Darc servis konvencionalne Fm radio-difuzije

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Медицина


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Mladen Manjak,
potpukovnik, dipl. inz. Centar za KISIP GS VS, Beograd
Rezime:
DARC SERVIS KONVENCIONALNE FM RADIO-DIFUZIJE
UDC: 621. 396. 97
Konvencionalna FM radio-difuzija moze ponuditi dodatne servise uz pomoc podnosio-ca smjestenih u slobodnom dijelu osnovnog opsega multipleksiranog signala. U radu su pri-kazane osnovne karakteristike DARC servisa FM radio-difuzije i njegove moguce primjene.
Kljucne rijeci: FM radio-difuzija, DARC, referentna blok-sema, koder, dekoder, ram, proto-kol.
DARC SERVICE CONVENCIONAL FM RADIO BROADCASTING
Summary:
Conventional FM radio broadcasting can offer additional services by means of a subcarrier placed in a clear part of the beseband multiplex signal. This paper contains lementary characteristics of DARC service conventional FM radio broadcasting and possible applications.
Key words: FM broadcasting, DARC, reference model, encoder, decoder, frame, protocol.
Uvod
Odavno je uoceno da se konvencionalna FM radio-difuzija moze iskoristiti za prenos dodatnih servisa pomocu pod-nosioca smjestenih u slobodnom dijelu prenosnog kanala. Ovi servisi koriste di-gitalni signal koji sa osnovnim analog-nim audio signalom i uz pomoc frekven-cijskog multipleksiranja formira kompo-zitni signal za emitovanje preko radio-di-fuzne mreze. Prvi takav servis bio je RDS (Radio Data System) koji koristi podnosilac na 57 kHz, a prenos informa-cije vrsi se brzinom od 1,2 kb/s. Nastao je u Evropi gdje je dozivio i najvecu pri-mjenu. Najvise se koristi kao podrska osnovnom audio servisu, ali i za slanje kratkih poruka razlicitih namjena. Prije
desetak godina nastao je novi DARC (DAta Radio Channel) servis, razvijen u NHK laboratoriji (Japan), a standardizo-vali su ga ETSI i ITU-R. Servis je pogo-dan za aplikacije koje se odvijaju u real-nom vremenu i po svojim performansa-ma prevazilazi RDS, tako da ima mnogo siru primjenu.
DARC
DARC takode koristi frekvencijsko multipleksiranje unutar slobodnog dijela FM radio-difuznog kanala. Za prenos di-gitalnog signala dodatne informacije ko-risti se podnosilac na 76 kHz. Sam postu-pak formiranja multipleksa ne smije da ometa prenos osnovne informacije, sto predstavlja najvazniji uslov da bi se ova
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 3/2006.
305
Sl. 1 — Frekvencijski plan multipleksa FM radio-difuzije
tehnika mogla primjeniti. Na slici 1 pri-kazan je frekvencijski plan multipleksa jednog standardnog FM predajnika koji, pored osnovnog mono i stereo audio sig-nala, emituje i RDS i DARC signale. Od 100 kHz, kolika je sirina osnovnog kana-la, za prenos audio signala potrebno je 53 kHz, dok je ostali dio kanala slobodan.
Brzina prenosa digitalnog DARC signala je 16 kb/s. Prenos se vrsi u pake-tima, gdje polovina osnovnog protoka otpada na formiranje rama i kontrolu gre-saka prenosa, a drugu polovinu predsta-vlja korisna informacija. Podnosilac signala formira se kao cetvrti harmonik osnovnog pilot signala frekvencije 19 kHz. Prenos informacije vrsi se do kori-snika koji mogu da imaju mobilni, por-tabl ili stacionarni prijemnik sa DARC dekoderom. Primjena DARC servisa je raznovrsna i moze se koristiti za prenos razlicitih servisa, kao sto su digitalne po-ruke, datoteke, faks poruke, elektronska posta, elektronske novine, vijesti, tacno
vrijeme, meteoroloski podaci, diferenci-jalna korekcija za GPS, telemetrijski podaci, upravljacki signali, zvucne poruke, itd. U Evropi, SAD i Japanu realizovane su brojne DARC mreze koje podrzavaju prethodno navedene servise.
Struktura DARC mreze
DARC je definisan standardima EN300751 (ETSI) [1], BS. 1194, BS. 641 i BS. 412 (ITU-R). Slika 2 prikazuje refe-rentnu strukturu DARC mreze koja sadrzi servere davaoca servisa (Provider Service) SPSn, servere mreze NWSn, opremu pre-dajnika (kodere) TSEn, korisnicke prijem-nike (dekodere) RECn i prenosne veze (linkove) TLn. U osnovnom modelu mreze informacija polazi od servera davaoca servisa ka serveru mreze gdje se vrsi njeno objedinjavanje sa drugim informacijama, odnosno servisima. Potom se one distribui-raju ka predajnicima FM radio-difuzije koji radio-putem emituju informacije prema
306
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 3/2006.
TL1
Transmission Link 1 Prenosna veza tipa 1
Transmission Link 2 Prenosna veza tipa 2
& lt- … >- TL3
Transmission Link 3 Prenosna veza tipa 3
& lt- -------& gt- TL4
Transmission Link 4 Prenosna veza tipa 4
TL5
Transmission Link 5 Prenosna veza tipa 5
TL6
Transmission Link 6 Prenosna veza tipa 6
|sPSl| I SPS2| I SPSj|
If t TL1 ?
Ti---------------------1 tl|
TL3
NWS1
TL3
TL2
TL3:
NWS2
TL3
SPSn — Service Provider Server Server davaoca servisa
NWSn -Network Server Server mreze

JsPS4|
|tSej| |tSE2|
Sp6
ItSE5|---t [_
4
I
TL5 j
Г У V
|tse4 |tse3|
тУ|/ Zv
/TL6 TS: C1 Ot
lrEcJ
TSEn -Transmission Station Equipment Oprema predajnika
¦QRECnJ
RECn -Receiver FM/DARC Prijemnik FM/DARC
Sl. 2 — Referentna struktura DARC mreze
krajnjim korisnickim prijemnicima. Pored navedenog modela moguca je komunikaci-ja izmedu vise servera mreza, ali i direktna veza servera davaoca servisa sa predajnici-ma. Na slici 3 prikazana je opsta blok-se-ma svih modela prakticne realizacije DARC mreze. Pristup sistemu, odnosno serverima i radio-difuznim predajnicima naj cesce se vrsi pomocu TCP/IP protokola.
Za realizaciju ove mreze koriste se postojeci prenosni (najcesce radio-relejni) sistemi radio-difuznih organizacija ili jav-nih telekomunikacionih sistema. Na FM radio-difuznim predajnicima umjesto po-stojecih stereo kodera koriste se DARC koderi koji omogucavaju formiranje kom-pozitnog signala osnovnog i dodatnih ser-visa. Pored navedenog postupka prenosa postoji mogucnost primjene radio-repetito-ra za retransmisiju emitovanog kompozit-nog signala. U tom slucaju radio-difuzni repetitor umjesto DARC kodera koristi
kontrolno-mjerni prijemnik osnovnog op-sega, koji prima od susjednih FM predajni-ka kompozitni (audio+RDS+DARC) signal, a potom ga ponovo emituje na svojoj nosecoj frekvenciji. Na ovaj nacin isklju-cuje se potreba za posebnim prenosnim te-lekomunikacionim sistemom. Radio-difu-zne mreze sastoje se od dva tipa predajnika, i to od malog broja primarnih ili baznih predajnika velike snage (1−100 kW) sa ko-jima se vrsi osnovno pokrivanje geograf-ske zone radio-difuznim signalom i veli-kog broja repetitora male snage (& lt- 1 kW) sa kojima se vrsi korekcija osnovnog po-krivanja. DARC koderi se u principu koriste samo na baznim predajnicima, dok se na radio-repetitorima koriste kontrolno-mjerni prijemnici osnovnog opsega. Kod korisnika se nalazi poseban DARC prijemnik ili klasicni FM prijemnik sa DARC de-koderom i procesorom, pomocu kojih se dekodira i prikazuje poslata informacija.
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 3/2006.
307
Zona prekrivanja DARC servisom zavisi od sledecih parametara: zone prekrivanja FM radio-difuzne mreze- zada-tog nivoa bitske greske na prijemu- osje-tljivosti prijemnika.
Po standardima ITU-R Rec. 412−5 definisana je jacina prijemnog polja za stereofonski prenos FM radio-difuzije zavisno od sredine i to: -54 dBpV/m u ruralnim sredinama- -66 dBpV/m u ur-banim sredinama- -74 dBpV/m u veli-kim gradskim sredinama.
Za prijem, odnosno detekciju DARC signala zahtjeva se da na ulazu prijemnika odnos S/N FM signal bude jednak ili veci od 23 dB za BER od 10−2 (za digitalni signal bez zastite). Osjetlji-vost danas komercijalno dostupnih prijemnika nije manja od -90 dBm.
Logicka organizacija DARC-a za-snovana je na referentnom OSI modelu sa pet slojeva (slika 4), gdje je prikazan cjelokupan tok informacije od izvora do korisnika. Kroz DARC se mogu pre-nositi kratke i duge poruke grupisane u cetiri logicka kanala sa razlicitim nivo-om kodne zastite. Ova osnovna zastita izvodi se na nivou organizacije rama. Ramovi su grupisani na cetiri nacina. Kroz sistem se mogu prenositi poruke informacija koje se odvijaju u realnom ili vanrealnom vremenu. Tok informa-cije kroz slojeve odvija se na osnovu definisanih pravila, odnosno protokola i u vecini je softverski podrzan. Jedino fizicki sloj ima posebnu hardversku re-alizaciju.
308
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 3/2006.
PREDAJNA
STRANA
PRIJEMNA
STRANA
5. SLOJ SJEDNICE
Datoteke, paketi i protokoli informacija- Struktura grupe podataka
4. SLOJ PRENOSA
Formiranje paketa podataka (dugog i kratkog), adresiranje
3. SLOJ MREZE
Formiranje bloka podataka (cetiri logicka kanala)
2. SLOJ PODATAKA
Formiranje rama poruke, sinhronizacija rama, kodna zastita, skremblovanje
1. FIZICKI SLOJ
Modulacija podnosioca, formiranje multipleksa, emitovanje
5. SLOJ SJEDNICE
Izdvajanje informacija, datoteka, paketa itd.
4. SLOJ PRENOSA
Izdvajanje paketa podataka i analiza adresa
3. SLOJ MREZE
Izdvajanje bloka podataka iz cetiri logicka kanala
2. SLOJ PODATAKA
Deskremblovanje, sinhronizacija rama, provjera kodne zastite, izdvajanje poruke iz rama
1. FIZICKI SLOJ
Prijem, demultipleksiranje, demodulacija podnosioca
Sl. 4 — Referentni OSI model
DARC slojevi
Fizicki sloj (1. sloj)
Na predajnoj strani se digitalnim signalom, formiranim pomocu protokola prethodnih visih slojeva, vrsi modulacija
DARC podnosioca koji se pridodaje ukupnom FM multipleksnom signalu na radio-difuznom predajniku. Na prijemnoj strani prvo se vrsi demultipleksiranje (izdvajanje DARC-a) iz primljenog FM sig-nala, a potom demodulacija prenesene
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 3/2006.
309
Tabela 1
Sl. 5 — Blok-sema modulatora
GORNJA GRANICA (sivo)
-60 dB (frekvencija& lt- 56 kHz i 100 kHz & lt- frekvencija)
-40 dB (56 kHz & lt- frekvencija& lt- 58 kHz i 97 kHz & lt- frekvenci-ja& lt- 100 kHz)
-20 dB (58 kHz & lt- frekvencija& lt- 60 kHz i 94 kHz & lt- frekvenci-ja& lt- 97 kHz)
0,5 dB (60 kHz & lt- frekvencija& lt- 94 kHz)
DONJA GRANICA (bijelo)
-0,5 dB (64 kHz & lt- frekvencija& lt- 88 kHz)
informacije i njeno prenosenje na naredni sloj 2. Podnosilac je frekvencije 76 kHz koja predstavlja fazno uskladeni cetvrti harmonik pilot signala (19 kHz) stereo prenosa. Stabilnost frekvencije podnosio-ca je 76 kHz±7,6 Hz (0,01%), a fazna razlika nije veca od ±5° od faze pilot signala. Modulacija podnosioca je LMSK (Level-controlled Minimum Shift Keying) tipa sa uoblicavanjem spektra prema slici 6 i ta-beli 1. Na slici 5 prikazana je blok-sema modulatora. LMSK se formira MSK modu-lacijom ulaznog digitalnog signala i kontro-lom amplitude podnosioca nivoom signala razlike (L-R) stereo prenosa. Frekvencijski pomak podnosioca za logicku «1» ulaznog
digitalnog signala je 76 kHz+4 kHz, a za lo-gicku «0» je 76 kHz-4 kHz.
Na slici 7 prikazan je dijagram pro-mjene nivoa DARC podnosioca u funkciji promjene nivoa signala razlike (L-R) stereo prenosa. Uocavaju se dvije granice, jedna na nivou 4% (devijacija podnosioca ±3 kHz) za devijaciju glavnog FM nosioca koja uzrokuje promjenu nivoa signala razlike (L-R) za & lt-2,5% i druga na nivou 10% (devijacija podnosioca ±7,5 kHz) za devijaciju glavnog FM nosioca koja uzrokuje promjenu nivoa signala razlike (L-R) za & gt-5%. Iz-medu ove dvije granice promjene unesenog nivoa i devijacije su linearne.
310
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 3/2006.
Ovo je vrlo bitna karakteristika, jer in-direktno definise kvalitet prenosa multiplek-snog FM signala. Na mjestu prijema javlja se interferencija izmedu audio signala i signala podataka zbog visestruke propagacije, pa se uvodi regulacija nivoa DARC podno-sioca. Bitska brzina prenosa je 16 kb/s±1,6 b/s. Sirina DARC kanala za -20 dB je 35 kHz, a spektralna efikasnost prenosa [2] je 0,457 b/Hz. Koristenjem MSK modulacije postizu se dobre performanse prenosa u pri-sustvu suma i pored niske spektralne efika-snosti. Zavisno od vrste poruke, odnosno ti-pa rama prenosa, kasnjenje signala kroz si-stem krece se od 0,018 do 4,914 sekundi. Na osnovu istih parametara efektivna bitska brzina prenosa informacije krece se od 6209 b/s do 9778 b/s.
Sloj podataka (2. sloj)
U sloju podataka na predajnoj stra-ni se vrsi: grupisanje podataka iz viseg sloja u odgovarajuce ramove, sinhronizacija ra-
ma, kodna zastita i skremblovanje poruke za fizicki sloj. Na prijemnoj strani provodi se inverzan postupak. Zavisno od vrste in-formacije koja se prenosi, grupisanje podataka realizuje se u cetiri razlicita rama (A0, A1, B, C) sa odgovarajucim brojem tzv. L2-blokova. Ramovi A0, B i C sastoje se od 272 bloka (L2) sa po 288 bita, a ram A1 od 284 bloka sa 288 bita. Na slikama 8a, 8b, 8c i 8d prikazana je struktura navedenih ramo-va sa osnovnim parametrima. L2-blokovi sastoje se od identifikacije BIC (Block Identification Code), informacionih bloko-va, CRC-a i paritetnih blokova (horizontal-nih, vertikalnih ili kombinacija).
U DARC-u se primjenjuju visestru-ki mehanizmi kodne zastite informacije. Oni su prisutni na svim slojevima OSI modela, osim na 1. sloju. Glavna zastita realizuje se na nivou 2. sloja, gdje se primjenjuju CRC i blok-kodovi tipa:
— (272,190)x (272,190) C3(horizontalni paritet) x (vertikalni paritet),
— (272,190)czfihorizontalniparitet).
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 3/2006.
311
16 bita 176 bita 14 bita 82 bita
t 60 blokova 4 t 70 blokova 4 t 60 blokova 4 t 82 bloka 4 BIC3 «» «INFORMACIJA CRC HORIZONTALNI PARITET
BIC2 & lt-<- & lt-<- & lt-<- INFORMACIJA
BIC1 «» «INFORMACIJA
BIC4 & lt-<- & lt-<- & lt-<- VERTIKALNI PARITET
Sl. 8a — Ram A0
Broj informacionih blokova: 190 Broj informacionih bita u bloku: 176
Kodna zastita: CRC na 2. sloju, horizontalni i vertikalni paritet CRC: g (x)=x14+x11+x2+1 (14 bita)
Broj bita horizontalnog pariteta: 82 Broj vertikalnih paritetnih blokova: 82 Ukupni broj blokova: 272 Vremenska duzina rama: 4,896 s
Broj prenesenih blokova u jedinici vremena: 38,8 blok/s
Efektivna brzina prenosa informacije u DARC kanalu: 6830 b/s (42,7%)
CRC je primjenjen uz svaki informaci-oni blok za sve cetiri vrste rama, a genera-torski polinom je tipa g (x)=x14+x11+x2+1. Primjenjeni blok-kodovi razlikuju se za-visno od vrste rama koji se prenosi. Za ramove tipa A0, A1 i B koristi se tip
(272. 190) x (272,190), a za ram C tip
(272. 190). Pri prenosu informacija u real-nom vremenu koristi se samo CRC i blok kod horizontalnog pariteta tipa (272,190). Ove informacije se prenose u ramovima A1 i C.
Generatorski polinom u blok kodu tipa (272,190) je:
g (x)=x82+x77+x76+x71+x67+x66+x56+x52+
x48+x40+x36+x34+x24+x22+x18+x10+x4+1.
To pruza mogucnost korekcije do 11 bita u poruci od 176 bita korisne
informacije. Sto se tice blok-koda
(272,190)x (272,190) on obezbjeduje sko-ro 100% zastite do 3% gresaka od efek-tivne brzine prenosa informacije, a gene-ralno dobru zastitu do 7% gresaka. Na ostalim slojevima OSI modela (3, 4. i 5) koristi se CRC o cemu ce biti vise rijeci u narednom prikazu. U ramu B je primje-njena jos i tehnika interlivinga sa vertikal-nim paritetom. Prosjecno kasnjenje preno-sa blokova kod ramova je dato u tabeli 2.
Tabela 2
Vrsta rama Kasnjenje (s)
A0 0,018−1,494
A1 0,018−1,710 (standardni prenos) 0,018−0,396 (prenos u realnom vremenu)
B 4,914
C 0,018
312
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 3/2006.
16 bita 176 bita 14 bita 82 bita
I 60 blokova + BIC3 & lt-<- & lt-<- INFORMACIJA
70 blokova 1 BIC2 & lt-<- & lt-<- INFORMACIJA CRC HORIZONTALNI PARITET
t 60 blokova + BIC1 & lt-<- & lt-<- INFORMACIJA
A 22 bloka BIC4 & lt-<- VERTIKALNI PARITET
4 bloka BIC2 INFORMACIJA U REALNOM VREMENU CRC PARITET
20 blokova BIC4 & lt-<- VERTIKALNI PARITET
4 bloka BIC2 INFORMACIJA U REALNOM VREMENU CRC PARITET
20 blokova BIC4 & lt-<- VERTIKALNI PARITET
4 bloka BIC2 INFORMACIJA U REALNOM VREMENU CRC PARITET
20 blokova ¦ BIC4 & lt-<- VERTIKALNI PARITET
Sl. 8b — Ram A1
Broj informacionih blokova: 202 Broj informacionih bita u bloku: 176
Kodna zastita: CRC na 2. sloju, horizontalni i vertikalni paritet
Broj bita horizontalnog pariteta: 82
Broj vertikalnih paritetnih blokova: 82
Ukupni broj blokova: 284
Vremenska duzina rama: 5,112 s
Broj prenesenih blokova u jedinici vremena: 39,5 blok/s
Efektivna brzina prenosa informacije u DARC kanalu: 6954 b/s (43,4%)
Za identifikaciju vrste blokova, kao i njihovu sinhronizaciju, koriste se cetiri BIC (Block Identification Code) koda du-zine 16 bita, koji imaju slabu medusobnu kros korelaciju. Skremblovanje se vrsi pseudoslucajnom sekvencom definisanom polinomom g (x)=x9+x4+1 i pocetnim sta-njem 101 010 101. Skrembler se restartuje za svaki blok, s tim da se skremblovanje ne primjenjuje na BIC kod.
Sloj mreze (3. sloj)
U sloju mreze na predajnoj strani vrsi se transformacija kratkih i dugih po-ruka (L4-poruke) iz viseg sloja prenosa u poruke (L3-blokove) grupisane u cetiri logicka kanala, dok se na prijemnoj stra-ni vrsi inverzan proces.
Logicki kanali su: servisni kanal SeCh (Service Channel) — kanal kratkih po-
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 3/2006.
313
16 bita 176 bita 14 bita 82 bita
BIC1 INFORMACIJA 1 CRC PARITET
13 blokova & lt-<- & lt-<- & lt-<- & lt-<-
BIC1 INFORMACIJA 13 CRC PARITET
i i BIC3 INFORMACIJA 14 CRC PARITET
BIC3 INFORMACIJA 15 CRC PARITET
BIC4 PARITET 1
BIC3 INFORMACIJA 16 CRC PARITET
BIC3 INFORMACIJA 17 CRC PARITET
123 bloka BIC4 PARITET 2
BIC3 INFORMACIJA 18 CRC PARITET
& lt-<- & lt-<- & lt-<- & lt-<-
BIC4 PARITET 40
BIC3 INFORMACIJA 95 CRC PARITET
BIC3 INFORMACIJA 96 CRC PARITET
1 BIC4 PARITET 41
i i BIC2 INFORMACIJA 97 CRC PARITET
13 blokova & lt-<- & lt-<- & lt-<- & lt-<-
'- BIC2 INFORMACIJA 109 CRC PARITET
i i BIC3 INFORMACIJA 110 CRC PARITET
BIC3 INFORMACIJA 111 CRC PARITET
BIC4 PARITET 42
BIC3 INFORMACIJA 112 CRC PARITET
BIC3 INFORMACIJA 113 CRC PARITET
123 bloka BIC4 PARITET 43
BIC3 INFORMACIJA 114 CRC PARITET
& lt-<- & lt-<- & lt-<- & lt-<-
BIC4 PARITET 81
BIC3 INFORMACIJA 189 CRC PARITET
BIC3 INFORMACIJA 190 CRC PARITET
1 BIC4 PARITET 82
Sl. 8c — Ram B
Broj informacionih blokova: 190 Broj informacionih bita u bloku: 176
Kodna zastita: CRC na 2. sloju, horizontalni i vertikalni paritet CRC: g (x)=x14+x11+x2+1 (14 bita)
Broj bita horizontalnog pariteta: 82 Broj vertikalnih paritetnih blokova: 82 Ukupni broj blokova: 272 Vremenska duzina rama: 4,896 s
Broj prenesenih blokova u jedinici vremena: 38,8 blok/s
Efektivna brzina prenosa informacije u DARC kanalu: 6830 b/s (42,7%)
ruka SMCh (Short Message Channel) — kanal dugih poruka LMCh (Long Message Channel) — kanal izvornih blok--poruka BMCh (Block Message Channel).
Servisni kanal SeCh koristi se za prenos mreznih i servisnih informacija,
koje omogucavaju korektno i sinhronizo-vano ponasanje prijemnika u DARC mrezi. Kanal moze da prenosi 16 vrsta servisnih poruka. Svaka poruka sadrzi od 1 do 16 L3-blokova, cija velicina od 176 bita odgovara informacionom segmentu
314
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 3/2006.
16 bita 176 bita 14 bita 82 bita
1 BIC3 INFORMACIJA CRC PARITET 1
Sl. 8d — Ram C
Broj informacionih blokova: 272 Broj informacionih bita u bloku: 176 Kodna zastita: CRC na 2. sloju i horizontalni paritet CRC: g (x)=x14+x11+x2+1 (14 bita)
Broj bita horizontalnog pariteta: 82 Ukupni broj blokova: 272 Vremenska duzina rama: 4,896 s
Broj prenesenih blokova u jedinici vremena: 55,6 blok/s
Efektivna brzinaprenosa informacije u DARC kanalu: 9778 b/s (61,1%)
u L2-bloku. Na slici 9 prikazana je struk-tura servisnog kanala. L3-blok servisnog kanala sadrzi zaglavlje velicine 3 bajta i 19 bajta podataka. Maksimalna velicina poruke u servisnom kanalu je 304 bajta.
Mrezne i servisne informacije u SeCh kanalu sadrze identifikacione para-metre drzave, mreze, predajnika i kanala prenosa, zatim podatke o servisu, datumu, vremenu, prostornoj poziciji predajnika, alternativnim frekvencijama, organizaciji kanala, buducim aplikacijama, itd.
Kanal kratkih poruka SMCh uglav-nom se koristi za prenos podataka u real-nom vremenu. Kao i u servisnom kanalu formira se vise L3-blokova velicine 22 bajta (ili 176 bita) sto odgovara informacio-nom bloku L2-bloka. Za razliku od SeCh
velicina zaglavlja je 2 bajta, a podaci su smjesteni u 20 bajtova. Na slici 10 prika-zana je struktura kanala kratkih poruka. Ovaj kanal je kompatibilan sa brzim infor-macionim kanalom (FIC — Fast Information Channel) DAB (Digital Audio Broadcasting) sistema. Iz sloja prenosa se kratka poruka podataka maksimalne duzine 127 bajta sa L4-zaglavljem transformise u vise L3-blokova. L4-zaglavlje, zavisno od na-mjene, moze da ima promjenljivu duzinu u rasponu od 3 do 7 bajta.
U zaglavlju L3-bloka nalazi se CRC duzine 6 bita, a generatorski polinom je oblika g (x)=x6+x4+x3+1.
Kanal dugih poruka LMCh koristi se za prenos paketa poruke velike duzine iz viseg sloja. Kao i u prethodnim kanali-
< Maksimalno 304 bajta >

SERVISNA PORUKA
3 bajta-> < 19 bajta >
L3 — ZAGLAVLJE PODA CI
L3 — ZAGLAVLJE PODA CI
L3 — ZAGLAVLJE PODACI ISPUNA
Sl. 9 — Struktura servisnog kanala
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 3/2006.
315
-2 bajtaH
L3 —
ZAGLAVLJE
|37 bajta i
Kratka poruka podataka (mak. 127 bajta)
L4-
ZAGLAVLJE
20 bajta
PODACI
L3 —
ZAGLAVLJE
PODACI
PODACI
L3 —
ZAGLAVLJE
Sl. 10 — Struktura kanala kratkih poruka
Ћ
PODACI
ma formira se vise L3-blokova velicine 22 bajta (ili 176 bita), sto odgovara infor-macionom segmentu L2-bloku. Zaglavlje je velicine 2 bajta, a podaci se smjestaju u 20 bajtova. Na slici 11 prikazana je struktura kanala dugih poruka. Iz sloja prenosa duga poruka podataka maksi-malne duzine 255 bajta sa L4-zaglavljem transformise se u vise L3-blokova. L4-zaglavlje zavisno od namjene moze da ima promjenljivu duzinu u rasponu od 4 do 7 bajta. U zaglavlju L3-bloka nalazi se CRC duzine 6 bita sa generatorskim polinomom oblika g (x)=x6+x4+x3+1.
Ovaj kanal koristi se za transport sledecih servisa:
— radio-prenos vijesti (elektronske novine itd.) —
— prenos poste (X400) —
— prenos sa visokim garantovanim protokom (slike, zvuk, govorne poruke) —
— transver datoteka (faks, finansijski podaci, itd.) —
— adresirani tekst i graficke poruke (saobracajne informacije, gradski saobra-caj, itd.) itd.
Kanal izvornih blok-poruka BMCh sadrzi osam potkanala (0−7) koji se kori-ste za jednostavne blok-bazirane proto-kole. Unos podataka je direktan. DARC forum je nadlezna institucija koja defini-se raspodjelu potkanala.
Struktura BMCh kanala prikazana je na slici 12. Zaglavlje je velicine 1 bajt, dok se podaci formiraju od blokova apli-kacije ili rama za sinhronizaciju poruke. Maksimalan broj blokova je 32 767, a nji-hova velicina od 19 do 22 bajta, zavisno od vrste potkanala.
316
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 3/2006.
Sloj prenosa (4. sloj)
Sloj prenosa sluzi za adresiranje s kraja na kraj i omogucava korisniku iz-bor aplikacije. U njemu se formiraju ili izdvajaju dvije vrste paketa (dugi i krat-ki). Dugi paket moze da ima maksimalnu duzinu od 255 bajta, a maksimalna duzi-na kratkog paketa je 127 bajta. Zaglavlje L4 je promjenljive duzine i zavisi od lo-gickog kanala 3. sloj a u koji se paket smjesta. Ona varira od 2 do 7 bajta. Ovi paketi dijele se u blokove i prenose sloj nize. Najcesca duzina bloka je 20 bajta.
Sloj sjednice (5. sloj)
Sloj sjednice je najvisi sloj DARC--a koji povezuje aplikacije u formi frag-mentiranih datoteka i velikih paketa (sli-
ka 13) sa ostalim slojevima sistema. Dru-gim rijecima, prilagodava izvorne poruke za ulazak i izlazak iz sistema.
Na slikama 14 i 15 prikazane su osnovne strukture fragmentacije L5 pa-keta i datoteka.
Unutar ovog sloj a na strani servera (predaje) provode se sledece procedure:
— ulazak izvornih podataka u sistem-
— kompresija podataka (ako se za-htjeva) —
— unos koda i prefiksa datoteke TLV (Type, Length, Value) —
— dodavanje CRC (ako se zahtjeva) —
— fragmentacija podataka (ako je potrebno).
Na strani prijemnika poduzimaju se sledece procedure:
— defragmentacija podataka-

ZAG. ZAG EKS. RAGMEBNTO ZAG. FRAGMENT1 ZAG. FRAGMENT2

L4 — PAKET ZAGLAVLJA PODACI
L4-PAKET ZAGLAVLJA PODACI
L4 — PAKET ZAGLAVLJA PODACI
Sl. 13 — Struktura osnovne fragmentacije
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 3/2006.
317
— provjera CRC-a-
— dekodiranje datoteka TLV-
— dekompresija podataka-
— prikaz ili primjena izvornih infor-macija.
Elementi DARC mreze
U prethodnom prikazu data je struk-tura DARC mreze sa svojim elementima i medusobnim vezama. Polozaj elemena-ta [3] u strukturi definise njihovu ulogu i parametre koje treba da zadovolje.
Prvi element u mrezi je server davao-ca servisa SPS na kojem se nalaze servisi u formi datoteke, elektronske poste, Weba, podataka i drugih formi. Izlaz sa servera mora da bude potpuno kompatibilan sa
DARC mrezom i na njemu moze da se vrsi kompresija, fragmentacija i zastita (sifro-vanjem) podataka. Pored toga, na serveru se obavlja pojedinacno i grupno adresira-nje korisnika, upravljanje pristupom i tran-smisiom podataka, a u posebnom slucaju i upravljanje opremom predajnika TSE, od-nosno DARC koderom. Hardverska konfi-guracija najcesce je zasnovana na PC plat-formi sa Windows ili Linux operativnim sistemom, sa vise razlicitih prikljucaka (RS232, USB i Ethernet).
Drugi element u mrezi predstavlja server mreze NWS, koji je preko prenosnih ve-za povezan sa ulazne strane sa serverom da-vaoca servisa, a sa izlazne strane sa opremom predajnika. Njegova primarna funkci-ja je prenos podataka izmedu ta dva kraja.
318
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 3/2006.
Izlaz iz servera su poruke 3. sloja DARC-a kao i poruke pratecih funkcija kojima se upravlja radom mreze i prikljucenih eleme-nata NWS prosleduje dva glavna servisa SPS-a, i to datoteke servisa radio-difuzije i servis prenosa podataka u realnom vreme-nu. Za prvi servis datoteke se prvo ucitavaju sa SPS-a u NWS, zajedno sa setom upra-vljackih direktiva, kao sto su zahtjevi kvali-teta, adresiranje ili planovi radio-difuzije, a potom se prosleduju do radio-difuznih pre-dajnika. Za drugi servis, koji je vremenski kritican, ostvaruje se direktni kanal (tunel) kroz NWS izmedu SPS-a i prijemnog ter-minala sa minimalnim kasnjenjem. U tabeli 3 navedene su dodatne funkcije koje oba-vlja server mreze.
Na isti nacin moze se formirati vise hijerarhijskih uredenih mreza sa NWS, tako da na drzavnom nivou moze da po-stoji jedna centralna mreza sa vise regio-nalnih i lokalnih podmreza.
Treci element su prenosne veze koje povezuju sve elemente unutar DARC mre-ze. Generalno, postoji sest vrsta medusob-nih veza, ako se posmatraju funkcije koje one obavljaju. Komunikacija moze da bude jednosmjerna (simpleksna) ili dvosmjerna (dupleksna). Jednosmjerna komunikacija je sam prenos DARC signala izmedu radio-difuznih predajnika i prijemnika. Medutim, ovaj tip prenosa moze se primijeniti i za udaljenu vezu NWS sa TSE, s tim da se gube dinamicke funkcije upravljanja i kon-
Tabela 3
Funkcija Opis
Pristup i kontrola sintakse Ostvaruje kontrolu pristupa mrezi i kontrolu i korektnost sintakse ulaznih podataka. Informacije koje dolaze na NWS mogu biti identifikator servisa, kod oblasti prekrivanja, tekuce vrijeme, itd.
Korisnicka obrada podataka Vrsi konverziju poruka 5. sloja u poruke 4. sloja, skremblovanje podataka za neke servise, itd.
Administracija davaoca servisa Obezbjeduje informacije o davaocima servisa i vrsi kontrolu kapaciteta logickih kanala za svaki servis.
Rezervacija Dozvoljava davaocima servisa da emituju podatke u rezervisanom terminu, i preuzimaju veliku kolicinu podataka na server mreze.
Kontrola prioriteta Ostvaruje kontrolu prioriteta izmedu servisa i poruka.
Kontrola protoka Onemogucava preopterecenje TSE.
Multipleksiranje Vrsi objedinjavanje, smjestanje i razvrstavanje poruka razlicitog prioriteta u memoriju servera.
Adresiranje i umrezavanje Omogucava adresiranje i pratece aktivnosti pri usmjeravanju poruka-podataka od servera ka TSE.
Sistemsko vrijeme — sat Omogucava sinhronizaciju svih dijelova mreze od strane NWS.
Kontrola rada Vrsi superviziju svih aktivnosti na mrezi od strane NWS.
Hardverska konfiguracija servera naj-cesce je zasnovana na PC platformi sa Windows ili Linux operativnim sistemom. Pristup serveru vrsi se preko Ethernet, USB, RS232 ili modemskog prikljucka. Putem dvostrane komunikacije NWS isto-vremeno moze da upravlja radom vise servera (SPS) i kodera (TSE).
trole, koje zahtijevaju povratnu petlju. Dvosmjerna komunikacija je prisutna kod svih ostalih veza, a moze se realizovati na vise nacina zicnim putem (bakarnim ili optickim kablovima) ili bezicnim putem (radio, ra-dio-relejne ili satelitske veze). Tehnologija prenosa moze da bude modemski prenos, Ethernet, ISDN, X. 25, itd.
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 3/2006.
319
P ¦ * 1 1 — *9 4 ««» 4 • ee oGo 4. — - - о mj
Sl. 16a- DARC koder
Cetvrti element predstavlja oprema predajnika (koderi) [4] koja ima vise funkcija. To su funkcija mrezne komuni-kacije- funkcija komunikacije sa NWS ili sa lokalnim izvorom podataka- funkcija multipleksiranja sa razlicitih izvora podataka (NWS, lokalni izvori) na nivou 4. sloja i funkcija demultipleksiranja poru-ka 4. sloja na poruke 3. sloja- funkcija kodiranja i modulacije DARC nosioca na FM radio-difuznom predajniku- funkcija kontrole i monitoringa opreme predajni-ka i emitovanog signala.
Na slikama 16a i 16b prikazan je je-dan tip DARC kodera i FM radio-difu-znog predajnika. Koderi najcesce imaju
RS232, BNC i Ethernet prikljucke, preko kojih se vrsi dotur poruka za DARC i programiranje i upravljanje radom.
Peti element su korisnicki prijem-nici. Mogu se realizovati na vise naci-na, bilo da su namjenski razvijeni ili da se vrsi dogradnja postojecih prijemnika sa DARC dekoderom. U oba slucaja postoje prikljucci (RS232 ili PCMCIA) preko kojih se prijemnici povezuju sa spoljnim terminalnim uredajem. Kao terminal mogu da sluze razne varijante racunara (stone, mobilne, prenosne), GPS prijemnici, kontroleri, itd. Na slici 17 prikazane su neke varijante kori-snickih prijemnika.
DARC KODER -MODULATOR
POBUDNI STEPEN — EKSAJTER
IZLAZNI STEPEN — POJACALO SNAGE
Sl. 16b — DARC koder i FM predajnik
320
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 3/2006.
Sl. 17 — Varijante FMprijemnika sa DARC dekoderom
Funkcije kontrole pristupa DARC
mrezi
Ovako slozena i siroko rasprostra-njena mreza mora da posjeduje odgova-rajuci sistem kontrole pristupa radi spre-cavanja neautorizovanog koristenja ili degradacije sistema. Kontrola pristupa vrsi se kroz tri funkcije: zastitu informa-cije, kontrolu ovlastenja i upravljanje ovlastenjem.
Prva funkcija primjenjuje se na kori-sni (informacijski) dio poruka DARC ser-visa. U ovom slucaju koristi se tehnika skremblovanja. Moguca su tri rezima rada:
1. Neskremblovani rezim omoguca-va koristenje servisa svima koji imaju adekvatnu standardizovanu opremu.
2. Skremblovani rezim sa unaprijed specificiranom kontrolnom rijeci (CW -Control Word) koja je stalno instalisana u prijemniku.
3. Skremblovani rezim sa kontrolnom rijeci (CW) koja se redovno mije-nja. U ovom slucaju kontrolna rijec se si-fruje i salje u prijemnik putem poruke kontrole ovlastenja.
Prvi rezim rada najcesce je zastu-pljen, jer predvida slobodno koristenje servisa i korisnici nisu autorizovani. Dru-ga dva rezima su restriktivnija, jer pred-vidaju autorizaciju korisnika i selektivno koristenje servisa. Sam postupak skrem-
blovanja vrsi se tehnikom sabiranja po modulu 2 bita korisne informacije sa pse-udoslucajnom binarnom sekvencom (PRBS — Pseudo-Random Binary Sequence). Generator pseudoslucajne binarne sekvence definisan je u standardu ETS300174. Skremblovanje se ne odnosi na redundantni dio poruke (zaglavlje, preambula, paritet, CRC, itd.).
Druga funkcija — kontrola ovlastenja sastoji se od emitovanja uslova za pristup servisu primjenom sifrovane zastitne rije-ci, preko koje autorizovani prijemnik mo-ze vrsiti deskremblovanje korisne poruke.
Treca funkcija — upravljanje ovlaste-njem sastoji se u distribuciji pretplatnickih ovlastenja. Ona mogu da budu po temama ili klasama, po placenom iznosu ili impul-su za odgovarajuci program, po servisu ili zakupljenom vremenu, itd. Slozenija rje-senja predvidaju koristenje pametnih (smart) kartica na korisnickoj strani.
Primjena DARC servisa
Primjena DARC servisa zasniva se na sledecim prednostima: koristi se posto-jeci FM radio-difuzni sistem- gotovo sto-postotno visestruko pokrivanje nacionalne teritorije radio-difuznim signalom, a time i DARC servisom- mala finansijska ula-ganja i visok odnos efikasnost/cijena- br-zina prenosa informacije zodovoljava ve-
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 3/2006.
321
cinu primjena koje se odvijaju u realnom vremenu- mobilnost korisnika- pasivan prijem (simpleksni prenos) — odvojena i ra-znovrsna distributivna mreza- gotovo ide-alan servis za sve vrste simpleksnog pre-nosa- otvorenost standarda.
Navedene prednosti pruzaju razno-vrsnu primjenu DARC servisa, koje se generalno mogu razvrstati u tri grupe:
— primjena DARC-a u funkciji po-drske FM radio-difuziji-
— komercijalna primjena DARC-a-
— specificne primjene DARC-a.
Ova poslednja grupa odnosi se, pored ostalog, i na segment vojne primjene. U tom segmentu posebno su znacajne sledece aplikacije [5]:
— primjena DARC-a za diferencijal-ni GPS (DGPS/RTK) —
— primjena DARC-a za prenos in-formacij a VOJIN-a-
— primjena DARC-a za prenos tac-nog sistemskog vremena-
— primjena DARC-a za prenos me-teoroloskih podataka-
— primjena DARC-a za prenos krat-kih poruka i elektronske poste, itd.
Interesantan primjer primjene za vojne svrhe predstavlja sistem LuLIS (Sved-ska) [6], [7]. To je informacioni sistem VOJIN-a za rano uzbunjivanje, koji pokri-va teritoriju Svedske i drugih zemalja. Ovaj sistem prezentira trenutnu situaciju u vazdusnom prostoru i daje prethodna oba-vjestenja za sve korisnike na bilo kom di-jelu teritorije ili vazdusnog prostora. Pored toga, daje informacije o tragovima-
podatke o zabranjenim zonama i svim ko-ridorima leta- zone za PVO jedinice i ko-rekciju za DGPS/RTK. Sve informacije su zasticene i prenose se u realnom vre-menu. Sistem salje tekstualne poruke, a sistemsko vrijeme je visoke tacnosti.
Odlika ovog sistema je: gotovo tre-nutna reakcija na promjene u vazdusnoj situaciji (malo kasnjenje toka informacije od izvora do korisnika) — mobilnost kori-snika- velika fleksibilnost- otpornost sistema na ED- krajnji korisnici su radio--pasivni, itd.
Zakljucak
Performanse DARC servisa konven-cionalne FM radio-difuzije omogucavaju vrlo siroku primjenu, kako u civilnom, tako i u vojnom domenu. Osnovna pred-nost ogleda se u koristenju postojecih FM radio-difuznih mreza, punom prekri-vanju teritorije, jednostavnosti, fleksibil-nosti, niskoj cijeni ulaganja, zadovolja-vajucoj brzini i kvalitetu prenosa infor-macija, mobilnosti prijema i radio-pasiv-nosti korisnika.
Literatura:
[1] ETSI EN 300 751 V1.2.1 (2002−09) Radio broadcasting Systems- DAta Radio Chanel (DARC).
[2] Roland Andersson: The possibilities of using DARC/ /SWIFT for datacasting, MIRS 1998.
[3] www. darc-forum. com/system. htm
[4] www. audemat-aytec. com-
[5] KP-32/99 — ppuk. Mladen Manjak, Primjena radio-difuzne mreze SRJ za prenos podataka od interesa za VJ.
[6] www. axentia. se
[7] www. sectra. se
322
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 3/2006.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой