книги из ГПНТБ / Ягодин, В. П. Техника буквопечатающей радиосвязи

сигнала на входе приемника. Когда сигнал на входе приемника, например на станции А, превысит некоторый пусковой уровень, ее управляющее устройство УУ посы­ лает пусковой сигнал на станцию Б, который отпирает ее передающий накопитель Н. Хранящееся в нем сообще­ ние считывается считывающим устройством СУ и по ра­ диоканалу передается на станцию А с высокой скоро­ стью (около 700 бод). Принимаемое на станции А сооб­ щение вводится в приемный накопитель Я ь затем счи­ тывающим устройством СУ\ считывается и подается в приемный телеграфный аппарат с обычной для него не­ большой скоростью. .Передача со станции Б продол­ жается до тех пор, пока уровень принимаемого сигнала на станции А не станет ниже порогового значения и вследствие этого прекратится подача по встречному ра­ диоканалу пускового сигнала — от принимающей стан­ ции на передающую.

Высокая общая скорость передачи в этой системе свя­ зи обеспечивается параллельной передачей сообщения одновременно по нескольким каналам. В передающем накопительном устройстве Н кодовая комбинация каж­ дого знака сообщения (стартовый, пять кодовых и сто­ ловый импульсы) преобразуется из последовательного кода в параллельный, а затем все семь импульсов этой комбинации вводятся одновременно в семь матриц маг­ нитного накопителя (каждый импульс в свою матрицу). При передаче они считываются и передаются одновре­ менно (каждый импульс по одному из семи каналов).

ставляет 700 двоичных знаков в секунду. На приемном конце радиолинии кодовая комбинация знака запоми­ нается в приемном накопителе Ни затем преобразуется из параллельного кода в последовательный и вводится в приемный телеграфный аппарат.

Несмотря на прерывистый характер связи сообщение по этой линии непрерывно и с постоянной скоростью вводится в накопитель Н. на передающей станции и не­ прерывно выводится из приемного накопителя Н\ на при­ нимающей станции. При этом степень использования ли­ нии связи по времени очень мала; отношение общего времени передачи сообщения к общему времени работы линии связи не превышает 10%, тогда как в обычных

180

системах радиосвязи с непрерывной передачей оно рав­ но единице. Непрерывность потока сообщения на ли­ ниях метеорной радиосвязи достигается скоростной пе­ редачей и высокой степенью автоматизации процесса радиообмена.

Система метеорной связи — интересный и наглядный пример высокой степени автоматизации радиолинии. Будучи настроенной и отрегулированной, она действуем автоматически без участия оператора. Элементы скоро­ стной телеграфной аппаратуры, применяемой на линиях метеорной связи, могут использоваться и в других си­ стемах на ультракоротких и дециметровых волнах, когда необходима скоростная передача сообщений за короткие промежутки времени [28].

2. Принцип работы радиолинии с автоматическим обнаружением и исправлением ошибок

Один из наиболее эффективных методов повыше­ ния достоверности и устойчивости радиотелеграфной связи — применение систем с автоматическим обнаруже­ нием и исправлением ошибок. Они получили название системы АЗО *. Эти системы сначала появились на ли­ ниях дальней коротковолновой радиосвязи, но позднее стали применяться и в аппаратуре передачи данных электронно-вычислительных машин по телефонным ка­ налам в связи с повышением требований к достоверности передачи данных [80, 81]. За рубежом наибольшее рас­ пространение получили системы АЗО, основанные на ис­ пользовании семиэлементного телеграфного кода.

В отличие от пятнэлементного семиэлементный код дает 128 возможных кодовых комбинаций элементарных посылок и позволяет использовать лишние комбинации для проверки правильности приема знаков и далее для коррекции некоторых искажений. Семиэлементный код— избыточный, так как количество возможных кодо­ вых комбинаций больше необходимого. Из указанных 128 кодовых комбинаций 35 содержат три положительные и четыре отрицательные элементарные посылки незави­ симо от места их в кодовой комбинации. Это свойство кода используют для обнаружения искажений кодовой

* АЗО — аппаратура запроса ошибок. Иногда эти системы со­ кращенно называют TOR по начальным буквам их полного наимено­ вания— Teleprinting over Radio Circuits.

181

из посылок на обратную, искаженная кодовая комбина­ ция уже не будет принадлежать к данному коду и мо­ жет быть автоматически обнаруженаПоэтому все семь элементарных посылок кодовой комбинации использу­ ются одновременно для передачи знака (сообщения) и обнаружения искажений.

При приеме знаков, закодированных семиэлементным избыточным кодом, не обнаруживаются только такие искажения, при которых соотношение 3 :4 между эле­ ментами кодовой комбинации не нарушится. В такой ко­ довой комбинации помехи должны изменить знак одной посылки с положительного на отрицательный, а другой с отрицательного на положительный. Но в большинстве случаев помехи радиоприему изменяют одну положи­ тельную посылку на отрицательную или наоборот и редко вызывают перестановку их в знаке без нарушения соотношения 3 : 4 в кодовой комбинации. Поэтому вероят­ ность искажений знаков за счет такой перестановки весь­ ма мала. Из 35 кодовых комбинаций с сочетанием эле­ ментов посылки и паузы 3 :4 получают 32 комбинации для всех букв и цифр и три дополнительные для автома­ тического обнаружения и исправления ошибок.

«запрос», посылаемому принимающей станцией в обрат­ ном направлении автоматически при обнаружении иска­ жения знака. По этому сигналу передающая станция пе­ редает повторно знак, который искажен на приеме. Ли­ ния связи с АЗО должна быть-дуплексной с синхрон­ ными передачей и приемом.

Рассмотрим принцип действия радиолинии с автома­ тическим обнаружением и исправлением искажений бо­

ной со скоростью телеграфирования 200 бод. Она выпол­ няется в виде отдельного устройства, подключаемого к

182

Рис. 56. Структурная схема радиолинии с АЗО:

ОО

СО

дуплексному каналу одноканальиой или многоканаль­ ной буквопечатающей радиолинии. В аппаратуре АЗО используют временное уплотнение канала связи. При временном уплотнении можно получить по одному ка­ налу две телеграфные связи при двукратной аппаратуре АЗО и четыре связи при четырехкратной, а также более эффективно использовать мощность радиопередатчика и увеличить устойчивость связи.

Рассмотрим прохождение сообщения от корреспон­ дента А к корреспонденту Б радиолинии. В передающем устройстве АЗО станции корреспондента А передавае­ мое сообщение в виде обычных кодовых комбинаций стартстопного телеграфного аппарата поступает на ре­ перфоратор Р и накапливается на перфорированной ленте. Далее трансмиттером ТП накопленные на перфо­ ленте кодовые комбинации вводятся в ' кодопреобразо­ ватель КП. В нем происходит преобразование пятиэле­ ментного кода в семиэлементный. Из преобразуемых стартстопных комбинаций исключаются стартовая и сто­ повая посылки. Затем каждая пятиэлементная кодовая комбинация дешифруется, в результате чего получают­ ся 25 = 32 элементарные посылки (импульса). Из этих импульсов составляется новая семиэлементная кодовая комбинация. При этом образуются только те комбина­ ции семизначного кода, в которых соотношение положи­ тельных и отрицательных посылок равно 3 : 4. Каждая такая комбинация запоминается в накопителе Н и одно­ временно с этим поступает в первый сектор передающе­ го распределителя РП.

Распределитель РП, представляющий собой циклич­ но работающее устройство, может быть механическим или на бесконтактных переключателях ^электронных приборах, ферромагнитных сердечниках). Он имеет два

вращается синхронно и синфазно с приемным распреде­ лителем на второй стороне радиолинии. За один оборот длительностью 140 мсек распределитель РП последова­ тельно передает один семиэлементный знак с каждого из двух секторов. Передача происходит со скоростью 100 бод (длительность элементарной посылки 10 мсек). С семи контактов первого сектора распределитель после­

184

довательно снимает и подает в модулятор на входе радиопередатчика посылки семиэлементной кодовой ком­ бинации. Они преобразуются в модуляторе в частотномодулированные сигналы, которые далее вводятся в

уплотняемый телефонный канал радиопередатчика и пе­ редаются корреспонденту Б радиолинии.

По окончании передачи знака с первого сектора в его трансмиттер ТП распределитель подает тактовый импульс. Под действием этого импульса лентопротяж­ ный механизм трансмиттера продвигает перфорирован­ ную ленту на один шаг, подготавливая к передаче следу­ ющий знак. Тем временем распределитель РП подобным образом передает в радиолинию знак со второго сектора. По этому сектору сообщение преобразуется и передается аналогично с первым сектором. Элементы аппаратуры второго сектора на схеме рис. 56 не показаны.

В приемном устройстве корреспондента Б радиоли­ нии принятые сигналы преобразуются в радиоприемни­ ке и демодуляторе в первоначальную форму и в виде по­ сылок постоянного тока поступают в приемный распре­ делитель РПх аппаратуры АЗО. В нем посылки, состав­ ляющие переданные знаки, распределяются соответст­ венно по секторам. Одновременно устройство синхрони­ зации СС выделяет сигнал (частоту следования прини­ маемых посылок), посредством которого происходит корректировка частоты вращения распределителей стан­ ции корреспондента А. Комбинация посылок знака из первого сектора распределителя РП\ поступает одновре­ менно в устройство обнаружения ошибок — контроллер и в кодопреобразователь КП\. Контроллер проверяет в принятом знаке соотношение положительных -и отрица­ тельных посылок 3 : 4. При отсутствии в принятой кодо­ вой; комбинации искажений кодопреобразователь КПi преобразует ее из семиэлементного кода в пятиэлемент­ ный и эту комбинацию посылает затем в восстанови­ тель ВС. Здесь к пяти кодовым посылкам добавляются стартовая и стоповая посылки и полученная таким пу­ тем стартстопная кодовая комбинация поступает в при­ емный телеграфный аппарат, который отпечатывает при­ нятый знак.

При обнаружении станцией Б нарушения правильно­ го соотношения положительных и отрицательных посы­ лок в принятой кодовой комбинации — искажения знака

185

контроллер подает сигнал «ошибка» в повторитель. По­ следний по этому сигналу запирает приемный кодопре­ образователь КП\ и тем самым прекращает отпечатывание знаков в приемном телеграфном аппарате, а так­ же останавливает работающий трансмиттер 777, пре­ кращая передачу знаков корреспонденту А радиолинии с первого сектора своей станции. Одновременно повто­ ритель включает сигнализатор ошибок СО. Подобно пе­ редаче знаков через первый сектор распределителя РП сигнализатор ошибок посылает корреспонденту А кодо­ вую комбинацию сигнала ошибок (одна из комбинаций семизначного кода). Полученный в приемном устрой­ стве АЗО станции корреспондента А сигнал «ошибка» через повторитель прерывает передачу знаков со своей станции и включает накопитель Н, который повторно передает противоположной станции Б хранящиеся в нем знаки, начиная с неправильно принятого ею. Повторе­ ние продолжается до тех пор, пока на станции коррес­ пондента Б не будет верно принят (правильное соотно­ шение посылок) знак, вызвавший запрос повторения. После приема без искажений запрашиваемого знака прекращается подача корреспонденту А сигнала запро­ са повторения, и его передающий аппарат продолжает переда.чусообщения, прерванную запросом повторения. Одновременно возвращается к передаче сообщения и станция корреспондента Б.

При появлении искажений на приеме у корреспон­ дента А контроллер его приемного устройства анало­ гично посылает запрос повторения искаженных знаков. Станция корреспондента Б по этому запросу повторяет передачу хранящихся в накопителе знаков до наступ­ ления неискаженного приема. Затем обе стороны радио­ линии переходят к дальнейшей передаче сообщения.

Для повторения знаков в накопителе Н станции, ве­ дущей передачу, накапливаются и хранятся в неиска­ женном виде только три последних переданных знака. Ячейки накопителя Н, в каждой из которых запоминает­ ся один знак, подключаются для передачи к передаю­

станциями линии дальней радиосвязи. Время прохожде­ ния каждого знака с одного конца радиолинии на дру­

186

гой слагается из времени передачи одной семиэлемент­ ной комбинации его и времени распространения сигнала по трассе линии. Такое же время затрачивается на пере­ дачу н прохождение сигнала запроса повторения в слу­ чае обнаружения искажения на приеме. Таким образом, суммарное время на прохождение передаваемогознака и сигнала запроса о повторении его оказывается больше длительности передачи -двух знаков. Поэтому число зна­ ков, сохраняемых в накопителе передающей станции, должно быть таким, чтобы к приходу запроса о повто­ рении кодовая комбинация знака, принятого с искаже­ нием, в накопителе еще сохранилась. При накоплении трех знаков возможна надежная работа радиолинии большой протяженности.

Частота вращения передающих и приемных распре­ делителей аппаратуры АЗО автоматически поддержи­ вается точно равной частоте высокостабильных колеба­ ний опорного генератора. Синхронизация вращения при­ емного распределителя одного корреспондента и пере­ дающего распределителя другого осуществляется по ра­ бочим посылкам передатчика радиолинии. В приемном устройстве. аппаратуры АЗО выделяется частота следо­ вания принимаемых от корреспондента рабочих посы­ лок, и по этому сигналу устройство синхронизации под­ держивает синфазность вращения распределителей на концах радиолинии.

Возможны также и другие варианты построения аппа­ ратуры АЗО, например, на основе пятиэлементного кода.

Опыт практического применения аппаратуры АЗО на линиях дальней радиосвязи за рубежом показывает зна­ чительную ее эффективность как в части автоматиче­ ского обнаружения и исправления искажений на приеме, так и в части временного уплотнения радиолинии [80, 81]. Наибольшие трудности телеграфной передачи по коротковолновым радиолиниям возникают в периоды глубоких 'замираний, когда соотношение между полез­ ным сигналом и помехами становится чрезвычайно не­ благоприятным. В этих условиях эффективность радио­ связи с аппаратурой АЗО особенно ощутима. Несмотря на хаотичный характер помех вероятность того, что иска­ женная помехой кодовая комбинация в условиях глубо­ кого замирания будет принята как правильная, доста­ точно велика.

187

Г л а в а VIII

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УСТОЙЧИВОЙ РАБОТЫ ЛИНИЙ БУКВОПЕЧАТАЮЩЕЙ РАДИОСВЯЗИ

1. Размещение радиопередающих и радиоприемных устройств на местности

Средства радиосвязи гражданского назначения для использования и обслуживания объединяют организа­ ционно и технически в радиоузел, состоящий из пере­ дающего радиоцентра (станции), приемного радиоцентра (пункта) и радноаппаратной (иногда ее называют ра­ диобюро) [24, 53]. Передающий радиоцентр включает в свой состав одну или несколько групп передающих устройств (радиостанций) с антенными сооружениями и источниками электропитания и предназначен для пере­ дачи сообщений, исходящих из приемного центра или радиоаппаратной. Приемный радиоцентр (пункт) со­ стоит из приемных устройств с антенными сооружения­ ми и источниками электропитания, устройствами комму­ тации и дистанционного управления и предназначен для приема сигналов заданных корреспондентов и управле­ ния передатчиками своего радиоцентра. Радиоаппарат­ ная является оконечным звеном линии радиосвязи, в ней осуществляется распределение каналов и управление работой линий радиосвязи, а также контроль качества связи. Радиоаппаратная связана непосредственно с теле­ графной станцией (иногда объединяется с ней террито­ риально), где передаваемые и принимаемые сообщения окончательно обрабатываются.

188

Приемный радиоцентр (пункт) для ослабления по­ мех радиоприему удаляется от радиоаппаратной (теле­ графной станции) и передающего устройства. Приемный и передающий радиоцентры и радиоаппаратная связы­ ваются между собой кабельными или радиорелейными соединительными линиями. По мим осуществляются: со­ единение оконечной телеграфной аппаратуры с радио­ приемными и радиопередающими устройствами; дистан­ ционное управление передатчиками из приемного пунк­ та и радиоаппаратной (телеграфной станции); служеб­ ная связь между элементами радиоузла.

Дальность радиосвязи и бесперебойное ее действие существенно зависят от рационального размещения при­ емных и передающих радиосредств на местности. При выборе места для установки стационарных или развер­ тывания подвижных радиосредств необходимо учитывать характер и рельеф местности, наличие местных источ­ ников помех радиоприему, возможность возникновения взаимных помех самих радиосредств.

При близком расположении друг от друга на сравни­ тельно небольшой территории большого количества раз­ личных средств радиосвязи между ними возникают взаимные помехи. Эти помехи создают серьезные труд­ ности, поэтому их нельзя не учитывать в практике ис­ пользования средств радиосвязи [87]. Любой радиопере­ датчик излучает широкий спектр частот. Ширина поло­ сы этого спектра зависит от вида передачи, способа мо­ дуляции и других условий. Например, при радиотеле­ графной передаче излучаемый спектр частот очень ши­ рокий. Но для передачи сообщения используется лишь относительно узкая часть этого спектра, называемая не­ обходимой шириной полосы, в которой концентрируется наибольшая часть излучаемой передатчиком энергии. Части же спектра, находящиеся за пределами этой поло­ сы, представляют побочные (внеполосные) излучения. Хотя энергия побочных излучений составляет неболь­ шую долю полезной излучаемой мощности,. они могут создавать сильные помехи на соседних каналах радио­ связи [91].

В радиопередатчиках излучаемые колебания высокой частоты образуются в результате многократных преоб­ разований колебаний одного источника стабильной ча­ стоты, а необходимая мощность их достигается последо­

189