Введение к работе
Актуальность темы
Сверхдлинноволновый диапазон (диапазон ОНЧ) - 10 - 30 кГц в настоящее время используется для специальной радиосвязи, прежде всего для связи с подвижными объектами, а также для дальней радионавигации и передачи сигналов единого времени. Это объясняется большими дальностями и высокой стабильностью распространения сверхдлинных волн.
Для передачи информации различного назначения в этом диапазоне используются сверхдлинноволновые (СДВ) передающие радиостанции мощностью от сотен до тысяч киловатт. На территории бывшего Советского Союза расположено шесть мощных СДВ радиостанций, осуществляющих передачу информации в радиолиниях дальней магистральной связи и передачу сигналов единого времени. Кроме связных радиостанций в диапазоне непрерывно работают и опорные станции фазовых радионавигационных систем. На территории СНГ расположены пять таких радиостанций.
Экономические реформы в Российской Федерации и других странах СНГ, сокращение расходов на оборону, жесткая экономия госбюджета находятся в противоречии с необходимостью больших финансовых затрат на эксплуатацию существующих передающих центров СДВ диапазона.
Актуальной представляется задача дополнительной загрузки имеющегося оборудования с целью получения финансовых ресурсов для эффективной эксплуатации и дальнейшего развития указанной техники.
Одним из возможных направлений использования радиопередающих устройств СДВ диапазона является дополнительная передача ими цифровой информации ограниченных объемов практически в любую точку Земли, аналогично обычным системам пейджинговой связи, работающих в крупных населенных пунктах. Глобальная пейджинговая связь может представлять интерес для государственных и коммерческих предприятий, заинтересованных в оперативной и прямой доставке цифровой информации непосредственно потребителю минуя междугородные и международные средства телекоммуникаций и не требующие знания местонахождения потребителя, который может находиться на суше, в воздухе, на воде, и даже под водой.
Цель работы
Целью настоящей диссертационной работы является подготовка технических предложений использования наземного оборудования СДВ радиопередающих устройств для передачи дополнительной цифровой информации.
Задачи исследования
Анализ возможности использования имеющихся СДВ радиопередающих устройств для передачи дополнительной цифровой информации.
Разработка принципов передачи дополнительной цифровой информации с помощью СДВ передающих устройств.
Разработка алфавитов сигналов, позволяющих при ограничениях, накладываемых СДВ радиопередающими устройствами (узкополосность, возможность использования только угловой модуляции совместно с амплитудной манипуляцией), получить максимальную скорость передачи цифровой информации.
Разработка структурных схем формирования и приема сигналов.
Разработка методов построения преселекгоров приемных устройств СДВ диапазона с независимым изменением полосы пропускания, центральной частоты настройки и коэффициента передачи.
Методы исследования
Для решения поставленных задач и проверки результатов в диссертационной работе использовались методы машинного моделирования (программы для схемотехнического Pspice и математического моделирования Mathcad) и натурного макетирования.
Новые научные результаты
В диссертационной работе получены следующие новые научные результаты:
-
аппроксимирующие характеристики существующих СДВ радиопередающих устройств (КПД, полосы пропускания);
-
оценена возможность использования существующих СДВ радиопередающих устройств для передачи дополнительной цифровой информации;
-
сформулированы принципы передачи дополнительной цифровой информации с помощью фазовых радионавигационных систем (РНС) и связных станций СДВ диапазона;
-
синтезирован новый вид высокочастотной модуляции, получивший название двойной угловой модуляции (ДУМ). Использование алфавитов сигналов с двойной угловой модуляцией позволяет на 60 - 90%, по сравнению с фазовой модуляцией, увеличить скорость передачи цифровой информации при одинаковой помехозащищенности алфавитов сигналов и равных полосах частот, занимаемых вариантами сигнала;
-
предложены алфавиты сигналов с ДУМ, имеющие различную информационную емкость - от единиц до десятков вариантов сигнала, при одинаковых помехозащищенностях и скоростях передачи цифровой информации;
-
оценена помехоустойчивость метода приема сигналов с двойной угловой модуляцией;
-
сформулированы принципы построения ARC - преселекгоров с независимым управлением коэффициентом передачи, полосой пропускания и цент-
ральной частотой настройки.
Практическая ценность
Разработанные в диссертационной работе предложения по использованию радиопередающих устройств для передачи дополнительной цифровой информации дают теоретические предпосылки для построения на базе существующих передающих устройств СДВ диапазона глобального пейджера, предназначенного для передачи ограниченных объемов цифровой информации практически в любую точку планеты.
Предложенный в диссертационной работе новый вид модуляции может быть использован для модернизации имеющихся и создания новых систем передачи цифровой информации с угловой модуляцией.
Методы построения преселекторов с независимым управлением коэффициентом передачи, полосой пропускания и центральной частотой настройки могут быть использованы для построения активных частотных фильтров с указанными свойствами.
Внедрение результатов работы
Основные и экспериментальные результаты диссертационной работы использованы при выполнении научно - исследовательской работы "Фундаментальные аспекты новых информационных и ресурсосберегающих технологий"-шифр "АСПЕКТ-ГУТ' в 1995,1996, 1997 гг. (№ 190-93-054) и в опытно-конструкторской разработке "Интегрированный приемоиндикатор для фазовых РНС СДВ диапазона" № 5-95, проводимой АО "ЭФИР" по заказу Российского института радионавигации и времени, в 1995,1996 гг., что подтверждается соответствующими актами.
Апробация работы
Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 48-й НТК, Санкт-Петербург, 1996 г.; на 49-й НТК, Санкт-Петербург, 1996 г.; 50-й НТК, Санкт-Петербург, 1997 г.
Публикации
Основные положения диссертации изложены в 4 тезисах докладов.
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы, включающего 48 наименований, двух приложений. Основная часть работы изложена на 107 страницах машинописного текста. Работа содержит 99 рисунков и 13 таблиц.
