RU2815442C1 - Autonomous telecommunication complex - Google Patents
Autonomous telecommunication complex Download PDFInfo
- Publication number
- RU2815442C1 RU2815442C1 RU2023121438A RU2023121438A RU2815442C1 RU 2815442 C1 RU2815442 C1 RU 2815442C1 RU 2023121438 A RU2023121438 A RU 2023121438A RU 2023121438 A RU2023121438 A RU 2023121438A RU 2815442 C1 RU2815442 C1 RU 2815442C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- module
- transceiver module
- power supply
- wireless data
- communication
- Prior art date
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 107
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000010267 cellular communication Effects 0.000 claims abstract description 22
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 3
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage 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
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Изобретение относится к области связи и телекоммуникации и может быть использовано для обеспечения телефонной сотовой связью, подключения пользователей к телекоммуникационной сети Интернет, сетям связи «Интернета вещей» в удаленных и труднодоступных районах, районах стихийных бедствий, вдоль участков автомобильных дорог и железнодорожных путей, необеспеченных централизованным электроснабжением.The invention relates to the field of communications and telecommunications and can be used to provide telephone cellular communications, connect users to the Internet telecommunications network, Internet of Things communication networks in remote and hard-to-reach areas, areas of natural disasters, along sections of roads and railways not provided with a centralized electricity supply.
В настоящее время существует значительное количество телекоммуникационных систем и сетей общего пользования, обеспечивающих связь и передачу данных между пользователями государственных и коммерческих организаций в различных радиочастотных диапазонах. В целях полноценного функционирования этих систем и сетей требуется развертывание наземной инфраструктуры, включающей базовые станции различных видов радиосвязи - сотовой связи, профессиональной радиосвязи, сетей связи «Интернета вещей», а также каналообразующую аппаратуру, размещаемые на антенно-мачтовых опорах, и подключение ее к сетям централизованного электроснабжения.Currently, there are a significant number of telecommunication systems and public networks that provide communication and data transfer between users of government and commercial organizations in various radio frequency bands. For the full functioning of these systems and networks, it is necessary to deploy ground infrastructure, including base stations of various types of radio communications - cellular communications, professional radio communications, Internet of Things communication networks, as well as channel-forming equipment placed on antenna mast supports, and connecting it to the networks centralized power supply.
Вместе с тем централизованное электроснабжение в удаленных и труднодоступных районах, вдоль отдельных участков автомобильных дорог и железнодорожных путей может отсутствовать. Также сети централизованного электроснабжения могут быть выведены из строя вследствие разрушений, вызванных стихийными бедствиями или техногенными катастрофами. Поэтому для бесперебойного и гарантированного функционирования телекоммуникационных систем и сетей различного назначения необходимо использовать автономные телекоммуникационные комплексы, имеющие в своем составе средства электроснабжения, обеспечивающие длительную работу в автономном режиме без подключения к сетям централизованного электроснабжения.At the same time, there may be no centralized power supply in remote and hard-to-reach areas, along certain sections of roads and railways. Also, centralized power supply networks can be disabled due to destruction caused by natural or man-made disasters. Therefore, for the uninterrupted and guaranteed functioning of telecommunication systems and networks for various purposes, it is necessary to use autonomous telecommunication systems that include power supply facilities that ensure long-term operation in autonomous mode without connection to centralized power supply networks.
Уровень техникиState of the art
Известен переносной многофункциональный комплекс связи, защищенный патентом РФ №2649414, МПК Н04М 3/00, G06F 13/00, опубл. 03.04.2018. Указанный переносной многофункциональный комплекс связи содержит абонентскую станцию спутниковой связи, маршрутизатор, малогабаритный принтер, станцию подвижной радиосвязи, в качестве которой используется станция беспроводного широкополосного доступа, абонентскую линию телефонной связи, телефонный аппарат системы АТС, проводную линию связи и блок рабочего места оператора (РМО), модем xDSL, канал сети передачи данных, автоматизированное рабочее место оператора технологического управления (АРМ ОТУ), устройство ввода-вывода АРМ ОТУ, два телефонных аппарата служебной связи, криптографический маршрутизатор, межсетевой экран, автоматизированное рабочее место оператора безопасности информации (АРМ ОБИ), устройство ввода-вывода АРМ ОБИ, телефонная станция, сервер обработки видеоинформации, модуль видеозахвата HDMI, модуль видеозахвата VGA, сервер электронной почты, сервер записи телефонных переговоров, модуль записи переговоров, коммутатор локальной вычислительной сети, второй блок РМО, устройства ввода-вывода для первого и второго блоков РМО, два телефонных аппарата IP станции, блок ввода линий, вторая абонентская линия связи и второй телефонный аппарат системы АТС.A portable multifunctional communication complex is known, protected by RF patent No. 2649414, IPC
Недостатком данного переносного многофункционального комплекса связи является необходимость его подключения к сети централизованного энергоснабжения или внешним аккумуляторным батареям, т.к. в его составе отсутствуют средства электрогенерации. Кроме того, в составе данного комплекса имеется много специальных блоков и модулей, необходимых лишь для решения задач информационной безопасности и не требующихся при организации телекоммуникационных сетей общего пользования.The disadvantage of this portable multifunctional communication complex is the need to connect it to a centralized power supply network or external batteries, because it does not contain means of power generation. In addition, this complex contains many special blocks and modules that are necessary only for solving information security problems and are not required when organizing public telecommunication networks.
Известен мобильный узел подвижной связи, защищенный патентом РФ №2359410, МПК Н04В 7/185, опубл. 20.06.2009. Указанный мобильный узел подвижной связи размещается в цельнометаллическом кузове-фургоне на шасси автомобиля повышенной проходимости и содержит станцию спутниковой связи, два технологических автоматизированных рабочих места, спутниковый модем, коммутатор линий и групповых трактов, плату Ethernet, сервер, блок распределения и коммутации пользователей локальной вычислительной сети, телефонный аппарат системы Internet Phone, два рабочих места оператора, два телефонных аппарата телефонной конфиденциальной связи, цифровую мини-АТС системы DECT, выносную базовая станция подвижной радиосвязи системы DECT с антенной, абонентские линии телефонной конфиденциальной связи и линии локальной вычислительной сети.A mobile mobile communication node is known, protected by RF patent No. 2359410, IPC
Недостатком данного мобильного узла подвижной связи является ограниченное время автономной работы, обусловленное тем, что электроснабжение комплекса обеспечивается автомобильным дизель-генератором, имеющим фиксированный объем топливного бака.The disadvantage of this mobile mobile communication node is the limited battery life, due to the fact that the power supply to the complex is provided by an automobile diesel generator with a fixed volume of the fuel tank.
Известен автономный мобильный телекоммуникационный комплекс, защищенный патентом РФ №2550339, МПК Н04М 3/00, опубл. 10.05.2015. Указанный автономный мобильный телекоммуникационный комплекс размещается в кузове-фургоне автомобиля повышенной проходимости и содержит станцию спутниковой связи, состоящую из приемопередатчика и антенной системы, два кабельных ввода, широкополосный модем, анализатор спектра сигналов, пульт управления станцией спутниковой связи, два криптографических маршрутизатора, два технологических автоматизированных рабочих места, мультиплексор, два оптических кросса, два DSL-модема, два IP-шлюза, два электрических кросса, три основных и два выносных телефонных аппарата, абонентские линии телефонной связи, межсетевой экран, основной и выносной коммутаторы Ethernet, многофункциональное устройство, два основных и два выносных автоматизированных рабочих места должностных лиц с подключенными к ним WEB-камерами, блок видеоконференцсвязи, видеосплиттер, два видеомонитора, навигационный приемник GPS/ГЛОНАСС, двухпроводные линии телефонной связи, блок коммутации, абонентские линии телефонной шифрованной связи, выносную управляемую купольную камеру высокого разрешения, камкордер с DVB-T передатчиком, проводную линию Ethernet, аппаратуру служебной связи, блок служебной радиосвязи и ультракоротковолновую радиостанцию с антенной.A well-known autonomous mobile telecommunications complex is protected by RF patent No. 2550339, MPK
Недостатком данного мобильного телекоммуникационного комплекса является ограниченное время автономной работы, обусловленное тем, что электроснабжение комплекса обеспечивается автомобильным дизель-генератором, имеющим фиксированный объем топливного бака. Кроме того, в составе данного комплекса имеется много специальных блоков и модулей, необходимых лишь для решения задач информационной безопасности, которые не требуются при организации телекоммуникационных сетей общего пользования.The disadvantage of this mobile telecommunications complex is the limited battery life, due to the fact that the power supply to the complex is provided by an automobile diesel generator with a fixed volume of the fuel tank. In addition, this complex contains many special blocks and modules that are necessary only for solving information security problems that are not required when organizing public telecommunication networks.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention
Наиболее близким по технической сущности, выбранным в качестве прототипа, является мобильный автономный беспроводной комплекс связи, защищенный патентом РФ №127562, МПК Н04В 1/38, опубл. 27.04.2013.The closest in technical essence, chosen as a prototype, is a mobile autonomous wireless communication complex, protected by RF patent No. 127562, IPC
Указанный мобильный автономный беспроводной комплекс связи содержит устройство коммутации и управления, включающее индикаторы, разъемы Ethernet и разъем внешнего электропитания, два устройства беспроводной приемопередачи данных, один из которых соединен с антеннами, систему автономного электропитания, одно устройство беспроводной приемопередачи данных выполнено в виде модуля беспроводной приемопередачи данных Wi-Fi, другое устройство беспроводной приемопередачи данных выполнено в виде модуля внешнего высокоскоростного беспроводного канала связи, при этом система автономного электропитания включает модуль генерации электроэнергии и аккумуляторную батарею для хранения электроэнергии, модуль беспроводной приемопередачи данных Wi-Fi и модуль внешнего высокоскоростного беспроводного канала связи подключены к устройству коммутации и управления через разъемы Ethernet. Модуль генерации может быть выполнен в виде модуля солнечных батарей, или ветроэлектрогенератора, или в виде модуля солнечных батарей и ветроэлектрогенератора.The specified mobile autonomous wireless communication complex contains a switching and control device, including indicators, Ethernet connectors and an external power supply connector, two wireless data transceiver devices, one of which is connected to antennas, an autonomous power supply system, one wireless data transceiver device is made in the form of a wireless transceiver module Wi-Fi data, another wireless data transceiver device is made in the form of an external high-speed wireless communication channel module, while the autonomous power supply system includes an electricity generation module and a battery for storing electricity, a Wi-Fi wireless data transceiver module and an external high-speed wireless communication channel module connected to the switching and control device via Ethernet connectors. The generation module can be made in the form of a module of solar batteries, or a wind power generator, or in the form of a module of solar batteries and a wind power generator.
Недостатком данного автономного беспроводного комплекса связи является ограниченные возможности по предоставлению телекоммуникационных услуг, обусловленные наличием в его составе лишь одного устройства беспроводной приемопередачи данных, выполненного в виде модуля беспроводной приемопередачи данных Wi-Fi, которое обеспечивает работу пользователей в беспроводной локальной сети только одного класса абонентских устройств, соответствующих стандарту Wi-Fi и расположенных на небольших дальностях от автономного комплекса связи. При этом другое устройство беспроводной приемопередачи данных прототипа, выполненное в виде модуля внешнего высокоскоростного беспроводного канала связи, представляет собой каналообразующую аппаратуру и предназначено для информационного подключения автономного беспроводного комплекса связи к удаленному узлу телекоммуникационной сети общего пользования.The disadvantage of this autonomous wireless communication complex is the limited capabilities for providing telecommunication services, due to the presence in its composition of only one wireless data transceiver device, made in the form of a Wi-Fi wireless data transceiver module, which ensures that users can work in a wireless local network of only one class of subscriber devices , complying with the Wi-Fi standard and located at short distances from the autonomous communication complex. In this case, another prototype wireless data transceiver device, made in the form of an external high-speed wireless communication channel module, is a channel-forming equipment and is intended for information connection of an autonomous wireless communication complex to a remote node of a public telecommunications network.
Техническим результатом, достигаемым предлагаемым автономным телекоммуникационным комплексом, является расширение предоставляемых пользователям телекоммуникационных услуг, а также повышение автономности электроснабжения полезной нагрузки и, как следствие, увеличение времени автономности предоставления телекоммуникационных услуг за счет реализации контроля состояния аккумуляторной батареи и управления работой полезной нагрузки.The technical result achieved by the proposed autonomous telecommunications complex is the expansion of telecommunications services provided to users, as well as increasing the autonomy of the power supply of the payload and, as a consequence, increasing the autonomy of the provision of telecommunications services by monitoring the state of the battery and controlling the operation of the payload.
Технический результат в области расширения предоставляемых пользователям телекоммуникационных услуги и увеличения времени автономности предоставления телекоммуникационных услуг достигается тем, что в автономный телекоммуникационный комплекс, содержащий устройство коммутации и управления, включающее индикаторы и разъемы Ethernet, два устройства беспроводной приемопередачи данных, одно из которых выполнено в виде модуля беспроводной приемопередачи данных Wi-Fi и соединено с антеннами, а другое выполнено в виде модуля внешнего высокоскоростного беспроводного канала радиорелейной связи, при этом модуль беспроводной приемопередачи данных Wi-Fi и модуль внешнего высокоскоростного беспроводного канала радиорелейной связи подключены к устройству коммутации и управления через разъемы Ethernet, систему автономного электропитания, включающую модуль генерации электроэнергии и аккумуляторную батарею для хранения электроэнергии, при этом выходы системы автономного электропитания соединены с разъемами электропитания устройства коммутации и управления, двух устройств беспроводной приемопередачи данных, дополнительно введены приемопередающий модуль сотовой связи, соединенный с приемопередающими антеннами, приемопередающий модуль сети связи «Интернет вещей», приемопередающий модуль спутниковой связи, модуль контроля состояния аккумуляторной батареи и управления работой полезной нагрузки и коммутаторы, при этом приемопередающий модуль сотовой связи, приемопередающий модуль сети связи «Интернет вещей», приемопередающий модуль спутниковой связи через разъемы Ethernet соединены с устройством коммутации и управления, а выходы системы автономного электропитания соединены с разъемами электропитания приемопередающего модуля сотовой связи, модуля контроля состояния аккумуляторной батареи и управления работой полезной нагрузки и входами трех коммутаторов, а выходы коммутаторов соединены с разъемами электропитания приемопередающего модуля сети связи «Интернета вещей», приемопередающего модуля спутниковой связи и модуля беспроводной приемопередачи данных Wi-Fi, при этом управляющие выходы модуля контроля состояния аккумуляторной батареи и управления работой полезной нагрузки соединены с управляющими входами коммутаторов.The technical result in the field of expanding the telecommunications services provided to users and increasing the autonomy of the provision of telecommunications services is achieved by the fact that in an autonomous telecommunications complex containing a switching and control device, including indicators and Ethernet connectors, two wireless data transceivers, one of which is made in the form of a module Wi-Fi wireless data transceiver and connected to antennas, and the other is made in the form of an external high-speed wireless microwave communication channel module, while the Wi-Fi wireless data transceiver module and the external high-speed wireless microwave relay communication channel module are connected to the switching and control device via Ethernet connectors , an autonomous power supply system, including an electricity generation module and a battery for storing electricity, while the outputs of the autonomous power supply system are connected to the power connectors of the switching and control device, two wireless data transceiver devices, a cellular communication transceiver module connected to transceiver antennas, a transceiver Internet of Things communication network module, satellite communication transceiver module, battery status monitoring module and payload operation control module and switches, wherein the cellular communication transceiver module, Internet of Things communication network transceiver module, satellite communication transceiver module are connected via Ethernet connectors with a switching and control device, and the outputs of the autonomous power supply system are connected to the power connectors of the cellular communication transceiver module, the module for monitoring the state of the battery and controlling the operation of the payload and the inputs of three switches, and the outputs of the switches are connected to the power connectors of the transceiver module of the Internet of Things communication network , a satellite communication transceiver module and a Wi-Fi wireless data transceiver module, while the control outputs of the module for monitoring the state of the battery and controlling the operation of the payload are connected to the control inputs of the switches.
В целях обеспечения максимально возможного времени автономной работы предлагаемого телекоммуникационного комплекса подключение внешних устройств не предусматривается, поэтому из состава системы автономного электропитания прототипа исключены выходы для подключения внешних устройств.In order to ensure the maximum possible battery life of the proposed telecommunications complex, the connection of external devices is not provided, therefore, outputs for connecting external devices are excluded from the autonomous power supply system of the prototype.
Сопоставимый анализ с прототипом показывает, что предлагаемый автономный телекоммуникационный комплекс отличается новыми существенными признаками: наличием приемопередающего модуля сотовой связи, его приемопередающих антенн, приемопередающего модуля сети связи «Интернет вещей», приемопередающего модуля спутниковой связи, модуля контроля состояния аккумуляторной батареи и управления работой полезной нагрузки, коммутаторов, а также изменением связей между новыми и известными элементами прототипа.A comparable analysis with the prototype shows that the proposed autonomous telecommunications complex is distinguished by new essential features: the presence of a cellular communication transceiver module, its transceiver antennas, a transceiver module of the Internet of Things communication network, a satellite communication transceiver module, a module for monitoring the state of the battery and controlling the operation of the payload , switches, as well as changing connections between new and known elements of the prototype.
Новая совокупность взаимоувязанных существенных признаков автономного телекоммуникационного комплекса обеспечивает его соответствие критерию «новизна», а также реализацию общего функционального назначения всех его составных частей и взаимосвязей между ними и получение технического результата - расширения предоставляемых телекоммуникационных услуг и увеличение времени автономности предоставления телекоммуникационных услуг.A new set of interconnected essential features of an autonomous telecommunications complex ensures its compliance with the “novelty” criterion, as well as the implementation of the general functional purpose of all its components and the relationships between them and the achievement of a technical result - expansion of the telecommunications services provided and an increase in the autonomy of the provision of telecommunications services.
Предлагаемый автономный телекоммуникационный комплекс имеет изобретательский уровень, так как реализует неочевидную последовательность действий по управлению полезной нагрузкой комплекса в целях оптимизации электропотребления, и заявляемое решение явным образом не следует из текущего уровня техники.The proposed autonomous telecommunications complex has an inventive step, since it implements a non-obvious sequence of actions to control the payload of the complex in order to optimize power consumption, and the proposed solution does not clearly follow from the current state of the art.
Предлагаемый автономный телекоммуникационный комплекс может быть применен в отрасли связи и телекоммуникации для предоставления пользователям широкого спектра телекоммуникационных услуг в удаленных и труднодоступных районах, не имеющих централизованного электроснабжения. При этом реализация комплекса возможна с использованием известных, существующих в настоящее время технических решений. Таким образом, предлагаемый автономный телекоммуникационный комплекс соответствует критерию «промышленная применимость».The proposed autonomous telecommunications complex can be used in the communications and telecommunications industry to provide users with a wide range of telecommunications services in remote and hard-to-reach areas that do not have a centralized power supply. Moreover, the implementation of the complex is possible using known, currently existing technical solutions. Thus, the proposed autonomous telecommunications complex meets the “industrial applicability” criterion.
Краткое описание чертежаBrief description of the drawing
На фиг.1 представлена блок-схема автономного телекоммуникационного комплекса.Figure 1 shows a block diagram of an autonomous telecommunications complex.
Автономный телекоммуникационный комплекс содержит устройство коммутации и управления 1, включающее индикаторы 2, разъемы Ethernet 3, два устройства беспроводной приемопередачи данных 4 и 6, одно из которых выполнено в виде модуля беспроводной приемопередачи данных Wi-Fi 4 и соединено с антеннами 5, а другое выполнено в виде модуля внешнего высокоскоростного беспроводного канала радиорелейной связи 6, при этом модуль беспроводной приемопередачи данных Wi-Fi 4 и модуль внешнего высокоскоростного беспроводного канала радиорелейной связи 6 подключены к устройству коммутации и управления 1 через разъемы Ethernet 3, систему автономного электропитания 7, включающую модуль генерации электроэнергии 8, выполненный в виде модуля солнечных батарей и ветроэлектрогенератора, и аккумуляторную батарею 9 для хранения электроэнергии, при этом выходы системы автономного электропитания 7 соединены с разъемами электропитания устройства коммутации и управления 1, устройства беспроводной приемопередачи данных, выполненного в виде модуля внешнего высокоскоростного беспроводного канала радиорелейной связи 6, также дополнительно введенные приемопередающий модуль сотовой связи 10, соединенный с приемо-передающими антеннами 11, приемопередающий модуль сети связи «Интернет вещей» 12, приемопередающий модуль спутниковой связи 13, модуль контроля состояния аккумуляторной батареи и управления работой полезной нагрузки 14, коммутаторы 15, 16, 17, при этом приемопередающий модуль сотовой связи 10, приемопередающий модуль сети связи «Интернет вещей» 12 и приемопередающий модуль спутниковой связи 13 через разъемы Ethernet 3 соединены с устройством коммутации и управления 1, выходы системы автономного электропитания 7 соединены с входами электропитания приемопередающего модуля сотовой связи 10, модуля контроля состояния аккумуляторной батареи и управления работой полезной нагрузки 14, а также с входами коммутатора 15, коммутатора 16 и коммутатора 17, а выход электропитания коммутатора 15 соединен с входом электропитания модуля беспроводной приемопередачи данных Wi-Fi 4, выход коммутатора 16 соединен с входом электропитания приемопередающего модуля сети связи «Интернет вещей» 12, выход коммутатора 17 соединен с входом электропитания приемопередающего модуля спутниковой связи 13, при этом управляющие выходы модуля контроля состояния аккумуляторной батареи и управления работой полезной нагрузки 14 соединены с управляющими входами коммутаторов 15, 16, 17.The autonomous telecommunications complex contains a switching and
Автономный телекоммуникационный комплекс работает следующим образом.The autonomous telecommunications complex works as follows.
Модуль беспроводной приемопередачи данных Wi-Fi 4 через антенны 5 устанавливает связь с абонентскими устройствами, находящимися в радиусе действия модуля 4. Аналогично функционируют приемопередающий модуль сотовой связи 10, приемопередающий модуль сети связи «Интернет вещей» 12, которые устанавливают связь с абонентскими устройствами, находящимися в радиусе их действия -сотовыми телефонами и устройствами «Интернета вещей», соответственно.The Wi-Fi wireless
Устройство коммутации и управления 1 обеспечивает абонентским устройствам доступ к перечню услуг связи, разрешенных для данных абонентов (пользователей).Switching and
Внешний канал передачи данных для подключения к телекоммуникационной сети «Интернет» организуется с помощью модуля внешнего высокоскоростного беспроводного канала радиорелейной связи 6, который при монтаже комплекса направляется на удаленный узел сети с предварительно настроенным ответным модулем, или с помощью приемопередающего модуля спутниковой связи 13, обеспечивающего подключение к сети общего пользования через спутники связи.An external data transmission channel for connecting to the Internet telecommunications network is organized using an external high-speed wireless radio relay
Таким образом, устройство коммутации и управления 1 осуществляет коммутацию абонентов сети Wi-Fi, сотовой связи, устройств сети связи «Интернет вещей» с внешним каналом связи, образуемого или с помощью модуля внешнего высокоскоростного беспроводного канала радиорелейной связи 6, или с помощью приемопередающего модуля спутниковой связи 13, организуя и обеспечивая, доступ абонентов (пользователей) к соответствующим телекоммуникационным услугам.Thus, the switching and
Электропитание комплекса осуществляется от системы автономного электропитания 7, включающей модуль генерации электроэнергии 8 и аккумуляторную батарею 9 для хранения электроэнергии. Электропитание, обеспечиваемое системой автономного электропитания 7, подается на устройство коммутации и управления 1, модуль внешнего высокоскоростного беспроводного канала связи 6, приемопередающий модуль сотовой связи 10, модуль контроля состояния аккумуляторной батареи и управления работой полезной нагрузки 14, вход коммутатора 15, вход коммутатора 16 и вход коммутатора 17, с выхода коммутатора 15 электропитание подается на вход электропитания модуля беспроводной приемопередачи данных Wi-Fi 4, с выхода коммутатора 16 электропитание подается на вход электропитания приемопередающего модуля сети связи «Интернет вещей» 12, с выхода коммутатора 17 электропитание подается на вход электропитания приемопередающего модуля спутниковой связи 13.The complex is powered by an autonomous
При подаче электропитания от системы автономного электропитания 7 на полезную нагрузку модуль контроля состояния аккумуляторной батареи и управления работой полезной нагрузки 14 осуществляет мониторинг уровня заряда аккумуляторной батареи 9 из состава системы автономного электропитания 7. При снижении заряда аккумуляторной батареи 9 из состава системы автономного электропитания 7 ниже порогового значения, составляющего 20% от номинальной (полной) емкости аккумуляторной батареи, что соответствует модуль контроля состояния аккумуляторной батареи и управления работой полезной нагрузки 14 в соответствии с заранее заданными приоритетами производит отключение полезной нагрузки.When power is supplied from the autonomous
В большинстве практически значимых случаев наибольшим приоритетом для пользователей телекоммуникационных услуг обладает доступ к услугам сотовой связи, в связи с чем обеспечение электропитанием оборудования модуля сотовой связи 10 и модуля внешнего высокоскоростного беспроводного канала радиорелейной связи 6, обеспечивающего внешний канал передачи данных при обеспечении услуги сотовой связи, является приоритетной задачей, а обеспечение электропитанием приемопередающего модуля сети связи «Интернет вещей» 12, приемопередающего модуля спутниковой связи 13, устройства беспроводной приемопередачи данных, выполненного в виде модуля беспроводной приемопередачи данных Wi-Fi 4 является менее приоритетной задачей. Таким образом, отключение полезной нагрузки может выполняться в следующей последовательности: например, в первую очередь производится отключение приемопередающего модуля сети связи «Интернет вещей» 12, во вторую очередь - приемопередающего модуля спутниковой связи 13, в третью - устройства беспроводной приемопередачи данных, выполненного в виде модуля беспроводной приемопередачи данных Wi-Fi 4.In most practically significant cases, the highest priority for users of telecommunication services is access to cellular communication services, and therefore the provision of power to the equipment of the
Для осуществления поочередного отключения полезной нагрузки модуль контроля состояния аккумуляторной батареи и управления работой полезной нагрузки 14 выдает управляющие сигналы на управляющие входы коммутаторов 16, 17, 15. При поступлении управляющего сигнала на управляющий вход коммутатора 16 происходит прекращение подачи электропитания на выходы коммутатора 16 и прекращение подачи электропитания с его выхода на вход электропитания приемопередающего модуля сети связи «Интернет вещей» 12, при поступлении управляющего сигнала на управляющий вход коммутатора 17 происходит прекращение подачи электропитания на выходы коммутатора 17 и прекращение подачи электропитания с его выхода на вход электропитания приемопередающего модуля спутниковой связи 13, при поступлении управляющего сигнала на управляющий вход коммутатора 15 происходит прекращение подачи электропитания на выходы коммутатора 15 и прекращение подачи электропитания с его выхода на вход электропитания модуля беспроводной приемопередачи данных Wi-Fi 4.To carry out sequential shutdown of the payload, the module for monitoring the state of the battery and controlling the operation of the
При повышении заряда аккумуляторной батареи 9 из состава системы автономного электропитания 7 выше порогового значения, составляющего 20% от номинальной (полной) емкости аккумуляторной батареи, модуль контроля состояния аккумуляторной батареи и управления работой полезной нагрузки 14 в соответствии с заранее заданными приоритетами производит поочередное подключение полезной нагрузки, например: в первую очередь - подключение устройства беспроводной приемопередачи данных, выполненного в виде модуля беспроводной приемопередачи данных Wi-Fi 4, во вторую - приемопередающего модуля спутниковой связи 13, в третью - приемопередающего модуля сети связи «Интернет вещей» 12. Для этого модуль контроля состояния аккумуляторной батареи и управления работой полезной нагрузки 14 подает управляющие сигналы на управляющие входы коммутаторов 15, 16, 17. При поступлении управляющего сигнала на управляющий вход импульсного коммутатора 15 происходит возобновление подачи электропитания на выходы коммутатора 15 и возобновление подачи электропитания с его выхода на вход электропитания модуля беспроводной приемопередачи данных Wi-Fi 4, при поступлении управляющего сигнала на управляющий вход импульсного коммутатора 17 происходит возобновление подачи электропитания на выходы коммутатора 17 и возобновление подачи электропитания с его выхода на вход электропитания приемопередающего модуля спутниковой связи 13, при поступлении управляющего сигнала на управляющий вход коммутатора 16 происходит возобновление подачи электропитания на выходы коммутатора 16 и возобновление подачи электропитания с его выхода на вход электропитания приемопередающего модуля сети связи «Интернет вещей» 12.When the charge of the
Таким образом, за счет отключения полезной нагрузки, обеспечивающей абонентским устройствам доступ к перечню услуг связи с более низкими приоритетами, осуществляется увеличение времени работы модуля сотовой связи 10 и устройства беспроводной приемопередачи данных, выполненного в виде модуля внешнего высокоскоростного беспроводного канала радиорелейной связи 6 и, как следствие, увеличение времени автономности предоставления, одной из наиболее востребованных потребителями телекоммуникационных услуг -услуг сотовой связи.Thus, by disabling the payload, which provides subscriber devices with access to the list of communication services with lower priorities, the operating time of the
При этом работа устройства беспроводной приемопередачи данных, выполненного в виде модуля внешнего высокоскоростного беспроводного канала радиорелейной связи 6, обеспечивая функционирование внешнего высокоскоростного канала приема-передачи данных, в дополнение к услугами сотовой связи предоставляет собственнику (оператору) автономного телекоммуникационного комплекса возможность удаленного управления работой полезной нагрузки комплекса из внешней сети.At the same time, the operation of a wireless data transceiver device, made in the form of a module of an external high-speed wireless radio
Осуществление изобретенияCarrying out the invention
Блоки и модули 1-9 предлагаемого комплекса аналогичны соответствующим блокам и модулям прототипа.Blocks and modules 1-9 of the proposed complex are similar to the corresponding blocks and modules of the prototype.
Приемопередающий модуль сотовой связи 10 является может быть выполнен, например, в виде базовой станции согласно патенту РФ №2486695, МПК H04W 0/00, опубл. 27.06.2013.The cellular
Приемопередающие антенны 11, к которым подключается приемопередающий модуль сотовой связи 10, могут быть выполнены, например, в виде антенн согласно патенту РФ №2681276, МПК H01Q 21/08, опубл. 05.03.2019. Число антенн 11, подключаемых к приемопередающему модулю сотовой связи 10, определяется шириной диаграммы направленности одной антенны и шириной сектора, в котором необходимо обеспечить сотовую связь. Так, при ширине диаграммы направленности антенны 120 градусов для обеспечения сотовой связи в круговом сектор (360 градусов) необходимо 3 антенны.
Приемопередающий модуль сети связи «Интернет вещей» 12 может быть выполнен, например, в виде базовой станции NB-Fi, серийно выпускаемой ООО «Телематические Решения» (Руководство по эксплуатации, АМПШ.464512.003РЭ, https://waviot.ru/catalog/nb-fi-base-stations/NB-Fi-gateway/), или в виде устройства согласно патенту РФ №203650, МПК G06F 13/00, опубл. 14.04.2021.The transceiver module of the Internet of Things
Приемопередающий модуль спутниковой связи 13 может быть выполнен, например, в виде серийно выпускаемого оборудования спутникового интернета типа «Gemini-i» (https://www.rtcomm.ru/equipment/vsat-kanaly-svyazi/komplekt-gilat-gemini-ka/), или цифрового комплекса спутниковой системы связи согласно патенту РФ №2633911, МПК G01С 21/00, опубл. 19.10.2017.The satellite
Модуль контроля состояния аккумуляторной батареи и управления работой полезной нагрузки 14 может быть выполнен, например, в виде порогового устройства согласно патенту SU №1550611, МПК Н03К 5/24, опубл. 15.03.1990 или в виде устройства для измерения напряжения срабатывания порогового элемента согласно патенту SU №699444, МПК G01R 19/00, опубл. 25.11.1979.The module for monitoring the state of the battery and controlling the operation of the
Коммутаторы 15, 16, 17 могут быть выполнены, например, в виде гибридного коммутатора переменного тока согласно патенту RU №156552, МПК Н01H 9/30, опубл. 10.11.2015 или в виде электромагнитных герметичных реле РЭК 83 или РЭК 83 В постоянного тока с двумя переключающими контактами, предназначенных для коммутации электрических цепей постоянного и переменного тока, серийно выпускаемых АО «Иркутский релейный завод» (Технические условия, РВИМ.647611.020ТУ).
Конструктивно автономный телекоммуникационный комплекс может быть выполнен в стационарном и мобильном вариантах.Structurally, an autonomous telecommunications complex can be designed in stationary and mobile versions.
Конструктивное единство в стационарном варианте обеспечивается соединением сборочными операциями устройства коммутации и управления 1 включающего индикаторы 2 и разъемы Ethernet 3, модуля беспроводной приемопередачи данных Wi-Fi 4, антенн 5, модуля внешнего высокоскоростного беспроводного канала радиорелейной связи 6, системы автономного электропитания 7, включающей модуль генерации электроэнергии 8, выполненный в виде модуля солнечных батарей и ветроэлектрогенератора, и аккумуляторную батарею 9 для хранения электроэнергии, приемопередающего модуля сотовой связи 10, приемопередающих антенн 11, приемопередающего модуля сети связи «Интернет вещей» 12, приемопередающего модуля спутниковой связи 13, модуль контроля состояния аккумуляторной батареи и управления работой полезной нагрузки 14, коммутаторов 15, 16, 17 и монтированием указанных составных частей на антенно-мачтовую конструкцию, состоящую из металлических ферм и основания, аналогично прототипу.Structural unity in the stationary version is ensured by the connection by assembly operations of a switching and
Конструктивное единство в мобильном варианте обеспечивается соединением сборочными операциями устройства коммутации и управления 1, включающего индикаторы 2 и разъемы Ethernet 3, модуля 4 беспроводной приемопередачи данных Wi-Fi, антенн 5, модуля внешнего высокоскоростного беспроводного канала радиорелейной связи 6, системы автономного электропитания 7, включающей модульгенерации электроэнергии 8, выполненный в виде модуля солнечных батарей и ветроэлектрогенератора, и аккумуляторную батарею 9 для хранения электроэнергии), приемопередающего модуля сотовой связи 10, приемопередающих антенн 11, приемопередающего модуля сети связи «Интернет вещей» 12, приемопередающего модуля спутниковой связи 13, модуль контроля состояния аккумуляторной батареи и управления работой полезной нагрузки 14, коммутаторов 15, 16, 17 и монтированием указанных составных частей внутри и снаружи кузова-фургона автомобиля повышенной проходимости, аналогично мобильной системе автономного электропитания, защищенной патентом РФ №106054, МПК H02J 15/00, опубл. 27.06.2011.Structural unity in the mobile version is ensured by connecting by assembly operations a switching and
В мобильном варианте предлагаемого автономного телекоммуникационного комплекса ветрогенгератор модуля генерации электроэнергии 8 системы автономного электропитания 7 установлен на выдвижной раме торцевой части кузова-фургона. Модули солнечных батарей системы автономного электропитания 7 установлены на крыше и на боковых стенках кузова-фургона. Устройство коммутации и управления 1, модуль беспроводной приемопередачи данных Wi-Fi 4, аккумуляторные батареи 9, приемопередающий модуль сотовой связи 10, приемопередающий модуль сети связи «Интернет вещей» 12, модуль контроля состояния аккумуляторной батареи и управления работой полезной нагрузки 14, коммутаторы 15, 16, 17 смонтированы внутри кузова-фургона. Приемопередающие антенны 5 и 11, модуль внешнего высокоскоростного беспроводного канала радиорелейной связи 6, приемопередающий модуль спутниковой связи 13 и ветрогенгератор в развернутом состоянии смонтированы на крыше фургона.In the mobile version of the proposed autonomous telecommunications complex, the wind generator of the
Таким образом, функционально-конструктивное единство взаимосвязанных новых и существующих составных частей в составе автономного телекоммуникационного комплекса позволяет достичь указанного технического результата.Thus, the functional and constructive unity of interconnected new and existing components as part of an autonomous telecommunications complex makes it possible to achieve the specified technical result.
Преимуществом предлагаемого автономного телекоммуникационного комплекса является расширение предоставляемых телекоммуникационных услуг за счет обеспечения возможности подключения пользователей не только к телекоммуникационной сети «Интернет» с помощью модуля беспроводной приемопередачи данных Wi-Fi, но и к сетям сотовой связи и сетям связи «Интернет вещей» с помощью соответствующих приемопередающих модулей, подключенных к высокоскоростным радиорелейному и спутниковому каналам передачи данных, а также повышение автономности электроснабжения полезной нагрузки и, как следствие, увеличение времени автономности предоставления телекоммуникационных услуг за счет реализации контроля состояния аккумуляторной батареи и управления работой полезной нагрузки.The advantage of the proposed autonomous telecommunications complex is the expansion of the telecommunications services provided by providing the ability for users to connect not only to the Internet telecommunications network using a Wi-Fi wireless data transceiver module, but also to cellular networks and Internet of Things communication networks using appropriate transceiver modules connected to high-speed radio relay and satellite data transmission channels, as well as increasing the autonomy of the power supply of the payload and, as a result, increasing the autonomy of the provision of telecommunications services by monitoring the state of the battery and controlling the operation of the payload.
Учитывая, что предлагаемый комплекс имеет в своем составе систему автономного электропитания, подключения к сетям централизованного электропитания не требуется, он может применяться для обеспечения абонентов телекоммуникационными услугами в удаленных и труднодоступных районах, районах стихийных бедствий, вдоль участков автомобильных дорог и железнодорожных путей, необеспеченных централизованным электроснабжением.Considering that the proposed complex includes an autonomous power supply system, connection to centralized power supply networks is not required, it can be used to provide subscribers with telecommunications services in remote and hard-to-reach areas, areas of natural disasters, along sections of roads and railways not provided with a centralized power supply .
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2815442C1 true RU2815442C1 (en) | 2024-03-15 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2359410C1 (en) * | 2008-01-21 | 2009-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Технологическая лаборатория" | Mobile unit of portable communication |
CN101300870B (en) * | 2005-10-31 | 2012-07-04 | 英特尔公司 | Methods and apparatus for providing a platform coexistence system of multiple wireless communication devices |
RU127562U1 (en) * | 2012-11-15 | 2013-04-27 | Ренат Тахерович Закиров | MOBILE AUTONOMOUS WIRELESS COMMUNICATION COMPLEX |
RU2550339C1 (en) * | 2014-03-18 | 2015-05-10 | Федеральное государственное казенное учреждение "27 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Self-contained mobile telecommunication complex |
US20170319135A1 (en) * | 2014-11-12 | 2017-11-09 | Zte Corporation | Wireless Communication Method, Wearable Device, Mobile Terminal, and System |
RU2649414C1 (en) * | 2017-07-31 | 2018-04-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "16 Центральный научно-исследовательский испытательный ордена Красной Звезды институт имени маршала войск связи А.И. Белова" Министерства обороны Российской Федерации | Portable multifunctional communication complex |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101300870B (en) * | 2005-10-31 | 2012-07-04 | 英特尔公司 | Methods and apparatus for providing a platform coexistence system of multiple wireless communication devices |
RU2359410C1 (en) * | 2008-01-21 | 2009-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Технологическая лаборатория" | Mobile unit of portable communication |
RU127562U1 (en) * | 2012-11-15 | 2013-04-27 | Ренат Тахерович Закиров | MOBILE AUTONOMOUS WIRELESS COMMUNICATION COMPLEX |
RU2550339C1 (en) * | 2014-03-18 | 2015-05-10 | Федеральное государственное казенное учреждение "27 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Self-contained mobile telecommunication complex |
US20170319135A1 (en) * | 2014-11-12 | 2017-11-09 | Zte Corporation | Wireless Communication Method, Wearable Device, Mobile Terminal, and System |
RU2649414C1 (en) * | 2017-07-31 | 2018-04-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "16 Центральный научно-исследовательский испытательный ордена Красной Звезды институт имени маршала войск связи А.И. Белова" Министерства обороны Российской Федерации | Portable multifunctional communication complex |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11229088B2 (en) | Base station system | |
US7590404B1 (en) | Surface wave communications between a remote antenna and a base station that is co-located with another base station | |
US9369179B2 (en) | Method for using power lines for wireless communication | |
JPH07177557A (en) | Fixed cell communication system | |
CN111770474B (en) | Whole-ship mobile phone communication system supporting public network mobile phone multi-operator signal fusion | |
Tanwar et al. | Designing and Calculating Bandwidth of the LTE Network for Rural Areas | |
JP2018093465A (en) | Backup power supply and communication system using the same | |
CN102122987A (en) | Portable satellite communication system | |
CN104486798A (en) | Mining emergency rescue communication method based on Mesh network technology | |
RU2321182C1 (en) | Mobile station for control, management and communications | |
US11212380B2 (en) | Ruggedized voice and data communications system | |
RU2577525C1 (en) | Mobile cellular communication equipment | |
US9716998B2 (en) | Base station system and wireless transmission apparatus | |
CN114173305B (en) | Emergency communication system based on unmanned aerial vehicle | |
RU2815442C1 (en) | Autonomous telecommunication complex | |
RU89312U1 (en) | INTEGRATED SYSTEM OF INTERNAL AND EXTERNAL COMMUNICATION OF A SHIP | |
CN203466972U (en) | Moderate-distance wireless relay type electric power emergency communication transmission link system | |
US11502394B2 (en) | Manpack base station | |
CN104205649A (en) | Mobile telephone adaptable to a restricted-access area and operating cell of such telephone | |
US20240107336A1 (en) | Remote communications system and method | |
RU2623893C1 (en) | Mobile communication node | |
CN207283553U (en) | A kind of communication system based on power emergency repair | |
RU127562U1 (en) | MOBILE AUTONOMOUS WIRELESS COMMUNICATION COMPLEX | |
CN107517078B (en) | Communication system based on electric power emergency repair | |
RU2407150C1 (en) | Multi-purpose mobile communication centre |