Абонентський пристрій в супутниковій системі зв’язку

Изобретение относится к портативным устройствам связи, в частности к портативному устройству связи, помогающему определить местоположение и используемому с системой спутниковой связи. При установке связи между спутниками и пользователями спутниковой системы связи во всем мире, знание местоположения каждого пользователя является важным для установления и поддержания канала связи. Знание местоположения конкретного пользователя также важно, потому что информация о местоположении может быть передана через спутниковый канал связи, который служит для связи абонента с другими пользователями в мире. Отдельное устройство, которое сочетает в себе возможность речевой связи и передачи данных, а также точного определения местоположения, имеет ряд преимуществ перед современными устройствами связи. Применение такой системы включает в себя качественное управление, а также координацию при поисковой и спасательной деятельности и различных военных операциях. Поскольку связь абонентского устройства со спутниками включает в себя частые передачи между ячейками отдельных спутников или между смежными спутниками, знание точного местоположения как абонентского устройства, так и спутника может быть использовано для эффективного выбора соответствующей стратегии передачи. Знание точного местоположения устройства, имеющегося у пользователя, способствует также осуществлению процесса получения путем обеспечения точной коррекции ошибок, индуцированных сигналами с долплеровской или опорной частотой. Спутники низкоорбитальной системы спутниковой связи, такие как Иридий, движутся очень быстро по сравнению с местом нахождения абонента на земле. Во время осуществления связи такая система должна обеспечивать компенсацию допплеровской частоты сигналов, чтобы скомпенсировать задержку, изменения быстрого прохождения сигналов в канале связи. Во время приема сигналов, если устройство, имеющееся у пользователя, не может самостоятельно определить допплеровскую частоту, должен осуществляться утомительный поиск частоты допплеровского диапазона. Этот отрезок времени для осуществления такого поиска может задержать распознавание пользователя системой. Поэтому в случае дистанционной связи с пользователем произошла бы задержка при попытке установить связь. Однако в устройстве, имеющемся у пользователя, могут храниться недолгосрочные данные по спутникам связи, причем эти данные будут действительны в течение нескольких дней. Зная точное местоположение устройства, имеющегося у пользователя, можно точно вычислить допплеровскую регулировку и коррекцию для генератора опорных сигналов. Это способствовало бы более быстрому получению данных и отслеживанию каналов управления спутника. Таким образом, задачей данного изобретения является создание комбинированного устройства связи для речевой связи и передачи данных, способствующего определению местоположения и предназначенного для использования с системой спутниковой связи. Для достижения цели, согласно настоящему изобретению, показано новое устройство, используемое абонентом для речевой связи и передачи данных, способствующее определению местоположения и предназначенное для ячеистой спутниковой системы. Система спутниковой связи включает в себя некоторое количество устройств, имеющихся у абонентов, каждое из которых используется для приема и передачи цифровых данных. Кроме того, каждое абонентское устройство само определяет свое местоположение. Абонентское устройство включает в себя приемник/передатчик для приема от спутника системы связи и передачи к нему цифровы х данных пользователя. Кроме того, это устройство включает в себя приемник для самостоятельного определения своего местоположения и передачи этого местоположения спутнику системы связи. Вышеназванные и другие цели и преимущества настоящего изобретения можно лучше понять из нижеследующего подробного описания с приложенным чертежом (фиг.). На чертеже показана блок-схема комбинированного абонентского устройства, способствующего определению местоположения и предназначенного для системы спутниковой связи. Описание предпочтительного варианта осуществления. Содержание одновременно рассматриваемых заявок на Патенты СССР №4742314/09; 4831079/09; 4831347/09; 4831340/09 и 4831459/09 введено сюда посредством ссылки на эти заявки. На чертеже, включенном в описание, показана антенна 1. Антенна 1 принимает информацию от глобальной системы определения местоположения (GPS), которая не показана, а также информацию от спутников системы спутниковой связи (не показана). Кроме того, антенна 1 действуе т так, что передает голосовую информацию и данные от абонента к системе спутниковой связи. Антенна 1 связана с циркулятором 2, который обеспечивает изоляцию между передаваемым и принимаемым сигналами. Циркулятор 2 действует таким образом, что поступающие сигналы, принимаемые от антенны 1, передаются на антенный разделительный фильтр 3, а выходной сигнал от передатчика/модулятора 12 поступает к антенне 1 для внешней передачи. Антенный разделительный фильтр 3 связан с циркулятором 2. Антенный разделительный фильтр 3 производит усиление и действуе т так, что пропускает сигналы от системы GPS и передаваемые спутником сигналы для их последующей обработки. Далее антенный разделительный фильтр 3 связан с смесителем 4 и приемником 9 GPS-сигналов при помощи связи 10. Поскольку информация от системы GPS и передача информации от спутника осуществляется в одном частотном диапазоне, они могут быть разделены для обработки при помощи системы связи. Выход смесителя 4 связан с дискриминатором 5 сигнала. Дискриминатор 5 отделяет сигналы спутниковой связи от всех други х сигналов, полученных системой. Сигналы спутниковой связи находятся в L-диапазоне, который охватывает полосу приблизительно от 1,5 до 1,65ГГц. Дискриминатор 5 выделяет данные из носителя после определения соответствующего кода слежения. Гетеродин 6 связан с частотным дискриминатором 5 сигналов цифровым синтезатором 8 и приемником GPS-сигнала. Гетеродин 6 является источником опорной частоты. Дискриминатор 5 сигналов определяет ошибку базового генератора тактовых импульсов и связан с процессором 7 аналогично фазовой синхронизации. Такая ошибка интерпретируется процессором для регулировки цифровой синтезируемой частоты таким образом, чтобы сохранить фазу с модуляцией сигнала. Процессор 7 связан с цифровым синтезатором 8, а он, в свою очередь, связан со смесителем 4 цепью обратной связи. Передаваемые от спутников данные посылаются 2 - х милисекундными импульсами (поток данных на частоте приблизительно 14МГц) с частотой передачи в 30 милисекунд. Дискриминатор 5 сигнала основывается на корреляции бита информации и распознает заданную форму заголовков. Информация, следующая за заголовком, является требуемой информацией связи, передаваемой спутниковой системой. Дискриминатор сигналов передает биты информации, представляющей собой информацию связи, в процессор 7, Процессор 7 устанавливает величину фазовой ошибки, которая представляет собой разность по фазе между битами заданной формы заголовков, синтезируемых в синтезаторе, и соответствующими модулируемыми битами информации спутникового сигнала. В результате этого процессор 7 определяет, рано или поздно осуществляется прием битов информации и регулирует ци фровой синтезатор 8 для передачи отрегулированного опорного сигнала в смеситель 4 для синхронизации приема информации спутниковой связи. Процессор 7 устанавливает отрегулированный входной сигнал к цифровому синтезатору 8 из номинального опорного сигнала гетеродина 6. Так как спутники системы связи движутся с большой скоростью, принимаемые сигналы в L-полосе частот могут изменяться в диапазоне приблизительно 70кГц. Гетеродин 6 имеет дополнительную неопределенность в 3кГц. Компенсация этих изменений осуществляется путем регулирования цифрового синтезатора 8, который подсчитывает каждое из этих изменений сигналов, и гетеродина. Сигналы системы GPS принимаются от глобальной спутниковой системы определения местоположения антенной 1 и передаются через циркулятор 2 и через антенный разделительный фильтр 3 к приемнику 9 GPS-сигнала посредством связи 10. Система GPS включает в себя группу по меньшей мере из четырех спутников, от которых может быть получена информация о времени и местоположении. Располагая этой информацией о времени и местоположении, приемник GPSсигнала может вычислять свое собственное положение. Приемник 9 GPS-сигнала принимает данные, полученные через антенну 1, циркулятор 2 и антенный разделительный фильтр 3 для выполнения этих функций устройством, имеющимся у абонента. Спутники системы GPS находятся на 12-часовых орбитах приблизительно в 22000 километрах над землей. Приемник 9 GPS сигнала определяет псевдодиапазон для каждого из 4 спутников в системе GPS. Затем приемник 9 GPS-сигнала точно вычисляет координаты соответствующего устройства, имеющегося у абонента. Процессор 7 во взаимосвязанной с ним памяти хранит все недолговременные данные по спутникам системы связи. В результате процессор 7 знает, какой спутник находится над ним и в какой момент времени начать передачу сообщения на спутник так, чтобы оно попало в соответствующее имеющееся у приемника спутника временное окно множественного доступа с разделением по времени. Кроме того, процессор 7 может регулировать сигнал допплеровских эффектов, которые возникают при движении спутников относительно пользователя в течение интервала связи. Процессор 7 связан с цифровым синтезатором 11. Цифровой синтезатор 11 связан с передатчиком/модулятором 12. Передатчик/модулятор 12 связан с циркулятором 2. Данные 13 от абонента в виде цифровой информации голоса или цифровых данных передаются к передатчику/ модулятору 12. В соответствующее время при осуществлении дистанционной связи процессор 7 будет создавать информацию о местоположении для включения в формат модулируемого сигнала, который генерируется передатчиком/модулятором 12. Передатчик/модулятор 12 преобразует данные в аналоговые сигналы и передает их через циркулятор 2 к антенне 1, от которой они будут переданы к соответствующему спутнику. Как только звено дальней связи установлено между абонентским устройством и спутником, данные 13 от абонента передаются к передатчику/модулятору 12 для передачи к спутнику в соответствующее временное окно. Под контролем процессора 7 цифровой синтезатор 11 создает форму несущей волны соответствующей частоты, с надлежащей допплеровской компенсацией и синхронизацией по времени в приемнике спутника. В результате спутник получает последовательность данных, посылаемых множеством абонентов, каждый из которых имеет соответствующую информацию в предназначенном для него временном окне. Описанное устройство, используемое абонентом для системы спутниковой связи, обеспечивает следующие преимущества . Во-первых, автоматическое отслеживание по всему миру пользователей спутников может осуществляться посредством абонентского устройства. Такая функция важна для тех случаев, когда выполняется слежение за определенным элементом или лицом, использующим систему спутниковой связи. Безусловно, для определения местоположения при помощи абонентского устройства в первую очередь используется сама система связи. Без такой информации система должна была бы осуществлять поиск по всей земле для обнаружения пользователя. Однако, посредством периодической передачи информации абонент дает системе знать, где он находится, поэтому возможности системы могут быть использованы более эффективно, когда приходит вызов к этому конкретному пользователю. Во-вторых, более высокая эффективность каждого абонентского устройства достигается за счет быстрого захвата и сопровождения канала управления спутником. Однако до отслеживания этого сигнала абонентское устройство должно иметь возможность скорректировать допплеровские эффекты, вызванные движением высокоскоростных спутников относительно пользователя. Путем "запоминания" недолговременных данных спутниковой системы абонентское устройство может прогнозировать сигналы с каждого спутника и таким образом принимать сигналы быстрее, чем при использовании методов поиска. Кроме того, наличие сведений о дальности действия спутника может способствовать синхронизации линии связи земля-спутник. Эта информация может быть немедленно обработана при знании местоположения спутника и абонентского устройства. В-третьих, автоматический вызов между ячейками конкретного спутника или между спутниками зависит от знания местоположения пользователя относительно расположения спутника. Эта информация может быть точно определена при знании местоположения абонентского устройства и спутника. Местоположение спутника связи может быть вычислено из хранящихся недолговременных данных о спутниках, получаемых от наземных систем, с которыми сообщаются спутники, и послано в устройство пользователя вместе с другой информацией на линии связи спутник земля. Точное время на спутниках системы связи обеспечивается использованием на борту каждого из спутников эталонных рубидиевых часов. Местоположение абонентского устройства буде т обеспечиваться в виде первичного выходного сигнала приемника GPS-сигнала, встроенного в абонентское устройство. Хотя представлен и подробно описан предпочтительный вариант осуществления изобретения, для специалистов будет очевидно, что без отклонения от существа изобретения или от объема прилагаемой формулы изобретения могут быть выполнены различные модификации этого изобретения.