RU2649664C1 - Active distributed antenna system for a multiple random radio access of the diametric high-frequency band - Google Patents
Active distributed antenna system for a multiple random radio access of the diametric high-frequency band Download PDFInfo
- Publication number
- RU2649664C1 RU2649664C1 RU2017103873A RU2017103873A RU2649664C1 RU 2649664 C1 RU2649664 C1 RU 2649664C1 RU 2017103873 A RU2017103873 A RU 2017103873A RU 2017103873 A RU2017103873 A RU 2017103873A RU 2649664 C1 RU2649664 C1 RU 2649664C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- transmitting
- radio
- receiving
- different
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000010267 cellular communication Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q23/00—Antennas with active circuits or circuit elements integrated within them or attached to them
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к многолучевым, диапазонным и многоканальным интеллектуальным антенным системам расширенного ДКМВ диапазона для работы с использованием отражения радиоволн от ионосферного слоя F2. Изобретение может быть использовано для построения многоканальных региональных узлов случайного множественного радиодоступа с разнесенными приемным и передающим радиоцентрами и с радиусом зоны обслуживания каждого узла до 3000 км.The invention relates to multi-beam, band and multi-channel intelligent antenna systems of an expanded DKMV range for operation using reflection of radio waves from the ionospheric layer F2. The invention can be used to build multi-channel regional nodes of random multiple radio access with spaced receiving and transmitting radio centers and with a radius of the service area of each node up to 3000 km.
Техника интеллектуальных антенн является важным разделом в системах случайного множественного радиодоступа. Интеллектуальные антенны позволяют увеличивать пропускную способность системы, увеличивать зону уверенного приема, улучшать качественные характеристики каналов и т.д. Отличительной особенностью интеллектуальных антенн является возможность индивидуальной обработки сигналов приема и сигналов передачи для каждого антенного элемента из состава антенной системы. Интеллектуальные антенны широко используются для систем случайного множественного радиодоступа в диапазонах метровых и более коротких волн. В диапазоне ДКМВ их использование затруднено рядом обстоятельств.The technology of smart antennas is an important area in random multiple radio access systems. Intelligent antennas allow you to increase the throughput of the system, increase the coverage area, improve the quality characteristics of the channels, etc. A distinctive feature of smart antennas is the ability to individually process reception signals and transmission signals for each antenna element from the antenna system. Intelligent antennas are widely used for random multiple radio access systems in the meter and shorter wavelength ranges. In the DKMV range, their use is complicated by a number of circumstances.
Известна коротковолновая приемная многоканальная антенная система по патенту RU 2426204, содержащая N приемных многоканальных аналого-цифровых трактов, каждый из которых содержит антенный блок, аналоговый блок, состоящий из М высокочастотных каналов, каждый из которых содержит перестраиваемый преселектор, управляемый аттенюатор и высокочастотный усилитель, выходы которых подключены к входам цифрового блока, содержащего соответственно М цифровых каналов, выходы цифровых каналов цифрового блока соединены с информационными входами мультиплексора, выход которого через линию связи подключен к входу мультиплексора локальной сети, соединенного шиной с блоком обработки сигналов. Устройство обеспечивает одновременное формирование М каналов приема и М соответствующих лучей диаграммы направленности для этих каналов по исходным данным, загружаемым с ЭВМ пульта оператора автоматизированного рабочего места.Known short-wave receiving multi-channel antenna system according to patent RU 2426204, containing N receiving multi-channel analog-to-digital paths, each of which contains an antenna unit, an analog block consisting of M high-frequency channels, each of which contains a tunable selector, a controlled attenuator and a high-frequency amplifier, outputs which are connected to the inputs of the digital block containing respectively M digital channels, the outputs of the digital channels of the digital block are connected to the information inputs of multi leksora, whose output is connected via a communication line to an input of multiplexer LAN connected to the bus with a signal processing unit. The device provides the simultaneous formation of M reception channels and M corresponding radiation patterns for these channels from the source data downloaded from the computer of the operator panel of the automated workstation.
Указанное устройство может работать только в режиме сеансовой связи, когда частота сеанса и угловые координаты корреспондента заранее известны. В этом случае возможна предварительная настройка перестраиваемых преселекторов и определение переменных весовых коэффициентов для формирования лучей диаграммы направленности, в режиме сеансовой связи устройство поддерживает только восходящие радиолинии от абонента к узлу (приемные каналы) и не поддерживает организацию нисходящих радиолиний от узла к абоненту. В режиме случайного множественного радиодоступа абонентов, когда частоты сеансов и угловые координаты корреспондентов предварительно неизвестны, устройство неработоспособно.The specified device can only work in session mode, when the frequency of the session and the angular coordinates of the correspondent are known in advance. In this case, it is possible to preset tunable preselectors and determine variable weighting coefficients for beamforming, in the session mode the device supports only uplink radio lines from subscriber to node (receive channels) and does not support the organization of downlink radio links from node to subscriber. In the random multiple radio access mode of subscribers, when the session frequencies and angular coordinates of the correspondents are previously unknown, the device is inoperative.
Известна распределенная система интеллектуальных антенн по патенту RU 2264010, содержащая N антенных элементов, N радиочастотных приемопередатчиков и фидеры, соединяющие N антенных элементов с N радиочастотными приемопередатчиками соответственно; при этом N радиочастотных приемопередатчиков соединены с процессором обработки цифровых сигналов основной полосы частот в базовой станции системы беспроводной связи через шину данных, отличающаяся тем, что N антенных элементов и N радиочастотных приемопередатчиков соответственно сгруппированы для получения нескольких групп антенных элементов и соответственно нескольких групп радиочастотных приемопередатчиков, при этом различные группы антенных элементов распределяются в разных местах зоны уверенного приема базовой станции системы беспроводной связи, каждая группа антенных элементов соединяется с соответствующей группой радиочастотных приемопередатчиков, каждая группа радиочастотных приемопередатчиков соединяется с процессором обработки цифровых сигналов основной полосы частот через шину данных.Known distributed system of smart antennas according to patent RU 2264010, containing N antenna elements, N radio frequency transceivers and feeders connecting N antenna elements with N radio frequency transceivers, respectively; wherein N radio frequency transceivers are connected to the digital signal processor of the main frequency band in the base station of the wireless communication system via a data bus, characterized in that N antenna elements and N radio frequency transceivers are respectively grouped to obtain several groups of antenna elements and, accordingly, several groups of radio frequency transceivers, in this case, various groups of antenna elements are distributed in different places of the zone of reliable reception of the base station systems Wireless communication, each group of antenna elements is connected to the corresponding group of radio frequency transceivers, each group of radio frequency transceivers is connected to the processor for processing digital signals of the main frequency band via the data bus.
Данное техническое решение, принятое за прототип, не может быть использовано для организации случайного множественного радиодоступа диапазона ДКМВ. Схема известного устройства предполагает работу одного радиочастотного приемопередатчика на один антенный элемент, что и определяет возможность гибкого индивидуального управления каждым антенным элементом и соответствующую эффективность системы в целом. Но такая схема возможна только в диапазонах метровых и более коротких радиоволн систем прямой радиовидимости. В этих системах используется дуплексный разнос частот многоканальных стволов приема и передачи. В системах сотовой связи дуплексный разнос составляет 45 МГц и 90 МГц для диапазонов 900 МГц и 1800 МГц соответственно. В системах стандарта TETRA необходимый минимальный дуплексный разнос приема и передачи - 10 МГц. Дуплексный разнос стандарта LTE составляет от 30 МГц до 190 МГц в зависимости от применяемого рабочего диапазона. Общий диапазон частот системы GSM 900 составляет 50 МГц с коэффициентом перекрытия Kf = 1,078. Общий диапазон частот системы GSM 1800 составляет 150 МГц с коэффициентом перекрытия Kf = 1,099. Общий диапазон частот системы 4G/LTE2600 составляет 200 МГц с коэффициентом перекрытия Kf = 1,08. При наличии дуплексного разноса возможна одновременная работа приемника и передатчика на один антенный элемент с использованием дуплексера (дуплексного фильтра) с непересекающимися окнами прозрачности амплитудно-частотных характеристик. Без необходимого дуплексного разноса частот и соответствующего дуплексера совместная одновременная работа мощного передатчика и чувствительного приемника на один антенный элемент невозможна из-за блокирования или повреждения приемника сигналом передатчика близкорасположенного по спектру соседнего канала.This technical solution, taken as a prototype, cannot be used to organize random multiple radio access of the DKMV range. The scheme of the known device involves the operation of one radio frequency transceiver per antenna element, which determines the possibility of flexible individual control of each antenna element and the corresponding efficiency of the system as a whole. But such a scheme is possible only in the ranges of meter and shorter radio waves of direct radio visibility systems. These systems use duplex frequency spacing of multichannel receiving and transmitting trunks. In cellular communication systems, the duplex spacing is 45 MHz and 90 MHz for the 900 MHz and 1800 MHz bands, respectively. In TETRA standard systems, the minimum required duplex spacing of reception and transmission is 10 MHz. The LTE duplex spacing is between 30 MHz and 190 MHz, depending on the applicable operating range. The total frequency range of the GSM 900 system is 50 MHz with an overlap factor K f = 1,078. The total frequency range of the GSM 1800 system is 150 MHz with an overlap factor K f = 1,099. The total frequency range of the 4G / LTE2600 system is 200 MHz with an overlap factor K f = 1,08. In the presence of duplex spacing, simultaneous operation of the receiver and transmitter on one antenna element is possible using a duplexer (duplex filter) with disjoint transparency windows of amplitude-frequency characteristics. Without the necessary duplex frequency separation and the corresponding duplexer, the simultaneous simultaneous operation of a powerful transmitter and a sensitive receiver on one antenna element is impossible due to blocking or damage to the receiver by a transmitter signal of a neighboring channel located in the spectrum.
Системы случайного множественного радиодоступа диапазонов метровых и более коротких волн обслуживают мобильных абонентов в зоне прямой видимости от антенны базовой станции. Радиус зоны обслуживания зависит от высоты расположения этой антенны и может достигать нескольких десятков километров. При использовании диапазона ДКМВ с ионосферным распространением радиоволн и использование моды 1F2 радиус зоны доступа абонентов к одному узлу составляет до 3000 км.Random multiple radio access systems of the meter and shorter wavelength ranges serve mobile subscribers in the line of sight from the antenna of the base station. The radius of the service area depends on the height of this antenna and can reach several tens of kilometers. When using the DKMV band with the ionospheric propagation of radio waves and using the 1F2 mode, the radius of the access zone of subscribers to one node is up to 3000 km.
При использовании моды 1F2 длина радиолинии и применяемая частота взаимосвязаны, а диапазон рабочих частот для каждой длины радиолинии ограничен сверху максимально применимой частотой (МПЧ). Для дальних радиотрасс используются частоты верхней части диапазона, а для коротких - нижней части. Общая величина диапазона ионосферного распространения составляет 1,5-30 МГц с коэффициентом перекрытия Kf = 20. Возможности дуплексного разноса частот в диапазоне ДКМВ крайне ограничены. В связи с большой дальностью радиосвязи мощность передачи в одном канале составляет от нескольких десятков Вт до нескольких кВт. Одновременная работа приемника и мощного передатчика на одну антенну и на близких частотах невозможна. На стороне абонента при организации одного канала проблему решает использование симплексного режима работы, когда вход приемника блокируется на время включения передатчика. Такой режим не возможен на многоканальном узле, когда на каждую антенну или антенный элемент работают одновременно многоканальные приемники и передатчики с независимыми по времени каналами.When using the 1F2 mode, the radio line length and the applied frequency are interconnected, and the operating frequency range for each radio line length is limited from above by the maximum applicable frequency (MUF). For distant radio paths, the frequencies of the upper part of the range are used, and for short ones, the lower part. The total value of the ionospheric propagation range is 1.5-30 MHz with an overlap coefficient of K f = 20. The possibilities of duplex frequency separation in the DKMV range are extremely limited. Due to the long range of radio communications, the transmission power in one channel is from several tens of watts to several kW. The simultaneous operation of a receiver and a powerful transmitter on one antenna and at close frequencies is impossible. On the subscriber side, when organizing one channel, the problem is solved by using the simplex mode of operation when the input of the receiver is blocked while the transmitter is on. This mode is not possible on a multi-channel node, when multi-channel receivers and transmitters with time-independent channels operate on each antenna or antenna element.
На узлах ДКМВ с передатчиками большой мощности используют территориальное разнесение приемного и передающего центров для предотвращения блокирования приемников при одновременной многоканальной работе. При этом узел для доступа с любой дальности должен использовать канальные частоты из всего диапазона ионосферного распространения. Эффективность излучения вибраторной антенны зависит от соотношения длины вибратора и длины волны (Драбкин А.Л. и др. Антенно-фидерные устройства Изд. 2-е, доп. и переработ. М., «Сов. радио», 1974, стр. 59). Для электрически коротких антенн их эффективность убывает пропорционально квадрату этого отношения. Антенны фиксированных размеров, эффективные для частот верхней части диапазона, теряют эффективность на частотах нижней части.At DKMV nodes with high-power transmitters, territorial diversity of the receiving and transmitting centers is used to prevent blocking of receivers during simultaneous multi-channel operation. At the same time, a node for access from any range should use channel frequencies from the entire range of ionospheric propagation. The radiation efficiency of a vibrator antenna depends on the ratio of the length of the vibrator and the wavelength (Drabkin A.L. et al. Antenna-feeder devices. Ed. 2, add. And revised M., Sov. Radio, 1974, p. 59 ) For electrically short antennas, their efficiency decreases in proportion to the square of this ratio. Fixed-size antennas that are effective for the frequencies in the upper part of the range lose their effectiveness in the frequencies in the lower part.
Абоненты радиодоступа диапазона ДКМВ могут находиться на любых азимутальных углах от узла в диапазоне 0-360 градусов, а их радиолинии на любых углах возвышения в пределах 0-90 градусов в зависимости от дальности. При этом энергетическая эффективность передающего центра прямо зависит от коэффициентов усиления передающих антенн.Radio access subscribers of the DKMV range can be located at any azimuthal angles from the node in the range of 0-360 degrees, and their radio lines at any elevation angles within 0-90 degrees depending on the range. Moreover, the energy efficiency of the transmitting center directly depends on the gain of the transmitting antennas.
Задача изобретения заключается в увеличении эффективности (пропускной способности системы, зоны уверенного приема, качественных характеристик каналов и т.д.) антенной системы узла множественного случайного радиодоступа диапазона ДКМВ посредством использования для этой цели технических средств и возможностей интеллектуальных антенн.The objective of the invention is to increase the efficiency (system throughput, coverage area, channel quality characteristics, etc.) of the antenna system of the multiple random radio access node of the DKMV range by using the technical means and capabilities of smart antennas for this purpose.
Согласно изобретению активная распределенная антенная система для случайного множественного радиодоступа диапазона ДКМВ, включающая N частотных групп приемных антенных элементов, различных для каждой частотной приемной группы, неперестраиваемые широкополосные приемные радиомодули, различающиеся для различных приемных частотных групп, высокоскоростную шину данных радиоприема, блок частоты и синхронизации приема, процессор обработки принимаемых цифровых сигналов основной полосы частот, мультиплексор локальной сети приемного центра, N частотных групп передающих антенных элементов, различных для каждой частотной передающей группы, неперестраиваемые широкополосные передающие радиомодули, различающиеся для различных частотных групп, высокоскоростную шину данных радиопередачи, блок частоты и синхронизации радиопередачи, процессор формирования передаваемых цифровых сигналов основной полосы частот, мультиплексор локальной сети передающего центра, выделенный высокоскоростной канат передачи сигналов и данных между приемным и передающим радиоцентрами, характеризуется тем, что она снабжена мультиплексором локальной сети приемного центра, один из входов/выходов которого соединен с выделенный высокоскоростным каналом передачи сигналов и данных между приемным и передающим радиоцентрами, а другой - с процессором обработки принимаемых цифровых сигналов основной полосы частот, кроме того антенная система снабжена N разнесенными частотными группами передающих антенных элементов, различных для разных частотных передающих групп, соединенных с входами соответствующих неперестраиваемых широкополосных передающих радиомодулей, при этом вход/выход каждого неперестраиваемого широкополосного передающего радиомодуля подключен к высокоскоростной шине данных радиопередачи, к которой подключены блок частоты и синхронизации передачи и процессор формирования передаваемых цифровых сигналов основной полосы частот, соединенный также с мультиплексором локальной сети передающего центра, один из входов/выходов которого соединен с выделенным высокоскоростным каналом передачи сигналов и данных между приемным и передающим радиоцентрами, а количество частотных групп определено общим рабочим диапазоном частот и полосами пропускания неперестраиваемых элементов каждой группы.According to the invention, an active distributed antenna system for random multiple radio access of the DKMV band, including N frequency groups of receiving antenna elements different for each frequency receiving group, non-tunable broadband receiving radio modules different for different receiving frequency groups, high-speed radio data bus, frequency and reception synchronization block , a processor for processing received digital signals of the main frequency band, a multiplexer of a local area network of a receiving center a, N frequency groups of transmitting antenna elements, different for each frequency transmitting group, non-tunable broadband transmitting radio modules, different for different frequency groups, high-speed radio data bus, frequency and radio transmission synchronization unit, processor for generating transmitted digital signals of the main frequency band, LAN multiplexer a transmitting center, a dedicated high-speed cable for transmitting signals and data between the receiving and transmitting radio centers, characterized This is because it is equipped with a multiplexer of the local network of the receiving center, one of the inputs / outputs of which is connected to a dedicated high-speed channel for transmitting signals and data between the receiving and transmitting radio centers, and the other to the processor for processing the received digital signals of the main frequency band, in addition, the antenna system equipped with N spaced frequency groups of transmitting antenna elements different for different frequency transmitting groups connected to the inputs of the corresponding non-tunable broadband x transmitting radio modules, while the input / output of each non-tunable broadband transmitting radio module is connected to a high-speed radio data bus, to which a transmission frequency and synchronization unit and a processor for generating transmitted digital signals of the main frequency band, also connected to the multiplexer of the transmitting center’s local area network, are connected, one of the inputs / outputs of which are connected to a dedicated high-speed channel for transmitting signals and data between the receiving and transmitting radio centers, and the number The number of frequency groups is determined by the general operating frequency range and bandwidths of non-tunable elements of each group.
Реализация существенных признаков заявленного технического решения приводит к функциональному разделению антенных элементов и радиочастотных модулей на приемные и передающие с соответствующим увеличением их общего количества и пространственным разнесением, а также к разделению разнесенных приемных и передающих антенных элементов и радиочастотных модулей на частотные группы с неперестраиваемыми широкополосными схемами селекции и согласования соответственно.The implementation of the essential features of the claimed technical solution leads to the functional separation of antenna elements and radio frequency modules into receiving and transmitting with a corresponding increase in their total number and spatial diversity, as well as to the separation of separated receiving and transmitting antenna elements and radio frequency modules into frequency groups with non-tunable wideband selection schemes and harmonization, respectively.
Техническим результатом, обеспечиваемым при реализации существенных признаков заявленного технического решения, является обеспечение возможности использования распределенной активной антенной системы для организации множественного случайного радиодоступа в диапазоне ДКМВ, а также увеличение коэффициента перекрытия рабочей полосы частот распределенной активной антенной системы, что, в конечном счете, приводит к увеличению пропускной способности заявленной антенной системы, увеличению зоны уверенного приема, улучшению качественных характеристик каналов связи. Заявленная антенная система обеспечивает независимую многоканальную работу узла на прием и передачу на соседних или одинаковых частотных каналах во всем диапазоне ДКМВ без блокирования приемников мощными сигналами передатчиков в отсутствие дуплексного частотного разноса, а также дальность радиодоступа до 3000 км в расширенном диапазоне ДКМВ.The technical result provided by the implementation of the essential features of the claimed technical solution is to enable the use of a distributed active antenna system for organizing multiple random radio access in the DKMV band, as well as increasing the overlap coefficient of the working frequency band of the distributed active antenna system, which ultimately leads to increase the throughput of the claimed antenna system, increase the coverage area, improve the quality s characteristics of communication channels. The claimed antenna system provides independent multi-channel operation of a node for reception and transmission on adjacent or identical frequency channels in the entire DKMV range without blocking the receivers with powerful transmitter signals in the absence of duplex frequency separation, as well as a radio access range of up to 3,000 km in the extended DKMV range.
Образование частотных групп позволяет использовать в различных частотных группах антенные элементы с различными размерами и различными параметрами по входному сопротивлению и направленности излучения. Реализуется возможность выполнить эффективные группы для образования лучей зенитного излучения, средних и малых углов возвышения. При этом коэффициент усиления антенной системы по любому направлению будет существенно больше, чем у одиночного вибратора, с соответствующим увеличением качества приемных и передающих радиоканалов.The formation of frequency groups allows the use of antenna elements with different sizes and various parameters in terms of input resistance and radiation directivity in different frequency groups. The opportunity is realized to fulfill effective groups for the formation of anti-aircraft radiation rays, medium and small elevation angles. In this case, the gain of the antenna system in any direction will be significantly larger than that of a single vibrator, with a corresponding increase in the quality of the receiving and transmitting radio channels.
Сущность заявленного технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена структура активной антенной системы для случайного множественного радиодоступа диапазона ДКМВ, на фиг. 2 - пример диаграммы направленности в горизонтальной плоскости, формируемой верхней частотной группой приемных элементов для наименьших углов возвышения и радиолиний максимальной длины, на фиг. 3 - пример диаграммы направленности, в вертикальной плоскости, формируемой всеми частотными группами приемных элементов для различных углов возвышения и радиолиний протяженностью до 3000 км.The essence of the claimed technical solution is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the structure of an active antenna system for random multiple radio access of the DKMV band, FIG. 2 is an example of a horizontal radiation pattern formed by the upper frequency group of receiving elements for the smallest elevation angles and radio lines of maximum length, in FIG. 3 is an example of a radiation pattern in a vertical plane formed by all frequency groups of receiving elements for various elevation angles and radio lines up to 3000 km long.
На чертежах позициями обозначены:In the drawings, the positions indicated:
1,…,N - частотные группы приемных и передающих антенных элементов;1, ..., N - frequency groups of receiving and transmitting antenna elements;
2.1,…,2.М1 - приемные антенные элементы первой частотной группы в количестве М1;2.1, ..., 2.M 1 - receiving antenna elements of the first frequency group in the amount of M 1 ;
2.1,…,2.MN - приемные антенные элементы N-й частотной группы в количестве MN;2.1, ..., 2.M N - receiving antenna elements of the N-th frequency group in the amount of M N ;
3.1,…,3.M1 - неперестраиваемые широкополосные приемные радиомодули RX первой частотной группы;3.1, ..., 3.M 1 - non-tunable broadband receiving radio modules RX of the first frequency group;
3.1,…,3.MN - неперестраиваемые широкополосные приемные радиомодули RX N-й частотной группы;3.1, ..., 3.M N - non-tunable broadband receiving radio modules RX of the N-th frequency group;
4 - высокоскоростная шина данных радиоприема;4 - high-speed data bus radio;
5 - блок частоты и синхронизации приема;5 - block frequency and synchronization of reception;
6 - процессор обработки принимаемых цифровых сигналов основной полосы частот;6 - processor for processing digital signals of the main frequency band;
7 - мультиплексор локальной сети приемного центра;7 - multiplexer of the local network of the receiving center;
8.1,…,8.Р1 - передающие антенные элементы первой частотной группы в количестве P1;8.1, ..., 8.P 1 - transmitting antenna elements of the first frequency group in the amount of P 1 ;
8.1,…,8.PN - передающие антенные элементы первой частотной группы в количестве PN;8.1, ..., 8.P N - transmitting antenna elements of the first frequency group in the amount of P N ;
9.1,…,9.P1 - неперестраиваемые широкополосные передающие радиомодули ТХ первой частотной группы;9.1, ..., 9.P 1 - non-tunable TX broadband transmitting radio modules of the first frequency group;
9.1,…,9.PN - неперестраиваемые широкополосные передающие радиомодули ТХ N-й частотной группы;9.1, ..., 9.P N - non-tunable broadband transmitting TX radio modules of the Nth frequency group;
10 - высокоскоростная шина данных радиоприема;10 - high-speed data bus radio;
11 - процессор формирования передаваемых цифровых сигналов основной полосы частот;11 - a processor for generating transmitted digital signals of the main frequency band;
12 - блок частоты и синхронизации передачи;12 - block frequency and synchronization of transmission;
13 - мультиплексор локальной сети передающего центра;13 - multiplexer of the local network of the transmitting center;
14 - выделенный высокоскоростной канал передачи сигналов и данных между приемным и передающим радиоцентрами.14 - dedicated high-speed channel for transmitting signals and data between the receiving and transmitting radio centers.
Заявленная антенная система работает следующим образом.The claimed antenna system operates as follows.
Активная распределенная антенная система для случайного множественного радиодоступа диапазона ДКМВ содержит N частотных групп приемных антенных элементов 2.MN, различных для разных частотных приемных групп, соединенных с входами соответствующих неперестраиваемых широкополосных приемных радиомодулей 3.MN, различных для разных приемных частотных групп. Вход/выход каждого радиомодуля подключен к высокоскоростной шине данных радиоприема 4, к которой подключены блок частоты и синхронизации приема 5 и процессор обработки принимаемых цифровых сигналов основной полосы частот 6, соединенный дополнительно с мультиплексором локальной сети приемного центра 7, один из входов/выходов которого соединен с выделенным высокоскоростным каналом передачи сигналов и данных между приемным и передающим радиоцентрами 14; N частотных групп передающих антенных элементов 8.PN, различных для разных частотных передающих групп, соединенных с входами соответствующих неперестраиваемых широкополосных передающих радиомодулей 9.PN, различных для разных передающих частотных групп, при этом вход/выход каждого радиомодуля подключен к высокоскоростной шине данных радиопередачи 10, к которой подключены блок частоты и синхронизации передачи 12 и процессор формирования передаваемых цифровых сигналов основной полосы частот 11, соединенный дополнительно с мультиплексором локальной сети передающего центра 13, один из входов/выходов которого соединен с выделенным высокоскоростным каналом передачи сигналов и данных между приемным и передающим радиоцентрами 14.An active distributed antenna system for random multiple radio access of the DKMV band contains N frequency groups of receiving antenna elements 2.M N different for different frequency receiving groups connected to the inputs of the corresponding non-tunable broadband receiving radio modules 3.M N different for different receiving frequency groups. The input / output of each radio module is connected to a high-speed data bus of
Антенная система работает следующим образом.The antenna system works as follows.
Каждому сектору или фрагменту общей зоны радиодоступа узла присваивается текущая сетка вызывных частот, соответствующая суточному графику изменения частот и расстоянию до узла. Абоненты, находящиеся в соответствующем секторе, выполняют вызов узла на присвоенной этому сектору группе вызывных частот.Each sector or fragment of the general radio access zone of the node is assigned a current grid of calling frequencies corresponding to the daily schedule of frequency changes and the distance to the node. Subscribers located in the corresponding sector call the node on the group of calling frequencies assigned to this sector.
Сигналы от всех приемных антенных элементов 2.MN предварительно фильтруются в соответствующих неперестраиваемых широкополосных приемных радиомодулях 3.MN, преобразуются в высокоскоростных аналого-цифровых преобразователях в цифровые потоки данных и через высокоскоростную шину данных радиоприема 4, поступают в процессор обработки принимаемых цифровых сигналов основной полосы частот 6. Процессор для каждого территориального элемента зоны непрерывно формирует один или несколько лучей диаграммы направленности на соответствующей группе вызывных частот. При обнаружении вызывного сигнала абонента в любом из лучей на одной из соответствующих вызывных частот процессор определяет номер луча и номер вызывной частоты, которые однозначно определяют местоположение абонента и условия радиосвязи (азимут, угол возвышения, диапазон рабочих часто). Полученные параметры радиосвязи процессор через мультиплексор 7 и выделенный высокоскоростной канал передачи сигналов и данных между приемным и передающим радиоцентрами 14 направляет на передающий центр процессору формирования передаваемых цифровых сигналов основной полосы частот 11, который формирует соответствующий луч диаграммы направленности на заданной частоте в направлении обнаруженного абонента. По выделенным на приемном центре параметрам радиосвязи процессор 11 формирует обратный канал для процедуры установления связи и выполнения сеанса. Так как при регистрации абонента в зоне доступа его местоположение фиксируется в базе данных, то при установлении связи от узла сразу используются известные пространственные параметры абонента и соответствующая группа вызывных частот.The signals from all the receiving antenna elements 2.M N are pre-filtered in the corresponding non-tunable broadband receiving radio modules 3.M N , converted into high-speed analog-to-digital converters into digital data streams and fed through the high-speed data bus of the
На фиг. 2 представлен пример диаграммы направленности системы в горизонтальной плоскости, непрерывно формируемой процессором о для одной частотной группы верхней части диапазона ДКМВ. Верхняя часть диапазона соответствует радиотрассам максимальной дальности с малыми углами возвышения. На диаграмме представлены 36 перекрывающихся лучей шириной 20° каждый, которые обслуживают все азимуты зоны.In FIG. Figure 2 shows an example of a system radiation pattern in a horizontal plane continuously generated by the processor о for one frequency group of the upper part of the DKMV range. The upper part of the range corresponds to radio paths of maximum range with small elevation angles. The diagram shows 36 overlapping beams with a width of 20 ° each, which serve all the azimuths of the zone.
На фиг. 3 представлен пример диаграммы направленности системы в вертикальной плоскости, формируемой процессором из сигналов всех частотных групп. Разные углы возвышения лучей соответствуют радиотрассам различной дальности. Зенитный луч соответствует частотной группе нижней части диапазона ионосферного распространения и трассам протяженностью от 0 до 500 км.In FIG. Figure 3 shows an example of a radiation pattern of a system in a vertical plane generated by a processor from signals of all frequency groups. Different elevation angles of the rays correspond to radio paths of different ranges. The anti-aircraft beam corresponds to the frequency group of the lower part of the ionospheric propagation range and to paths with a length of 0 to 500 km.
В зависимости от количества частотных групп, количества антенных элементов в группах и вычислительной мощности процессора 6 система может формировать различное количество лучей в горизонтальной плоскости для каждого из заданных углов возвышения. Общее количество лучей приема равно сумме азимутальных лучей для каждого из углов возвышения и может быть от нескольких десятков до нескольких сотен. Общее количество передающих лучей определяет заданным общим количеством одновременно поддерживаемых каналов и вызовов.Depending on the number of frequency groups, the number of antenna elements in the groups and the processing power of the
Использование в предложенной системе отдельных разнесенных групп приемных и передающих антенных элементов и средств обработки и формирования их сигналов позволяет использовать систему для множественного случайного радиодоступа абонентов с любого азимута и любого расстояния от узла в любой случайный момент времени.The use of separate diversity groups of receiving and transmitting antenna elements and means for processing and generating their signals in the proposed system allows the system to be used for multiple random radio access of subscribers from any azimuth and any distance from the node at any random time.
Разделение антенных элементов на несколько неперестраиваемых широкополосных частотных групп позволяет перекрывать диапазон частот от 1,5 до 30 МГц с Kf = 20.Dividing the antenna elements into several non-tunable broadband frequency groups allows you to cover the frequency range from 1.5 to 30 MHz with K f = 20.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017103873A RU2649664C1 (en) | 2017-02-06 | 2017-02-06 | Active distributed antenna system for a multiple random radio access of the diametric high-frequency band |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017103873A RU2649664C1 (en) | 2017-02-06 | 2017-02-06 | Active distributed antenna system for a multiple random radio access of the diametric high-frequency band |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2649664C1 true RU2649664C1 (en) | 2018-04-04 |
Family
ID=61867325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017103873A RU2649664C1 (en) | 2017-02-06 | 2017-02-06 | Active distributed antenna system for a multiple random radio access of the diametric high-frequency band |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2649664C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2717551C1 (en) * | 2019-09-17 | 2020-03-24 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Spatial channelization radio communication method |
| RU227307U1 (en) * | 2022-12-27 | 2024-07-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Ордена Трудового Красного Знамени Российский научно-исследовательский институт радио имени М.И. Кривошеева" (ФГБУ НИИР) | HF BROADCAST MODULE |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0531090A2 (en) * | 1991-09-03 | 1993-03-10 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Cells re-use partition in a mobile communication system |
| RU2117396C1 (en) * | 1993-07-02 | 1998-08-10 | Моторола, Инк. | Method for making decision on switching communication from one communication resource to another |
| RU2142202C1 (en) * | 1994-06-23 | 1999-11-27 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Adaptive sector separation in spread spectrum communication system |
| RU2264010C2 (en) * | 2000-02-24 | 2005-11-10 | Чайна Акэдеми Оф Телекоммьюникейшнс Текнолоджи | Distributed system of intelligent antennas |
-
2017
- 2017-02-06 RU RU2017103873A patent/RU2649664C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0531090A2 (en) * | 1991-09-03 | 1993-03-10 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Cells re-use partition in a mobile communication system |
| RU2117396C1 (en) * | 1993-07-02 | 1998-08-10 | Моторола, Инк. | Method for making decision on switching communication from one communication resource to another |
| RU2142202C1 (en) * | 1994-06-23 | 1999-11-27 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Adaptive sector separation in spread spectrum communication system |
| RU2264010C2 (en) * | 2000-02-24 | 2005-11-10 | Чайна Акэдеми Оф Телекоммьюникейшнс Текнолоджи | Distributed system of intelligent antennas |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2717551C1 (en) * | 2019-09-17 | 2020-03-24 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Spatial channelization radio communication method |
| RU227307U1 (en) * | 2022-12-27 | 2024-07-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Ордена Трудового Красного Знамени Российский научно-исследовательский институт радио имени М.И. Кривошеева" (ФГБУ НИИР) | HF BROADCAST MODULE |
| RU227460U1 (en) * | 2023-11-30 | 2024-07-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Ордена Трудового Красного Знамени Российский научно-исследовательский институт радио имени М.И. Кривошеева" (ФГБУ НИИР) | HF broadcast station |
| RU230113U1 (en) * | 2023-11-30 | 2024-11-18 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Ордена Трудового Красного Знамени Российский научно-исследовательский институт радио имени М.И. Кривошеева" (ФГБУ НИИР) | High-tech RF broadcasting module |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10797776B2 (en) | Beamforming in a MU-MIMO wireless communication system with relays | |
| EP0795257B1 (en) | A beamed antenna system | |
| RU2155460C2 (en) | Antenna with wide lobe of directivity pattern | |
| US7181245B2 (en) | Wireless transmitter, transceiver and method | |
| EP0593822B1 (en) | Base station antenna arrangement | |
| US6356771B1 (en) | Radio communications system with adaptive polarization | |
| CN109905886B (en) | Enhanced Customer Premises Equipment | |
| US6205337B1 (en) | Use of sectorized polarization diversity as a means of increasing capacity in cellular wireless systems | |
| US9042276B1 (en) | Multiple co-located multi-user-MIMO access points | |
| US20110032849A1 (en) | Systems and methods for mitigating interference between access points | |
| GB2533966A (en) | System and method for selecting a beamforming configuration | |
| RU2012146984A (en) | DEVICE AND METHOD FOR SPATIAL DIVISION DUPLEX (SDD) FOR MILLIMETER RANGE COMMUNICATION SYSTEM | |
| JPH0779476A (en) | Base station antenna device | |
| EP1169875B1 (en) | Adaptive sectorization | |
| RU2475958C2 (en) | Automated transceiving system of short-wave communication | |
| RU2649664C1 (en) | Active distributed antenna system for a multiple random radio access of the diametric high-frequency band | |
| US10425214B2 (en) | Method and apparatus for millimeter-wave hybrid beamforming to form subsectors | |
| US10389427B2 (en) | Method and apparatus for an access point in a point to multipoint wireless network | |
| RU2619470C1 (en) | Stationary node of territorial radio division of dkmv range | |
| GB2570389A (en) | Method and apparatus for an access point in a point to multipoint wireless network | |
| Prasad et al. | Multi-beam multi-channel secure communication using a mmWave analog phased array beamformer | |
| TH2301004101A (en) | Feeder networks, antennas, antenna systems, base stations and beamforming methods | |
| JPS6292630A (en) | Radio zone constitution system in mobile communication |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210207 |