(57) Реферат / Формула:
Изобретение относится к области связи и телекоммуникаций, а более конкретно к способу цифровой связи с фиксированным параметром связности. Настоящее изобретение может найти применение при создании систем и сетей глобальной и региональной связи и передачи данных. По сравнению со всеми известными авторам способами связи предлагаемое изобретение отличается существенным повышением доступности абонентов сети связи и снижением мощности передатчиков и общего электромагнитного фона, снижением энергозатрат, отсутствием необходимости в базовых станциях.
Евразийское (21) 201200307 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2013.09.30
(22) Дата подачи заявки 2012.03.14
(51) Int. Cl. H04W52/28 (2009.01)
(54) СПОСОБ ЦИФРОВОЙ СВЯЗИ С ФИКСИРОВАННЫМ ПАРАМЕТРОМ СВЯЗНОСТИ
(96) 2012000046 (RU) 2012.03.14
(71) Заявитель:
ЩЕРБАКОВ АНДРЕЙ ЮРЬЕВИЧ; ТИХОНЕНКО ОЛЕГ ОЛЕГОВИЧ
(RU)
(72) Изобретатель:
Щербаков Андрей Юрьевич, Биктимиров Марат Рамильевич, Тихоненко Олег Олегович (RU)
(74) Представитель:
Тихоненко О.О. (RU) (57) Изобретение относится к области связи и телекоммуникаций, а более конкретно к способу цифровой связи с фиксированным параметром связности. Настоящее изобретение может найти применение при создании систем и сетей глобальной и региональной связи и передачи данных. По сравнению со всеми известными авторам способами связи предлагаемое изобретение отличается существенным повышением доступности абонентов сети связи и снижением мощности передатчиков и общего электромагнитного фона, снижением энергозатрат, отсутствием необходимости в базовых станциях.
Способ цифровой связи с фиксированным параметром
связности
ОПИСАНИЕ
Изобретение относится к области связи и телекоммуникаций, а более конкретно - к способу цифровой связи с фиксированным параметром связности.
Настоящее изобретение может найти применение при создании систем и сетей глобальной и региональной связи и передачи данных.
В настоящее время для организации систем и сетей связи, требующих охвата больших территорий, используют либо геостационарные спутники связи, либо группировки низкоорбитальных спутников, либо создают на территории обширную сеть базовых ретранслирующих станций, которые представляют собой высотные сооружения.
Однако упомянутые способы имеют ряд существенных недостатков. В первую очередь - это высокая нагрузка на базовые станции, с которыми соединяются все абоненты, находящиеся в зоне уверенного приема базовой станции. Далее, для связи с удаленным спутником или базовой станцией требуется высокая мощность передатчика, излучение которого оказывает негативное влияние на человека-владельца абонентского устройства, а также повышает общий электромагнитный фон, отрицательно влияющий на других людей и природные объекты. Кроме того, высокие мощности передатчиков приводят к значительному расходу источников энергии абонентских устройств, например, аккумуляторов мобильных и спутниковых телефонов. Наконец, возможность связи абонентов только через базовые станции или спутники приводит к существенной зависимости работоспособности сети связи от работоспособности базовых станций или спутников, которые могут быть повреждены или намеренно выключены и, соответственно, к периодической недоступности услуг связи для отдельных абонентов.
Наиболее близким к настоящему изобретению является Евразийская патентная заявка № 200901366 от 05.11.2009 "Способ цифровой электрической или оптической связи с изменяемым уровнем мощности передатчика для функционирования сети абонентов электрической или оптической связи", согласно которому для функционирования сети абонентов электрической или
оптической связи, состоящей по меньшей мере из двух выполняющих цикл передачи и приема абонентов, каждый из которых характеризуется уникальным идентификатором и имеет по меньшей мере передатчик и приемник, причем согласно указанному способу первый абонент устанавливает уровень сигнала передатчика на минимальную мощность, после чего на зафиксированном уровне мощности передатчика указанный первый абонент посылает запрос наличия других абонентов в сети, после чего указанный первый абонент переходит к приему данных, а другой абонент при получении запроса в цикле передачи данных посылает ответ на запрос, содержащий идентификатор указанного другого абонента и перечень идентификаторов абонентов, с которыми в текущее время указанный другой абонент связан; а при отсутствии ответов на запрос наличия других абонентов в сети уровень мощности передатчика первого абонента повышается и запрос наличия других абонентов в сети повторяется, причем такие повышения уровня мощности и повторные запросы происходят до тех пор, пока не будет получен ответ по меньшей мере от одного другого абонента, причем идентификатор указанного другого абонента и перечень идентификаторов абонентов, с которыми в текущее время указанный другой абонент связан, запоминаются и используются для передачи данных непосредственно указанному другому абоненту или связанным с ним абонентам и/или приема данных непосредственно от указанного другого абонента или связанных с ним абонентов, после чего производится переоценка мощности передатчика первого абонента, заключающаяся в том, что мощность сигнала передачи уменьшается до минимального уровня, обеспечивающего устойчивую связь с абонентами, с которыми удалось установить связь. Однако этот способ имеет некоторые недостатки, а именно:
- не удается достичь высокой вероятности возможности передачи данных от произвольного абонента к произвольному (в указанном прототипе до 7580%),
- реализация способа требует весьма значительной вычислительной мощности и значительного служебного трафика для передачи цепочек идентификаторов.
В основу настоящего изобретения положена задача создания способа цифровой связи с фиксированным параметром связности свободного от недостатков приведенного прототипа, который бы позволял достичь высокой
вероятности возможности передачи данных от произвольного абонента к произвольному (до 90-95%) и не требовал бы значительной вычислительной мощности и значительного служебного трафика для передачи цепочек идентификаторов.
Эта задача решена в способе способа цифровой связи с фиксированным параметром связности, согласно которому для функционирования сети абонентов электрической или оптической связи, состоящей по меньшей мере из двух выполняющих цикл передачи и приема абонентов, каждый из которых характеризуется уникальным именем или номером и имеет по меньшей мере передатчик и приемник, отличающийся тем, что сеть абонентов характеризуется параметром минимальной связности, который равен числу абонентов, с которым может поддерживать связь любой абонент данной системы связи, в соответствии с которым каждый абонент хранит идентификаторы абонентов, с которыми он может поддерживать связь в данный момент времени и при получении цифровых данных, предназначенных другому абоненту перенаправляет эти данные абоненту, связанному с ним непосредственно или транзитом через других абонентов, причем мощность передатчика или чувствительность приемника абонента меняется таким образом, чтобы поддерживать связь с заданным числом абонентов, не меньшим величины параметра минимальной связности.
Для демонстрации эффективности предлагаемого подхода создан следующий экспериментальный образец системы связи. Он представляет собой циклически выполняемую процедуру, моделирующую сеть связи из нескольких абонентов (в экспериментальном образце - параметр NAB), ЭО функционирует потактно для единого времени сети.
Абоненты первично случайно размещаются внутри квадрата размера N на N условных единиц (в экспериментальном образце - параметр POLE), и передвигаются в некоторые моменты времени. Для перемещения выбирается случайное количество абонентов, характеризуемое параметром CUR MOVE.
Каждому абоненту приписывается в начальный момент времени некоторая мощность передатчика, также заданная в условных единицах.
Коэффициент индивидуальной связности - величина характеризующая количеств абонентов, с которым каждый абонент связан непосредственно определена параметром CUR CONNECT, который для первичной отладки и
моделирования задан 4. В ЭО также задан предел индивидуальной связности MAXCONNECT.
#defme N AB 15
#defme POLE 50
#define MAX CONNECT 7
#define CUR_CONNECT 6
// число перемещаемых абонентов
#define CURMOVE NAB/2
#define CUR_CHECK N_AB/2
int abonents[N_AB][MAX_CONNECT+4];
int distance [NAB];
intp_dist [N_AB];
// abonents[i][0] - координата X i-го абонента
// abonents[i][l] - координата Y i-го абонента
// abonents[i][2] - мощность передатчика i
// abonents[i][3] - транзитная пропускная способность
Информация о текущем состоянии приемопередающих устройств абонентов и их текущем местоположении находится в базе данных abonents, структура которой следующая:
// abonents [i][0] - координата X i-го абонента
// abonents[i][l] - координата Y i-го абонента
// abonents [i] [2] - мощность передатчика i
// abonents[i][3] - транзитная пропускная способность
Критерием возможности связи одного абонента с другим является тот факт, что мощность его передатчика, выраженная в условных единицах, не меньше, чем расстояние между этими абонентами.
В каждый момент времени в системе проверяется возможность связи одного случайно выбранного абонента с другим случайно выбранным абонентом как непосредственно, так и через другого абонента и фиксируется положительный или отрицательный результат этой проверки. Результирующим параметром является статистическая оценка возможности связи пары случайно выбранных абонентов.
При передвижении абонентов проверяется, не является ли мощность передатчика абонента избыточной для поддержания устойчивой связи с теми
абонентами, с которыми связь уже установлена. В случае избыточности мощность снижается таким образом, чтобы уже установленные связи не были бы утрачены.
Например, при числе абонентов 15 и размере поля 50 результаты макетирования на 2200 шагов при параметре связности 6 приведены в Приложении 1. Легко видеть, что способ поддерживает исключительно высокое качество связи (95% удачных соединений), а также за счет балансирования нагрузки снижает энергозатраты абонентов и продлевает срок использования источников питания передатчиков. Значение Typel указывает количество абонентов, которым удалось передать данные непосредственно, Туре2 указывает количество абонентов, которым удалось передать данные через одного абонент?, а Туре2 указывает количество абонентов, которым удалось передать данные через двух абонентов.
По сравнению со всеми известными авторам способами связи предлагаемое изобретение отличается существенным повышением доступности абонентов сети связи и снижением мощности передатчиков и общего электромагнитного фона, снижением энергозатрат, отсутствием необходимости в базовых станциях.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ цифровой связи для функционирования сети абонентов электрической или оптической связи, состоящей по меньшей мере из двух выполняющих цикл передачи и приема абонентов, каждый из которых характеризуется уникальным именем или номером и имеет по меньшей мере передатчик и приемник, отличающийся тем, что сеть абонентов характеризуется параметром минимальной связности, который равен числу абонентов, с которым может поддерживать связь любой абонент данной системы связи, в соответствии с которым каждый абонент хранит идентификаторы абонентов, с которыми он может поддерживать связь в данный момент времени и при получении цифровых данных, предназначенных другому абоненту перенаправляет эти данные абоненту, связанному с ним непосредственно или транзитом через других абонентов, причем мощность передатчика или чувствительность приемника абонента меняется таким образом, чтобы поддерживать связь с заданным числом абонентов, не меньшим величины параметра минимальной связности.
Приложение 1. Демонстрация работы способа связи.
Abonent ООО: Х=0039 Y=0002 Power=003 Abonent 001: Х=0030 Y=0026 Power=001 Abonent 002: X=0015 Y=0048 Power=001 Abonent 003: X=0036 Y=0009 Power=002 Abonent 004: X=0035 Y=0014 Power=002 Abonent 005: X=0028 Y=0001 Power=003 Abonent 006: X=0012 Y=0033 Power=003 Abonent 007: X=0016 Y=0019 Power=001 Abonent 008: X=0049 Y=0006 Power=001 Abonent 009: X=0025 Y=0034 Power=001 Abonent 010: X=0047 Y=0007 Power=003 Abonent 011: X=0011 Y=0025 Power=002 Abonent 012: X=0023 Y=0043 Power=001 Abonent 013: X=0022 Y=0009 Power=003 Abonent 014: X=0033 Y=0032 Power=002 Initial time = 027
Step= 0100 Suc.connect= 0084 [84] Type 1= 0038 Type2= 0028 Type3= 0086 Step= 0200 Suc.connect= 0180 [90] Typel= 0077 Type2= 0066 Type3= 0105 Step= 0300 Suc.connect= 0275 [91] Typel= 0122 Type2= 0104 Type3= 0117 Step= 0400 Suc.connect= 0372 [93] Typel= 0158 Type2= 0147 Type3= 0135 Step= 0500 Suc.connect= 0468 [93] Typel= 0194 Type2= 0190 Type3= 0152 Step= 0600 Suc.connect= 0566 [94] Type 1= 0226 Type2= 0232 Type3= 0176 Step= 0700 Suc.connect= 0661 [94] Typel= 0274 Type2= 0262 Type3= 0193 Step= 0800 Suc.connect= 0754 [94] Typel= 0313 Type2= 0298 Type3= 0211 Step= 0900 Suc.connect= 0854 [94] Typel= 0353 Type2= 0340 Type3= 0229 Step= 1000 Suc.connect= 0947 [94] Typel= 0386 Type2= 0387 Type3= 0242 Step= 1100 Suc.connect= 1041 [94] Typel= 0427 Type2= 0431 Type3= 0251 Step= 1200 Suc.connect= 1140 [95] Typel= 0467 Type2= 0471 Type3= 0270 Step= 1300 Suc.connect= 1237 [95] Typel= 0512 Type2= 0507 Type3= 0286 Step= 1400 Suc.connect= 1334 [95] Typel= 0550 Type2= 0552 Type3= 0300 Step= 1500 Suc.connect= 1432 [95] Typel= 0597 Type2= 0583 Type3= 0320 Step= 1600 Suc.connect= 1530 [95] Typel= 0635 Type2= 0619 Type3= 0344 Step= 1700 Suc.connect= 1629 [95] Typel= 0671 Type2= 0665 Type3= 0361 Step= 1800 Suc.connect= 1714 [95] Type 1= 0714 Type2= 0700 Type3= 0368 Step= 1900 Suc.connect= 1808 [95] Typel= 0759 Type2= 0730 Type3= 0387 Step= 2000 Suc.connect= 1896 [94] Typel= 0803 Type2= 0762 Type3= 0399 Step= 2100 Suc.connect= 1990 [94] Typel= 0847 Type2= 0801 Type3= 0410 Step= 2200 Suc.connect= 2087 [94] Typel= 0891 Type2= 0839 Type3= 0425 Abonent 000: X=0039 Y=0000 Power=035 Abonent 001: X=0044 Y=0035 Power=035 Abonent 002: X=0014 Y=0045 Power=023 Abonent 003: X=0027 Y=0001 Power=027 Abonent 004: X=0004 Y=0041 Power=023 Abonent 005: X=0005 Y=0017 Power=023 Abonent 006: X=0006 Y=0032 Power=016 Abonent 007: X=0027 Y=0030 Power=020 Abonent 008: X=0037 Y=0006 Power=031 Abonent 009: X=0008 Y=0017 Power=023 Abonent 010: X=0032 Y=0040 Power=027 Abonent 011: X=0004 Y=0007 Power=025 Abonent 012: X=0012 Y=0020 Power=018 Abonent 013: X=0009 Y=0027 Power=018 Abonent 014: X=0037 Y=0047 Power=034
Заявитель:
ЩЕРБАКОВ Андрей Юрьевич и др.
П Некоторые пункты формулы не подлежат поиску (см. раздел 1 дополнительного листа) |~~J Единство изобретения не соблюдено (см. раздел II дополнительного листа)
А. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРЕДМЕТА ИЗОБРЕТЕНИЯ:
H04W52/28 (2009.01)
Согласно международной патентной классификации (МПК)
Б. ОБЛАСТЬ ПОИСКА:
Минимум просмотренной документации (система классификации и индексы МПК) Н04В 7/00-7/26, Н04М 1/00-1/24, H04W 52/00-52/60
Другая проверенная документация в той мере, в какой она включена в область поиска:
В. ДОКУМЕНТЫ, СЧИТАЮЩИЕСЯ РЕЛЕВАНТНЫМИ
Категория*
Ссылки на документы с указанием, где это возможно, релевантных частей
Относится к пункту №
А А А А А
RU 2153226 С2 (ГЛОУБАЛСТАР Л. 11.) 20.07.2000
WO 2002/099997 А1 (CAMBRIDGE BROADBAND LIMITED et al.) 12.12.2002 WO 2000/036763 Al (TELEEONAKTIEBOLAGET EM ERICSSON) 22.06.2000 US 6628754 Bl (3COM CORPORATION) 30.09.2003
RU 2157591 C2 (САЛБУ РИСЕРЧ ЭНД ДЕВЕЛОПМЕНТ (ПРОПРАЙТЭРИ) ЛИМИТЕД) 10.10.2000
последующие документы указаны в продолжении графы В
данные о патентах-аналогах указаны в приложении
* Особые категории ссылочных документов:
"Л" документ, определяющий общий уровень техники
"I;" более ранний документ, но опубликованный на дату подачи евразийской заявки или после нее
"О" документ, относящийся к устному раскрытию, экспонированию и т.д.
"Р" документ, опубликованный до даты подачи евразийской
заявки, но после даты испрашиваемого приоритета "D" документ, приведенный в евразийской заявке
' более поздний документ, опубликованный после даты приоритета и приведенный для понимания изобретения
документ, имеющий наиболее близкое отношение к предмезу поиска, порочащий новизну или изобретательский уровень, взятый в отдельности
документ, имеющий наиболее близкое отно
поиска, порочащий изобретательский уровень в сочетании с
другими документами той же категории
документ, являющийся патентом-аналогом
документ, приведенный в других целях
Дата действительного завершения патентного поиска:
31 мая 2012 (31.05.2012)
Наименование и адрес Международного поискового органа: Федеральный институт промышленной собственности
РФ. 123995,Москва. 1-59, ГСП-5, Бережковская наб.. 30-1. Факс: 243-3337. телетайп: 114818 ПОДАЧА
Уполномоченное лицо
Телефон № (499) 240-2591
Т. Ф. Владимирова
(19)
(19)
(19)
(19)
(19)
