами MB радиосвязи «Воздух-Воздух» между собой, связанных каналами MB радиосвязи «Воздух-Земля» и каналами ДКМВ радиосвязи «Воздух-Земля» с М территориально разнесенными наземными комплексами (НК), которые соединены между собой и с соответствующими диспетчерскими пунктами управления воздушным движением и авиалиниями через систему наземной связи.

В состав наземного комплекса связи входят наземные антенны MB и ДКМВ диапазонов, связанные соответственно с радиостанциями MB и ДКМВ диапазонов, подключенными двухсторонними связями через аппаратуру передачи данных к первому входу/выходу вычислителя автоматизированного рабочего места (АРМ), второй вход/выход которого подключен в управляющему входу радиостанции ДКМВ, третий вход/выход подключен к входу/выходу наземной системы связи, первый вход подключен к приемнику сигналов навигационных спутниковых систем (ГЛОНАС/GPS), второй вход подключен к пульту управления АРМ, третий вход - к формирователю типа ретранслируемых сообщений, а выход - к монитору АРМ.

Подвижный объект оснащен бортовым комплексом связи, в состав которого входят бортовые антенны MB и ДКМВ диапазонов, подключенные к радиостанциям MB и ДКМВ диапазонов, соответственно, которые соединены двухсторонними связями через бортовую аппаратуру передачи данных с первым входом/выходом бортового вычислителя, второй вход/выход которого подключен к двунаправленной шине системы управления подвижным объектом, третий вход/выход - к анализатору типа принимаемых сообщений, четвертый вход/выход - к управляющему входу/выходу радиостанции ДКМВ, входы - к бортовым датчикам, формирователю типа ретранслируемых сообщений, приемнику сигналов навигационных спутниковых систем, выход - к блоку регистрации данных.

Передачу данных в MB диапазоне с НК обеспечивают по цепочке последовательно соединенных первого ПО, второго ПО и далее до N-го ПО, а передачу данных с N-го ПО на НК осуществляют в обратном порядке. Наземную сеть передачи данных подключают двухсторонними интерфейсами к каждому из М разнесенных территориально НК. Таким образом, наземной сетью передачи данных по информационному взаимодействию объединяют между собой все НК и обеспечивают соединение каждого НК с наземными пользователями системы связи, например, диспетчерскими пунктами (ДП) управления воздушным движением (УВД) и оперативного авиационного контроля (OAK).

Передачу данных «Воздух-Земля» в MB диапазоне между ПО и НК осуществляют на рабочей частоте, назначаемой для каждого НК. Передачу данных «Воздух-Воздух» в MB диапазоне между ПО осуществляют на рабочей частоте «Воздух-Воздух». Список частотной поддержки MB связи, содержащий список М наземных комплексов с их адресами, координатами, назначенными им частотами, а также частотой связи «Воздух-Воздух», доводят по наземной сети передачи данных до каждого НК, а также во время предполетной подготовки до каждого ПО.

Передачу данных в ДКМВ диапазоне между ПО и НК осуществляют на рабочей частоте, назначаемой для каждого НК по результатам долгосрочного прогноза на каждые 2 часа. По долгосрочному прогнозу разрабатывают таблицу частотно-временного расписания ДКМВ связи для каждого НК на сутки и доводят до НК по наземной сети передачи данных. Системную таблицу ДКМВ связи, содержащую список М наземных комплексов НК с их координатами, адресами и таблицами их частотно-временного расписания доводят до каждого ПО во время предполетной подготовки через наземную сеть передачи данных. Воздушное пространство разбивают на информационные районы полета (ИРП) размером 1000-1200 км. В каждом ИРП располагают, хотя бы один НК, ответственный за информационное обеспечение полетом. Связь с НК каждого ПО, находящегося в зоне ответственности данного НК, осуществляют в MB диапазоне или в ДКМВ диапазоне в зависимости от удаления ПО от НК. В зоне прямой радиовидимости (до 200-300 км) связь обеспечивают в MB диапазоне, за пределами прямой видимости, если не удается увеличить радиус зоны управления до 1000-1200 км с помощью ретрансляции по каналам «Воздух-Воздух» MB диапазона, связь организуют в ДКМВ диапазоне.

В ДКМВ диапазоне для передачи данных используют традиционные не адаптивные модемы с защитным интервалом для борьбы с многолучевостью, которые обеспечивают символьную скорость 75, 150, 300 бит/с и скорость передачи данных пользователя, не превышающую 18, 37, 75 бит/с с учетом кодирования Рида-Соломона с четырехкратной избыточностью. Для ведения ДКМВ связи используют частоту из таблицы частотно-временного расписания НК, в зоне ответственности которого находится ПО.

Как и в предыдущем аналоге в этой системе имеются недостатки, связанные с низкой аппаратной надежностью радиостанций и соответственно низкой достоверностью передачи информации из-за отсутствия резервирования.

Наиболее близкой по назначению и большинству существенных признаков является система радиосвязи с подвижными объектами [3], которая принята за прототип. Система радиосвязи с ПО содержит М территориально разнесенных наземных комплексов связи и N подвижных воздушных объектов, оснащенных бортовыми комплексами связи, связанных между собой каналами связи «Воздух-Воздух» MB диапазона, а с помощью каналов радиосвязи «Воздух-Земля» MB и ДКМВ диапазонов с М наземными комплексами, которые объединены между собой и наземными пользователями, например, диспетчерские пункты и другие объекты гражданской авиации, с помощью своих входов/выходов и входов/выходов наземной сети передачи данных.

N подвижных воздушных объектов содержат радиоканал, состоящий из b бортовых широкодиапазонных антенно-фидерных устройств (ШД АФУ) подключенных двунаправленными связями к b бортовым широкодиапазонным радиочастотным модулям, которые связаны с модулем физического уровня, который в свою очередь имеет двухсторонний цифровой интерфейс с модулем канального уровня, связанным двухсторонним цифровым интерфейсом с модулем маршрутизации, подключенным двухсторонним цифровым интерфейсом к модулю интерфейсов, входы которого подключены к бортовым датчикам, приемнику глобальной навигационной спутниковой системы, а выход подключен к блоку регистрации данных, второй вход/выход подключен к бортовому анализатору типа принимаемых сообщений, третий вход/выход - к бортовому формирователю типа ретранслируемых сообщений, четвертый вход/выход - к первому бортовому вычислителю, который связан с помощью двунаправленного интерфейса с бортовой системой управления ПО. Число b указывает на необходимое для получения заданных показателей надежности число пар соединенных между собой бортовых широкодиапазонных антенно-фидерных устройств и широкодиапазонных радиочастотных модулей.

В НК наземные антенны MB и ДКМВ диапазонов связаны соответственно с радиостанциями MB и ДКМВ диапазонов, подключенными двухсторонними связями через аппаратуру передачи данных к первому входу/выходу вычислителя автоматизированного рабочего места (АРМ), второй вход/выход которого подключен к входу/выходу НК для наземной сети передачи данных, третий вход/выход - к формирователю типа ретранслируемых сообщений, четвертый вход/выход к радиостанции ДКМВ диапазона, пятый вход/выход к радиостанции MB диапазона, первый вход подключен к приемнику сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГЛОНАСС/GPS), второй вход подключен к пульту управления АРМ, а выход - к монитору АРМ.

Недостатки прототипа заключаются в том, что, несмотря на то, в ПО бортовые широкодиапазонные антенно-фидерные устройства и широкодиапазонные радиочастотные модули зарезервированы остальные модули: модуль физического уровня, модуль канального уровня, модуль маршрутизации, модуль интерфейсов с бортовым оборудованием и бортовой вычислитель включены последовательно, следовательно, выход из строя одного из этих узлов или любой сбой программного обеспечения в этих узлах при цифровой обработке сигналов приведет к прерыванию прохождения сообщений на систему управления ПО и возвращения донесений об их исполнении потребителю данных.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение аппаратурной надежности бортового оборудования и надежности связи.

Поставленная задача решается за счет введения второго радиоканала и параллельно работающих вторых бортовых вычислителей, которые непрерывно контролируют процессы цифровой обработки данных и качество информации в узлах радиоканалов и направляют на систему управления по шине, связанной с системой управления ПО, информацию именно с того радиоканала, сообщения с которого в данный момент времени наиболее достоверны.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной системе радиосвязи с подвижными объектами, имеющей в своем составе М территориально разнесенных наземных комплексов и N подвижных объектов, связанных между собой каналами радиосвязи MB диапазона, а с помощью каналов радиосвязи MB и ДКМВ диапазонов - с М наземными комплексами, которые связаны между собой через наземную сеть передачи данных, каждый подвижный объект которой содержит радиоканал в составе: бортовой вычислитель, первый вход/выход которого подключен к двунаправленной шине системы управления подвижным объектом, b пар соединенных между собой бортовых широкодиапазонных антенно-фидерных устройств и широкодиапазонных радиочастотных модулей, входы/выходы которых двусторонними связями подключены к модулю физического уровня, подключенного к вычислительному модулю связи, состоящему из последовательно соединенных двунаправленными связями модуля канального уровня, модуля маршрутизатора и модуля интерфейса, входы которого подключены к бортовым датчикам, приемнику глобальной навигационной спутниковой системы, выход - к блоку регистрации данных, а первый вход/выход - к бортовому анализатору типа принимаемых сообщений, второй вход/выход - к бортовому формирователю типа ретранслируемых сообщений, третий вход/выход - к бортовому вычислителю, где b - необходимое для получения заданных показателей надежности число пар соединенных между собой бортовых широкодиапазонных антенно-фидерных устройств и широкодиапазонных радиочастотных модулей, а каждый наземный комплекс которой содержит наземные антенны MB и ДКМВ диапазонов, связанные соответственно с наземными радиостанциями MB и ДКМВ диапазонов, подключенными двухсторонними связями через наземную аппаратуру передачи данных к первому входу/выходу вычислителя автоматизированного рабочего места (АРМ), второй вход/выход которого подключен к входу/выходу НК для наземной сети передачи данных, третий вход/выход - к формирователю типа ретранслируемых сообщений, первый вход подключен к приемнику сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГЛОНАСС/GPS), второй вход подключен к пульту управления АРМ, а выход - к монитору АРМ, четвертый вход/выход вычислителя автоматизированного рабочего места подключен к первому к управляющему входу наземной радиостанции ДКМВ диапазона, а пятый вход/выход вычислителя автоматизированного рабочего места подключен к первому управляющему входу наземной радиостанции MB диапазона, в подвижный объект введены оборудование второго радиоканала, два параллельно работающих вторых бортовых вычислителя, связанных между собой двухсторонними связями и подключенных двухсторонними связями к первым бортовым вычислителям, модулям интерфейсов с бортовым оборудованием, модулям маршрутизации, модулям канального уровня, модулям физического уровня и широкодиапазонным радиочастотным модулям каждого из двух радиоканалов.

Структурная схема заявляемой системы радиосвязи с подвижными объектами представлена на фиг.1, где введены обозначения:

1 - наземный комплекс связи (НК 1);

2 - вход/выход НК 1 для наземной сети передачи данных;

3 - подвижный объект (ПО 3), оснащенный новым бортовым комплексом связи, структурная схема которого приведена на фиг.2;

4 - вход/выход наземной сети передачи данных, которая условно показана на фигуре 1 в виде линии.

Система радиосвязи с ПО содержит М территориально разнесенных наземных комплексов связи 1, структурная схема которых приведена на фиг.3, и N подвижных объектов 3, оснащенных бортовыми комплексами связи, структурная схема которых представлена на фиг.2, связанных между собой каналами 29 связи в зависимости от места нахождения ПО. Если подвижные объекты находятся в одной среде: в воздухе, в море или на Земле, то они связаны между собой каналами 29 связи прямой видимости MB диапазона «Воздух-Воздух», «Море-Море», «Земля-Земля» соответственно. При нахождении ПО 3 в разных средах они связаны между собой каналами 29 связи прямой видимости MB диапазона «Море-Воздух», «Земля-Воздух» или «Море-Земля». Наземные комплексы 1 связаны с ПО 3 каналами 30 связи прямой видимости MB диапазона и каналами загоризонтной связи 31 ДКМВ диапазона «Воздух-Земля» и «Море-Земля». М наземных комплексов 1 объединены между собой и наземными пользователями, например, диспетчерскими пунктами и другими объектами гражданской авиации, не указанными на фиг.1, с помощью своих входов/выходов 2 и входов/выходов 4 наземной сети передачи данных.

Структурная схема бортового оборудования подвижного объекта 3 заявляемой системы радиосвязи с подвижными объектами, приведена на фиг.2, где введены обозначения:

5 - первый бортовой вычислитель;

6 - бортовые датчики;

7 - бортовой приемник сигналов глобальной навигационной спутниковой системы, например, ГЛОНАСС/GPS с антенной;

8 - блок регистрации данных;

9 - бортовой анализатор типа принимаемых сообщений;

10 - бортовой формирователь типа ретранслируемых сообщений;

11 - вычислительный модуль связи (ВМС);

12 - модуль интерфейсов с бортовым оборудованием (МИ);

13 - модуль маршрутизации (ММ);

14 - модуль канального уровня (МКУ);

15 - модуль физического уровня (МФУ) (цифровой обработки сигналов);

16 - бортовой широкодиапазонный радиочастотный модуль (ШД РМ);

17 - бортовое широкодиапазонное антенно-фидерное устройство (ШД АФУ);

18 - двунаправленная шина системы управления подвижным объектом;

32 - второй бортовой вычислитель.

На фиг.2 приведены для примера 2 из b пар связанных между собой модулей 16 и 17 каждого из двух радиоканалов, а также пара связанных между собой вторых бортовых вычислителей 32, подключенных двухсторонними связями к каждому из двух первых бортовых вычислителей 5 и узлов 12-16.

Причем, в каждом из двух радиоканалов, состоящих из узлов 5-10, 12-14, объединенных в узле 11, 15-17 и шины 18, b бортовых широкодиапазонных антенно-фидерных устройства 17 (ШД АФУ) подключены двунаправленными радиочастотными кабелями к b бортовым широкодиапазонным радиочастотным модулям 16, которые связаны с модулем 15 физического уровня, который имеет двухсторонний цифровой интерфейс с модулем 14 канального уровня, связанным двухсторонним цифровым интерфейсом с модулем 13 маршрутизации, подключенным двухсторонним цифровым интерфейсом к модулю 12 интерфейсов, входы которого подключены к бортовым датчикам 6, приемнику 7 навигационной спутниковой системы, выход подключен к блоку 8 регистрации данных, второй вход/выход подключен к бортовому анализатору 9 типа принимаемых сообщений, третий вход/выход - к бортовому формирователю 10 типа ретранслируемых сообщений, четвертый вход/выход - к первому бортовому вычислителю 5, каждый из которых связан с помощью двунаправленного интерфейса 18 с бортовой системой управления ПО 3 и с входами/выходами каждого из двух вторых бортовых вычислителей 32.

Структурная схема наземного комплекса связи 1 заявляемой системы радиосвязи с подвижными объектами представлена на фиг.3, где обозначено:

19 - наземная антенна MB диапазона;

20 - наземная радиостанция MB диапазона;

21 - наземная антенна ДКМВ диапазона;

22 - наземная радиостанция ДКМВ диапазона;

23 - наземная аппаратура передачи данных (АПД);

24 - вычислитель автоматизированного рабочего места (АРМ);

25 - наземный приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной;

26 - формирователь типа ретранслируемых сообщений;

27 - монитор АРМ;

28 - пульт управления АРМ;

2 - вход/выход НК 1 для наземной сети передачи данных.

В НК 1 наземные антенны 19 MB и 21 ДКМВ диапазонов связаны соответственно с радиостанциями 20 MB и 22 ДКМВ диапазонов, подключенными двухсторонними связями через аппаратуру передачи данных 23 к первому входу/выходу вычислителя 24 автоматизированного рабочего места (АРМ), второй вход/выход которого подключен к входу/выходу 2 НК 1 для наземной сети передачи данных, третий вход/выход - к формирователю 26 типа ретранслируемых сообщений, четвертый вход/выход к радиостанции 22 ДКМВ диапазона, пятый вход/выход к радиостанции 20 MB диапазона, первый вход подключен к приемнику 25 сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГЛОНАСС/GPS), второй вход подключен к пульту 28 управления АРМ, а выход - к монитору 27 АРМ.

Система радиосвязи с подвижными объектами работает следующим образом. Передачу данных в MB диапазоне с НК 1 осуществляют по цепочке последовательно соединенных первого ПО 3, второго ПО 3 и далее до N-го ПО 3, а передачу данных с N-го ПО 3 на НК 1 осуществляют в обратном порядке. Передачу данных в ДКМВ диапазоне с ПО 3 осуществляют на НК 1, качество сигнала маркера которого в данный момент времени является наилучшим или приемлемым для данного ПО 3. Наземную сеть передачи данных подключают двухсторонними интерфейсами 2 к каждому из М разнесенных территориально НК 1. Таким образом, наземной сетью передачи данных по информационному взаимодействию объединяют между собой все НК 1 и обеспечивают соединение каждого НК 1 с наземными пользователями системы радиосвязи.

Алгоритм обмена данными в заявляемой системе радиосвязи с ПО заключается в том, что в ней проводят следующие операции:

- для обеспечения надежности связи в MB и ДКМВ диапазонах прием/передачу сигналов осуществляют одновременно по двум радиоканалам, состоящим из узлов 5-10, 12-14, объединенных в узле 11, 15-17 и шины 18, процессы обработки данных и качество информации в которых контролируется в параллельно работающих вторых бортовых вычислителях 32 и на систему управления по шине 18 (после воздействия узлов 32 на соответствующий первый бортовой вычислитель 5) выбирается информация именно с того радиоканала, сообщения с которого в данный момент времени наиболее достоверны;

- для обеспечения надежности связи в ДКМВ диапазоне не хуже 99% в зоне ответственности каждого НК 1 из общего списка ДКМВ частот, выделяемых для системы связи с ПО 3, каждому НК 1 назначают свой набор разрешенных частот ДКМВ связи на сутки и более;

- для каждого НК 1 на каждый временной интервал длительностью 1-2 часа назначают активную ДКМВ частоту из набора разрешенных НК частот, оптимальную по условиям распространения радиоволн и электромагнитной совместимости для данного временного интервала, отличающуюся от активных частот всех других НК 1 системы связи. Доводят номер активной частоты вместе с интервалом времени ее активизации до каждого НК 1 через наземную сеть передачи данных, реализуя, таким образом, протокол множественного доступа с частотным разделением (FDMA). Активизируют для каждого НК 1 только одну частоту из набора разрешенных частот, которую используют многими ПО 3 одновременно в режиме передачи данных HFDL с множественном доступом к каналу с временным разделением (TDMA), при котором первый слот кадра используют для излучений каждым НК 1 сигналов связи/управления/синхронизации (сквиттеров), называемых маркерами;

- каждой разрешенной ДКМВ частоте назначают свой временной сдвиг первого кадра протокола множественного доступа к каналу с временным разделением (TDMA) относительно ведущего кадра, привязанного к 00 час 00 мин 00 сек универсального координированного времени UTC для того, чтобы сигналы маркеров на разных частотах излучались НК 1 в разнесенных временных слотах для уменьшения времени анализа качества маркеров, производимого каждым подвижным объектом 3;

- разрабатывают системную таблицу ДКМВ связи, в которой указывают список М наземных комплексов связи 1 с их адресами, координатами, поддерживаемыми ими режимами работы, например, HFDL (ACARS, ATN, ISO 8208, RLS, DLS) и набором разрешенных частот с указанными сдвигами первого кадра каждой частоты;

- доводят системную таблицу ДКМВ связи до всех НК 1 и всех ПО 3 по наземной сети передачи данных;

- для обеспечения передачи данных по MB каналу разрабатывают список частотной поддержки MB связи, в котором указывают список М наземных комплексов связи 1 с их адресами, координатами, поддерживаемыми ими режимами работы в MB канале связи, например, ACARS, VDL-2, VDL-4, VDL-3, ISO 8208, наборами разрешенных для каждого НК 1 частот MB связи, доводят список частотной поддержки до каждого ПО 3 через систему наземной связи;

- на каждом НК 1 осуществляют обмен пакетными данными через наземную сеть передачи данных с пользователями системы связи - диспетчерскими пунктами, а также с другими (М-1) НК 1;

- в наземной аппаратуре передачи данных 23 реализуют протоколы обмена данными в ДКМВ и MB каналах физического уровня (модемов-кодеков), канального и сетевого уровня, например, в соответствии с ARINC 618, 631, 635, 750, DO-224, ED-108 в режимах HFDL, VDL-1 (ACARS), VDL-2, VDL-4;

- для обеспечения ДКМВ связи время использования каждого ДКМВ частотного канала разбивают на временные кадры заданной длительностью, а каждый кадр разбивают на несколько временных слотов для реализации протокола множественного доступа к каналу с временным разделением (TDMA). В первом слоте каждого кадра излучают сигнал маркера, содержащий квитанции на все сообщения, принятые НК 1 от разных ПО 3 в последующих двух кадрах, активные частоты двух соседних НК 1, версию базы данных (системной таблицы), назначения использования оставшихся слотов текущего кадра и слотов 2-го и 3-го следующего кадра, а также флаг занятости канала. В конце каждого кадра для каждого слота следующего кадра производят назначение его использования для передачи с НК 1 или для передачи с конкретного борта (ПО 3) по его предварительному запросу слота доступа, или для передачи с любого борта ПО 3 в режиме случайного доступа;

- осуществляют обмен пакетными данными на каждом активном ДКМВ канале, например, в режиме HFDL с множественным доступом L подвижных объектов 3 при интенсивности потока 11 сообщений с борта и 6 сообщений с земли в час. При меньшей интенсивности потока сообщений возможно обслуживание большего количества ПО 3 на одном частотном канале;

- для обеспечения MB связи на каждом НК 1 на каждой разрешенной MB частоте производят излучение сигналов маркеров (сквиттеров), которые являются сигналами связи/управления/синхронизации, например, с периодом 2 минуты. Сигналы маркеров разносят во времени, чтобы на ПО 3 можно было оценить качество сигналов разных НК 1 и выбрать НК 1 для связи;

- на каждом ПО 3 по результатам оценки качества принятых сигналов маркеров разных НК 1 для каждого диапазона волн (ДКМВ и MB) выбирают лучшую частоту связи и регистрируют ПО 3 на выбранных частотах MB и ДКМВ каналов;

- в MB диапазоне осуществляют обмен пакетными данными на активном MB канале, например, VDL-2 в режиме множественного доступа к каналу с прослушиванием несущей (CSMA) или на активном канале, например, VDL-4 в режиме множественного доступа к каналу с временным разделением и с самоорганизацией (STDMA);

- в ДКМВ диапазоне на каждом подвижном объекте инициируют процедуру поиска частоты при включении оборудования или после разъединения линии, если ПО 3 не может больше обнаружить маркеры от наземного комплекса 1 на текущей частоте. После автовыбора частоты и регистрации на новом канале производят обмен пакетными данными в режиме TDMA с НК 1, на котором ПО 3 зарегистрирован, до тех пор, пока качество ДКМВ радиоканала превышает допустимый уровень. При ухудшении качества ДКМВ радиоканала ниже допустимого уровня выбирают новый ДКМВ радиоканал и соответствующий ему НК 1, независимо от местоположения НК 1, и регистрируют ПО 3 на новом ДКМВ радиоканале;

- В MB диапазоне на каждом подвижном объекте инициируют процедуру поиска частоты при включении оборудования или после разъединения линии, если ПО 3 не может больше обнаружить VDL пакеты от наземного комплекса 1 на текущей частоте, или, если подуровень управления протоколом доступа к каналу (MAC) индицирует, что текущая частота перегружена. При этом настраивают ШД РМ на альтернативную частоту, используя данные из списка частотной поддержки, и если качество сигналов маркеров на новой частоте удовлетворительно, регистрируют ПО 3 на новой частоте;

- ПО 3 и НК 1 реализуют следующие процедуры управления связностью линии передачи данных MB диапазона:

- идентификацию НК 1;

- начальную установку линии;

- модификацию параметров линии;

- «хэндофф», инициируемый ПО 3;

- «хэндофф», инициируемый НК 1 по запросу ПО 3;

- «хэндофф», инициируемый НК 1;

- «хэндофф», инициируемый ПО 3 по запросу НК 1;

- широковещательный «хэндофф» по запросу НК 1;

- автонастройку;

- при передаче пакета сообщения в ДКМВ диапазоне от конечных бортовых систем ПО 3 к наземным потребителям пакетное сообщение, содержащее адрес получателя и адрес отправителя (адрес борта ПО 3), формируют в бортовых конечных системах ПО 3 (5, 18) и передают через модуль 12 интерфейса в бортовой модуль 13 маршрутизатора, где его упаковывают в виде пакета ISO 8208 или ACARS и затем передают в модуль 14 канального уровня, где его преобразуют в пакет канального уровня сети передачи данных HFDL, содержащий проверочные последовательности, вычисленные с помощью избыточного циклического кода (CRC). Полученные сообщения передаются в модуль 15 физического уровня, где осуществляют операции:

- сверточное кодирование данных для прямой коррекции ошибок,

- перемежение данных для борьбы с пакетированием ошибок из-за замираний и импульсных помех,

- отображение последовательности из трех или двух или одного бита (в зависимости от скорости передачи данных и вида модуляции, например, 2-ФМн, 4-ФМн или 8-ФМн, соответственно) в значения фазы сигнала поднесущей, например, 1440 Гц,

- скремблирование данных для выравнивания спектра передаваемого сигнала,

- формирование ключевой синхронизирующей последовательности и преамбулы, содержащей известную последовательность для обучения адаптивного демодулятора, и информацию о скорости передачи данных и глубине перемежителя,

- формирование коротких обучающих последовательностей, которые вставляют в поток передаваемых данных пользователя, для реализации адаптивных методов приема сообщения,

- формирование заданной формы огибающей каждого символа для обеспечения заданной спектральной маски излучаемого сигнала;

- формирование ДКМВ сигнала, например, с верхней боковой полосой с подавленной несущей с классом излучения 2K80J2DEN.

Сформированный для передачи однотоновый ДКМВ сигнал многопозиционной фазовой манипуляции, например, (M-PSK, М=2, 4 или 8) с выхода модуля 15 физического уровня подают на вход широкодиапазонного радиочастотного модуля 16, где его усиливают до требуемого уровня мощности, подают на ШД АФУ 17 и по ДКМВ радиоканалу 31 передают на наземный комплекс 1, на котором зарегистрирован ПО 3.

На НК 1 ДКМВ сигнал от ДКМВ антенны 21 подают на наземную радиостанцию 22 ДКМВ диапазона, работающую в симплексном режиме в соответствии с указанным протоколом TDMA. С выхода радиостанции 22 сообщение подают на вход аппаратуры 23 передачи данных, где его демодулируют, дескремблируют, деперемежают, декодируют с прямой коррекцией ошибок, проверяют на наличие не исправленных декодером ошибок. В случае отсутствия ошибок сообщение упаковывают в пакет, например, ISO 8208 или ACARS и выдают на вход вычислителя АРМ 24, где его упаковывают в пакет, предназначенный для передачи, например, по протоколу Х.25 по наземной сети передачи данных потребителям информации.

При передаче пакета, например, по протоколу Х.25 по наземной сети передачи данных в обратном направлении (от потребителей информации) через НК 1 к ПО 3 вначале его обрабатывают в вычислителе АРМ 24 наземного комплекса 1, где из него формируют пакет ISO 8208 или ACARS, необходимый для передачи в линии передачи данных. С выхода вычислителя АРМ 24 сообщение передают в аппаратуру передачи данных 23, где его упаковывают в пакет канального уровня, содержащий проверочные последовательности, вычисленные с помощью избыточного циклического кода (CRC), и осуществляют:

- сверточное кодирование данных для прямой коррекции ошибок,

- перемежение данных для борьбы с пакетированием ошибок из-за замираний и импульсных помех,

- отображение последовательности из трех или двух или одного бита (в зависимости от скорости передачи данных и вида модуляции 2-ФМн, 4-ФМн или 8-ФМн, соответственно) в значения фазы сигнала поднесущей 1440 Гц,

- скремблирование данных для выравнивания спектра передаваемого сигнала,

- формирование ключевой синхронизирующей последовательности и преамбулы, содержащей известную последовательность для обучения адаптивного демодулятора, и информацию о скорости передачи данных и глубине перемежителя,

- формирование коротких обучающих последовательностей, которые вставляют в поток передаваемых данных пользователя, для реализации адаптивных методов приема сообщения,

- формирование заданной формы огибающей каждого символа типа приподнятого косинуса для обеспечения заданной спектральной маски излучаемого сигнала.

Сформированный в АПД 23 однотоновый сигнал многопозиционной фазовой манипуляции (M-PSK, М=2, 4 или 8) в полосе звукового канала с одной боковой полосой шириной 3 кГц подают на вход ДКМВ радиостанции 22, где его используют для формирования ДКМВ радиосигнала с верхней боковой полосой с подавленной несущей с классом излучения 2K80J2DEN, усиливают до требуемого уровня мощности, затем через ДКМВ антенну 21 передают по ДКМВ радиоканалу 31 на ПО 3. На ПО 3 ДКМВ радиосигнал через ШД АФУ 17 поступает на ШД РМ 16. Затем сообщение подают на вход МФУ 15, где его демодулируют, дескремблируют, деперемежают, декодируют с прямой коррекцией ошибок, и выдают в МКУ 14, где его проверяют на наличие не исправленных декодером ошибок и в случае отсутствия ошибок упаковывают в пакет, например, ISO 8208 (или ACARS) и выдают на вход ММ 13 для преобразования в пакет, предназначенный для передачи через МИ 12 к бортовым пользователям (блокам 5, 8, 9 или 18).

В процессе обмена пакетными данными в MB диапазоне, например, в режиме VDL-2 при передаче пакета от ПО 3 к наземным пользователям на каждом ПО 3 пакетное сообщение формируют в бортовой конечной системе (18, 5). Сообщение, содержащее адрес получателя и адрес отправителя (адрес борта ПО 3), передают от бортового вычислителя 5 через модуль 12 интерфейса в модуль 13 маршрутизатора, где его упаковывают в пакет, например, ISO 8208 или ACARS сетевого (пакетного) уровня. Затем сообщение передают в модуль 14 канального уровня, где его упаковывают в пакет канального уровня, например, VDL-2, содержащий проверочные последовательности, вычисленные с помощью избыточного циклического кода (CRC), и передают в модуль 15 физического уровня, где осуществляют:

- кодирование данных кодом Рида-Соломона для прямой коррекции ошибок;

- перемежение данных для борьбы с пакетированием ошибок из-за замираний и импульсных помех;

- отображение последовательности трех бит данных в значение фазы символа сигнала, относительное кодирование фазы соседних символов для реализации, например, относительной 8-ми позиционной фазовой манипуляции (D8PSK);

- скремблирование данных для выравнивания спектра передаваемого сигнала;

- формирование ключевой синхронизирующей последовательности и преамбулы, содержащей известную последовательность для обучения адаптивного демодулятора;

- формирование заданной формы огибающей каждого символа типа приподнятого косинуса с α=0,6 для обеспечения заданной спектральной маски излучаемого сигнала;

- формирование MB сигнала с классом излучения, например, 14K0G1DE - с полосой, занимаемой сигнало