Типы сообщений, циркулирующих в системе. Режимы предоставления СВИ

 

В JTIDS предусмотрена передача сообщений двух основных типов: с упорядоченным форматом (формализованный вид), в которых положение каждого бита имеет определенное значение, вследствие чего большое количество информации может быть сжато в короткое сообщение с использованием определенных методов устранения избыточности (методы кодирования источника информации) в передаваемых данных; и с неупорядоченным форматом (неформализованный вид) — преимущественно используется для любых данных, не соответствующих стандартным форматам сообщений системы JTIDS, к которым относятся передача речевых сообщений в цифровом виде, факсимильных или телеграфных сигналов, сообщений, закодированных кодом ASC II, телекодовой информации, а также сжатых видеоданных.

Чтобы избежать перегрузки системы передачи, по каналам связи передается только та информация, которая была запрошена пользователем, каждый из которых имеет возможность получить любые необходимые данные, для чего в системе предусмотрено наличие единых технических средств приема/передачи и обработки данных, а информация, циркулирующая в сети, имеет стандартный (формализованный или неформализованный вид), представленный на рис.2.

Наряду с таким вариантом МДВР (стандартный или базовый вариант информационного пакета) применяется усовершенствованный вариант МДВР, при котором возможно изменение структуры сигнала [1]. При усовершенствованном варианте повышается пропускная способность и гибкость системы. Введено несколько типов временных интервалов (кадров) и несколько режимов их предоставления абонентам в соответствии с их назначением и выполняемыми задачами, что и объясняет главным образом достаточную гибкость системы: теперь, в системе, определенному потребителю выделяется СВИ такого типа, который оптимально соответствует выполняемым в данный момент функциям и приоритетности решаемой им задачи, а также рангу абонента, установленного в сети. На рис.2 показаны четыре вида СВИ и указаны объемы первичной информации в сообщениях.

Использование СВИ типа, указанного на рис.2.а,б существенно не различаются, разница состоит только в «пакетности» слов, входящих в состав СВИ, и поэтому СВИ такого типа могут, по-видимости, предоставляться абонентам, не предъявляющим специальных требований к форме СВИ, по умолчанию. Скорость передачи данных в однопакетном и двухпакетном режимах соответственно 28,8 и 57,6 кбит/с.

При использовании временного интервала по типу, показанному на рис. 2, в, отсутствует джиттер. Это позволяет разместить на СВИ четыре информационных пакета и передавать в одном кадре 900 и 1800 бит соответственно в одно- и двухпакетном режиме передачи исходной информации. Такой тип СВИ может использоваться преимущественно для передачи больших массивов информации, тип и предназначение которой не имеют значения (например, информация, циркулирующая между наземными, воздушными и морскими пунктами управления, группировками войск, участвующих в операциях и т.п.), хотя несколько снижается помехозащищенность системы в связи с отсутствием джиттера. Скорость передачи соответствует 115,2 (230,4) кбит/с в однопакетном (двухпакетном) режимах слов.

 Временные интервалы по типу, изображенному на рис.2,г, применяются для передачи сигналов измерения времени задержки при относительной навигации пользователей, т.к. в отличие от базового режима работы, такой тип СВИ обеспечивает большую точность измерения координат местоположения.

Абоненты сети могут иметь по необходимости один или несколько СВИ в каждом цикле, что позволяет гибко регулировать скорость передачи информации от каждого из них. Для реализации чего в JTIDS введена система приоритетов R0,R1,R2,...R14,R15, определяющая возможности абонентов по использованию пропускной способности системы. Абонентам с наивысшим приоритетом R15отводится каждый третий кадр суперцикла, а с самым низшим приоритетом R0— всего один кадр. Как правило, приоритетность станции устанавливается до инициализации сети радиосвязи системы JTIDS. Как видим, дифференциация приоритетов корреспондентов радиосистемы имеет достаточное значение, для гибкого использования пропускной способности всей системы в целом с максимальной эффективным расходованием ресурса системы связи.

 

 

 

Рис. 2. Типы СВИ, используемые в JTIDS.

 

Система приоритетов, установленных в системе, представлена в таблице:

Таблица 1. Система приоритетов JTIDS.

Приоритет	Скорость передачи, бит/с	Число кадров в суперцикле	Скважность повторения СВИ
R15max	9600	32768	3
R14	4800	16384	6
R13	2400	8192	12
R12	1200	4096	24
R11	600	2048	48
R10	300	1024	96
R9	150	512	192
R8	75	256	384
R7	37.5	128	768
R6	18.75	64	1536
R5	9.375	32	3072
R4	4.6875	16	6144
R3	2.3438	8	12288
R2	1.17	4	24576
R1	0.58	2	49152
R0min	0.29	1	98304

В пределах объединенной системы распределения информации предусмотрены следующие режимы предоставления временных интервалов, удовлетворяющие принципам динамического распределения оперативных данных:

1. Режим статического закрепления временных интервалов. В этом режиме каждый кадр закрепляется за определенным абонентом на время его работы в сети в соответствии с его приоритетом. Это стандартный вариант закрепления СВИ за пользователем имеет наименьшую гибкость, но наиболее прост в технической реализации.

2. Режим с резервированием. Позволяет группе абонентов использовать определенную совокупность кадров по договоренности, что дает возможность организовать в какой-то радиосети объединенной системы в ведомственные подсети станций, выполняющих однородные задачи, доступ в которые «посторонним» участникам радиообмена будет закрыт без соответствующего разрешения управляющей станции сети.

3. Режим с предоставлением на конкурентной основе (предоставление по требованию). Совокупность временных интервалов закреплена за группой абонентов, которые каждый абонент использует по мере надобности, выбирая их из совокупности случайным образом. Вполне возможно, что некоторый интервал будет одновременно занят несколькими абонентами, радиостанции которых работают на передачу. Тогда на приемном конце будут приниматься сигналы более мощной радиостанции – принцип «конкурентной основы».

4. Режим предоставления с переиспользованием. При этом временные интервалы, используемые сетью в одном географическом районе, могут также использоваться другой сетью в другом географическом районе. Что в настоящее время нашло применение в современных системах сотовой связи.

Перечисленные режимы предоставления СВИ позволяют производить циркулярное оповещение корреспондентов в пределах каждой из сетей единой радиосистемы JTIDS, или даже системы в целом.

В реально работающей системе применяются одновременно все или несколько рассмотренных режимов предоставления различных типов СВИ в соответствии с оперативной обстановкой. Что положительно сказывается на пропускной способности системы, ее гибкости, а также помехо- и разведзащищенности.

6. Возможности JTIDS как системы с применением принципов комбинированного расширения спектра системных сигналов

Анализ современных тенденций в области построения военных систем связи свидетельствует о том, что СРС постепенно вытесняют простые сигналы, причем это происходит, в первую очередь, в наиболее важных по своему назначению системах связи.

Специалистами военной связи вообще выделяется достаточное количество способов РС, но ввиду ряда причин, в JTIDS используется комбинированное (DS/FH) РС методами прямой последовательности (DS - direct sequencing) и псевдослучайной перестройкой частоты ППРЧ (FH - frequensy hopping), как следствие поэтапного эволюционирования теории систем с РС.

JTIDS, как система комбинированного РС, спроектирована в интересах минимизации мощности излучения передатчиков, повышения надежности передачи данных за счет увеличения избыточности ШШС.

МО США выделяет для нужд всей системы радиосвязи JTIDS очень широкую полосу частот в 255 МГц, полагая, что этой полосой будут пользоваться одновременно множество сетей, организованных по принципам построения системы JTIDS, и как следствие, ресурс связи системы в целом, будет использоваться с максимальной эффективностью. Предоставление каждой сети системы такого диапазона, позволяет организовать высокие скорости передачи данных в сочетании с высокой надежностью, устойчивостью и достоверностью связи.

В приемо-передающей аппаратуре JTIDS всегда осуществляется последовательно два модуляционных процесса, первый из которых - информационная модуляция, осуществляемая в системе циклическим сдвигом 32-элементной ПСП относительно условного и известного на передающем и приемном концах линии связи нулевого сдвига [1]. В этом случае каждому циклическому сдвигу ПСП сопоставляется по определенному правилу пятиэлементный блок исходной двоичной информации. Для однозначности в системе используются только левые циклические сдвиги. Таким образом, каждый базовый импульс длительностью 6,4 мкс переносит 5 бит информации. При этом все циклические сдвиги составляют, по существу, 32-элементный алфавит передаваемого сообщения. Второй обязательной составляющей модуляционного процесса РС является собственно сама модуляция расширения спектра базового импульса.

На приемной стороне в связи с использованием коррелирующих устройств возрастает помехоустойчивость по отношению к узкополосным помехам большой мощности, что связано с поражением такой помехой только небольшой части ШШС системы, для обычных же СС наличие таковой помехи в полосе рабочих частот неминуемо привело бы к срыву связи, что в условиях функционирования системы управления войсками неприемлемо. ШШС JTIDS, лишенный помехой части своего спектра, реконструируется на приемной стороне без существенных потерь информации, этот факт объясняется тем, что мешающее воздействие помехи в приемнике системы проявляется не более, чем слабым повышением уровня шумового фона (т.к. узкополосная помеха «дробится» на беспорядочную последовательность коротких импульсов), но никак не срывом связи и потерей управления как следствие.

Так как JTIDS относится к СС с комбинированным РС, то это предполагает наличие в приемной аппаратуре радиостанций наличие двух корреляторов: DS- и FH-корреляторы. DS-коррелятор позволяет обнаруживать и идентифицировать сигналы с необходимым PN-кодом, а сигналы, статистически отличные от ожидаемого ШШС, дадут низкий шумовой фон, снимаемый с коррелятора DS. Вследствие усреднения, выполняемым коррелятором сигналы на его выходе будут появляться с запаздыванием, равным длине ПСП. Коррелятор FH подсистемы приема радиостанции функционирует иначе. В FH-режиме частота несущей передатчика «скачет» по выделенным частотным каналам в последовательности, устанавливаемой генератором ПСП передатчика. Приемник же использует ту же опорную ПСП для следования за перемещающейся с канала на канал несущей. Таким образом, информация будет восстановлена.[6]

В результате дополнительной модуляции, о которой уже упоминалось, в JTIDS формируется скрытый помехоустойчивый канал связи, прием информации в котором возможен только в том случае, если известен метод и алгоритм РС передающей стороны.

JTIDS обладает превосходной ЭМС со всеми существующими узкополосными системами радиосвязи. Последним не мешают ШШС системы с малой спектральной плотностью в своей полосе пропускания, а в свою очередь, узкополосные сигналы в приемниках JTIDS, преобразуются в ШШС и эффективно подавляются цепями фильтрации, поскольку не согласованы с ПСП приемника.

Кроме высокой помехоустойчивости, сложная кодовая структура ШШС JTIDS обладает высокой степенью защищенности от несанкционированного доступа к передаваемой в сети информации, а также ее высокой имитостойкости, обусловленной выбором при проектировании концепции системы структурой ПСП РС и наличием методов помехоустойчивого кодирования, что в конечном счете обеспечивает любой требуемый уровень конфиденциальности потока передаваемых данных, что, в принципе, может исключить необходимость использования дополнительных модулей шифрования данных.

Необходимо отметить, что в JTIDS применяется быстрая ППРЧ (БППРЧ), при которой каждый бит информации передается по нескольким каналам и приемник примет несколько "копий" бита. Это дает возможность исключить или максимально снизить эффект потери при любом скачке на приемной стороне, что наблюдается в системах с медленной ППРЧ (МППРЧ). [4,10]

 Однако при БППРЧ приемник должен поддерживать когерентность частоты и фазы в канале данных во время быстрых сдвигов частоты, необходимых для быстрой ППРЧ. Это требование влечет за собой увеличение сложности и стоимости аппаратуры, а также затрудняет достижение высоких темпов передачи.

Система радиосвязи JTIDS, как СС с РС, построена с использованием метода хранения опорного сигнала (SR - stored reference). В этом случае опорный сигнал независимо генерируется приемником и передатчиком ведущих радиообмен корреспондентов, в отличие от уже устаревших СС с РС с передачей опорного сигнала (TR - transmited reference). Основным преимуществом JTIDS, относящейся, к SR-системам является то, что при правильном выборе кода ПСП сигнал не может быть определен путем прослушивания (в отличие от TR-систем). [6]

При проектировании JTIDS, в особенности при разработке принципов сигналообразования системы, были учтены необходимые требования, предъявляемые к ПСП.

 

Синхронизация системы

 

Ввиду того, что JTIDS является цифровой широкополосной системой, то процесс синхронизации составляющих ее компонентов обязателен.

Временная синхронизация сигналов (синхронизация по тактам, по циклам, по сверхциклам) необходима для обеспечения правильного приема и передачи информации в режиме МДВР, возможности оперативной смены сетей, а также для определения времени приема сигналов в процессе решения задач навигационного обеспечения. Одновременно осуществляется и синхронизация сигналов с расширением спектра ШШС и ППРЧ по задержке. Как видим, синхронизация в системе представляет собой 3 взаимосвязанных обязательных процесса, отвечающих за реализацию соответствующих функций и возможностей системы в целом, и нарушение любого из которых, неминуемо приведет к ухудшению тех или иных характеристик системы.

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: