Устройство выделения оптимальных частот связи Советский патент 1983 года по МПК H04B17/00 H04B1/10 

тым выходом приёмника и с первым выходом приемника дискретных сигналов, кроме того, второй выход блока сравнения соединен с .первым. входом второШо

; блока ключей, второй вход которого соединен через три:гер с первым выходом приемника дискретных сигналов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ ЧАСТОТ СВЯЗИ, оодержащее последоватедьно соеданенные приемник, блок сравнения, формирователь импульсов, преобразователь, блок.реверсиррвания, блок памяти и анализатор частот, второй вход и выход которого соединены соответственно с первым выходом и входсйи блока управления, И|ячем второй выход блока реверсирования соединен с первым входом формирователя эталонного сигнала, второй н трепсй входы и валуоа . которогб Соединены соответственно с вточ рь1М и третьим входами приемника и с . первым входом ключа, выход которого соёданен с первым входом первого сумматора. Второй вход и выход которого соединены соответственно с антенной через входной блок и с входом при емника, второй выход которого соединен с первым входом блока предвари тельнсЛ установки, причем второй, третий н четвертый .входы блока реверсирования соединены соответственно с вторым и rpef / тъим выходами преобразователя н выходом I блока предварительной установки, а второй вход и вькоды блока управления соединены соответственно с третьим выходом преобразователя и управляющими входами ключа формирователя эталонного сигнала, ; блока предварительной установки, блока сравнения, блока реверсирования и блока памяти, о тли.чающееся тем, что, с целью повьппения точности выделения оптимальных частот связи, введены блок задержки, радиоприемник, приемник дискретных сигналов, формироватедЕЬ дискретных сигналов, формирователь сигналов компенсапни, блок компенсации, блсж усилителей, блок совпадения, триггер, детектор, фильтр, элемент задержки, второй сумматор, первый н второй блоки ключей, при этом выход входного блока соединен через последовательно соединенные радиоприемник, второй вход которого соединен с формирователем сигналов компенсадии S приемник дискретных сигналов, второй вход которого соединен с вторымВыходбм приемника дискретных сигналов, первый блок ключей, второй вход которого соединен с : выходом триггера, второй сумматор, эле§ ; мент задержки, детектор, второй вход ко; тортах соединен через с выходом второго блока ключей, блок усилителей, N9 блок компенсации, второй вход которого соединен с выхож м формирователя сигналов компенсации, с четвертым входом преемника, третий выход которого соедиО нен с входом блока задержки, выхо|Д которого соединен с третьим и вторым входами соответственно блока компевсапии и формирователя сигналов компенсации, третий, че вертый н пяплй входы которого : соединены соответственно с третьим прнемннка, с выходом блока совпаде ння н с ВЫХ9ДСМ формирователя дискретных сигналов, причем пятый вход приемника соединен с выхбдом блока совпадения, первый, второй и третий входы соединены соответственно с вто« {ялм шлходом радиоприемника, с четвер

: Изобретанке относится к технике радиосвязи и может использоваться на станциях связи дшя автома-шческой оценки каналов и выделения опгимапьньк частот связи в адаптивных системах. Известно устройство выделения оптимальных частот связи, содержащее посяе«. Довательно соединенные приемник, блок сравнения, формирователь импульсов, пре образоватедь, блок реверсирования, блок памяти и анализатор частот, вторсхй вход и выход которого соединены соответственно с первыми выходами и входом блока уп равления, причем второй выход блока ре версирования соединен с первым входом формирователя эталонного сигнала, второй и третий входы и Bbjxqp которого соединены соответственно с вторым и третьим входами приемника и с первым входом ключа, выход которого соеданен с перBBiM входом первого сумматора, второй . вход и выход которого соедакены cooTBei ственно с антенной через входаой блок И с первым входом приемника,второй которого соединен с первым входом блока предварительной установки, причём второй, третий и четвертый вхо/Ол блока {зеверсирования соединены соответственно с вторым и третьим выходаьи преобразователя, и выходом блока иредваритель ной установки, а второй вход и,выходы блока управления соединены соответствен. но с третьим выходом преобразователя а управляющими входами ключа, формирователя эталонного сигнала, блока предварительной установки, блока сравнения, блока реверсирования и блока памяти С ЗОднако известное устройство имеет низкую точность выделения оптимальных частот связи. Цель изобретения - повышение точности выделения опгамальных частот связи. Для достижения поставленнс цели в устройство выделения оптимальных частот связи, содержащее последовательно соединенные приемник, блок сравнения, формирователь импульсов, преобразователь блок ревегюирования, блок памяти и анализатОр частот, второй вход и выход которого соединены соответственно с первыми , выходом и входом блока управления, причем второй выход блока реверсирования соединен с первыг входом формирователя этелойного сигнала, второй и третий вхо;щ и выход которого соединены соответственнос вторым и третьим входами приемника и с первым входом ключа, выход которого соединен с первым входом первого 1 мматора, второй вход и- выход которого соединены соответственно с антенной через входной блок и с первым входом при;емника, второй, выход которого соединен ; с первым входом блока предварительной установки, причем второй, третий и четвертый входы блока реверсирования соединены соответственно с вторым и третьим выходами преобразователя и выходом блока предйаритеяьной установки, а второй вход и выходы управления соединены соответственно с третьим выходом преобразователя и управляющими входами ключа, формирователя эталонного сигнала, блока предварительной установки, блока сравнения,, блока реверсирования и блока памяти, введевд блок задержки, радиоприемник, приемник даокрётных сигналов, формирователь дискретных сигналов, формирователь сигналов компенсации, блок компенсации, блок усилегтелёй, блок совг-падения, триггер, детектор, фильтр, эл.мент задержки, второй сумматор, первый и второй блоки ключей, при этом выход 1асодного блока соединен через последоватет1ьно соединенные радиоприемник, вто1ЭОЙ вход которого соединен с формировагейеМ сигналов компенсации, приеМник гшскретных сигналов, формирователь дискретйых сигналов, второй вход которого соединен с вторым выходом приемника дискретных сигналов, первый блок ключей, второй вход которого соединен с выходом триггера, второй суммато элемент задержки, детектор, второй вход которого соединен через фихьтр с выходом второго блока ключей, блок усилителей, блок кся пенсации, второй вход которого соединен с выходом формирователя сигнаиов компенсация, с четвертым входом приемника, третий выход которого соединен 6 .входом блока задержки, выход которого сое/шнен с третьим и вторым входами со ответственно блокакомпенсации и формирователя сигналов компенсации, третий, четвертый и пятый входы которого соеди нены соответственно с третьим входом приемника, с выходом бвока совпадения и с выходом формирователя дискретных сигналов, причем пятый вход приемника соединен с выходом бабка совпадения, первый, второй и третий шсоды которого соединены соответственно с вторым выходом радиотфиемника, с четвертым выходом приемника н с первым выходом приемника дискретных сигналов, кроме то го, второй выход блока сравнения соединен с первым входом второго блока ключей, второй взкщ которого соединен через триггер с первым выходом приемничка дискретных сигналов. На чертеже представлена структурная электрическая схема вредчэгаемогоустройства. Устройство выделения штик альных частот связи содержит прнемйик 1, состоящий из линейного блока 1, коммутатора i, анализатора 1 частот -: и не линейного блока Д., первый сумматор 2, блок 3 памяти, формирователь 4 импульсов, блок 5 реверсирования, анализатор 7, частот, формирователь 8 эталонного сигнала, состоящий из генератора 9 эталонного сигнала, блока 10 аттенюаторе® , и генератора 11 низкочастотного сигна,ла, бнок 12 предварительной установки, входной блок 13, блок 14 управления, ключ 15, триггер 16, фялътр 17, элемент 18 задержки, 6к 19 совпадения, блок 2О усилителей, преобразователь 21 блок 22 задержки; радиоприемник 23, приемник 24 дискретных сигналов, формирователь. 25 дискретных сигналов, фор мирователь 26 сигналов компенсации, блок 27 комденседии, детектор 28, второй сумматор 29, первый ЗО и второй 31 блоки ключей и антенну 32. Устройс1гво работает следующим образом. По командам, подаваемым из блока 14, устройство поочередно перестраивается с частоты на частоту соответствен но генерации и приема. После известно го времени определяемого переход шми процессами в приемнике 1, по команде, подаваемой с блока 14 в блок 5, в реверсивный регистр этого блока записывается сигнал с блока 12, уст1ававливая регистр в состояние, соответствующее приблизительно уровню эталонного сигнала с блока 10. После чего по команде с блока 14 по второму входу в блок 1О подается преобразованный сигналь с реверсивного решстра и одновреме{шо открывается ключ 15« Низкочастотные сигналы покш1ально преобразуются в вы сокочастошый групповой сигаап, который устанавливается с известной точностью орредаленного номинального значения, т.е. калибруется. Это тютигается щя применением тш атйческой стабилизации уровня, или применением ,огранвчения в зависимости от вида модуляции генерируемых сишалов. Поданный по первому входу в блок 1О сигнал изме шлётся в нем по величине путем изменения ослабления, которое управляемо и состоит в подключении тех или нталтк, ступеней аттеыюаторов с помощью ключей, которые открываются сигналами с вяока 5. Йзме«1« - - ненный по величине сигнал г подается в первый qjTMMaTop 2, где он складывается с пространственными помехами с антенны 32. Поданные по первому входу а п жемник 1 эта кшный сигнал и помехи усиливаются в нем и преобразуются в спектр HH3Ksix частот, а затем подаются в блок 6, где для каждого из К каналов узкополосным н режекторным фш1ьтрами соответственно с полосами пропускания и режекции, намного меньшими, чем пог лоса пр шускания соответствующего радиотелефонного канального фильтра, производится соответственно ышеленве эталонного сигнала от помех и помех от эталонного сигнала. Выделенные помехи через дополнительный выход подаются на первый &ХОД первого блока ЗО ключей. Сигнал и раздельно усгахйваются усилителями с разными коэффициентами усиления так, что в последующем при равенстве эффективных значений сигнала и помехи на выходах детекторов обеспе- , чваалось известное соотношение по уровням между сигналом н п&лехелт не входе усшхителей, детектируются детекторами, нш рузкамн которых являются соответствукяше входы нуль-органа, аатфвмер мостовой схемы нли дифференциального усилителя, в котором производится ср нение по величг не выделенных детекторами постоянных составляющих. Сигнал сравнения той или ияа& полярности или нуль подаются в соответствующий формирователь импульсов, где соответственно полярности поступающего с.игHand или отсутствия ее формируются собтветствуюшие импульсные, сигналь реверсирования и остайовки с помощью, на пример, триггеров , причем сигна Ьстановки (, О) формируется.то ;йа, когда сигнал сравнения по алгебраической величине не превьпиаег некоторы заранее известных соответствующих по sHaicy пороговых уровней. Сформированные сигналы преобразуютсяв преобразователй 21 в обобщенные сигналы реверcиpoвa raя и остановки и подаются В блок 5, а сигнал остановки (О), кроме того подается в блок 14, Сигналами реверсирования в блоке 5 управляется через соответствующий коммутатор подача тактовых импульсов на соответствующие входы реверсивного счетного регистра, а сигналом остановки с помощью соответствующего ключа прекращается поДа-ча импульсов на входы того же регистра. Сигналы регистра перекодируются и подаются на соответствующие ключа -бпока 10. Поскольку сигналы реверсивноро регистра в целом представляют паралле/п ный цифровой сигнал, который по своей значимости соответствует эффективному уровню помех на входе приемкика 1 при известном соотношений уровней этадоиврго сигнала и помех на его выходе, то при появлении сигнала -остановки это-т сигнал через буферный регистр считывается с реверсивного регистра и подается на запись в блок 3, Kyflia одвоьрембнво с блока 14 по второму входу подается команда на запись в соответствующую но меру частоты связи ячейку памяти. Кроме того, сигнал остановки, поданный в блок 14, разрешает после епэ окончания подачу команды в приемник 1 на пербстройку на последующую частоту. Опиран ная операция повторяется на всех частотак, после чего по командам с блока 3 считывается, а в анализатор 7 этся сигнал уровня помехи идно фемев но с этим в анализатор 7 производится запись сигнала номера частоты, koToi&ifi по второму входу подается на блока 14. После первой записи в анализатор 7 псндается команда Переноса, по которой сигналы уровня помехи и ноШра часто- ТЫ считываются из входных регистров и записываются в основные регистры, после чего во входнь}е регистры записьтваются сигналы уроийй помехи в номера второй частоты приема ft из бпока 14 подаются команды поразрядного сравнения. Выявленный в результате сравнения сигнал уровня с меньшей значимостью И соответствующий ему сигнал номера частоты записываются в соотиегствукщие осHOBiaie регистры или. остаются в них, если они бьши в них до операции сравнеifflsu Если в результате сравнения окажется что сигналы уровней помех по своей значимости равны, то преимущество отдается по принципу сигналу в основном регистре. После первого сравнения в анализатор 7 вводятся сигналы уровня помехи и номера третьей частоты, а затем произво- дится сравнение сигналов уровней помех - вновь введенного и оставшегося в результате :предыдущегЬ сравнения в основном регистре. Такое попарное сравнение производится для сигналов уровней помех всех . частотных .каналов. Выявленный сигнал минимального уровня помехи и соответствующий ему сигнал номера частоты по команде с блока 14 считываются и записы; ваются в соответствукицие регистры хра нения, где ;, Ч5НИ хранятся до окончания последующего цикла сравнения и используются для визуальной индексации. Затем .начинается цикл оценки уровней помех и выбор номера частоты, описанный выше. Комйенсация осуществляется следующим образом. Поданные с ЁХОДНОГО блока 13 в раДйоприемник 23 полезные высокочастотные дискретные сигналы разделяются .в нем по радиотелефонным каналам, усиливаются по мощности и преобразуются по частоте в низкочастотные -дискретные сигналы, т.е. в сигналы на поднесущих частотах, которые в радиоприемнике 23 поканально преобразуются в токовые посыпки (импульсы прямоугольной формы), причем «здесь повышается достоверность приема дискретных сигналов за счет принятой избыточной информации цикловой синхрониаации и известных инженерных решений, Кроме того, здесь формируются на осноlie принятой информации и сигналов соответстйенйо сигналы цикловой и тактовой синхронизации дая каждого канала дискретных сигналов. В радиоприемнике 23 осуществляется контроль достоверности приема сигналов по сигналам цикловой син фонизайии и, если она оказывается ниже требуемой, то на пульт управления подается сигнал на смену рабочей частоты приема. Поданные ижовые посылки регенерируются по форме и поканально преобразуются ъ Дискретные сигналы на поднесуших частотах, которые синхронны к входным сигналам. Для обеспечения синХронности и регенерации используются си налы тактовой и цикловой синхронизации. Сигналы с помощью сигнала опорнойчастоты и сигналов с блока 2 2 преобразуются в групповой сигнал промежуточной частоты того или иного вида модулйции, равной по величине промежуточной частоте групового сигнала с линейного блока 1 приемника 1. Причем формирова ние сигнала с применением группового сигнала, например, частотной модуляции с блока 22 задержки возможно только тогда, когда частоты приема совпадают. При таком совпадений на основе сигналов частот или сигналов номеров частот приёма, подаваемых в блок 10, и сигналов с приемника 24 (XOTST бы с одного из К каналов) формируется сигнал, разрешающий компенсацию, которьй в формирователе 26 открывает ключ и тем самым разрешает подачу компенсирующего сигнала в блок 27 к по которому коммутатор 12 приемника 1 производит коммутацию с четвертого входа {в зазвиси мости от вида модуляции) -на первой иди второй вхой: приёмника 1, при этом первый вход коммутатора in отключается от соответственн.о первого или второто входа приемника 1, Полезный групповой радиосигнал прдае тся в приемник 1 и преОбразуется в нем. Групповой сигнал промежуточной частоты задерживается на из вестное время и подается а блок 27. Та как сигналы сфорЬшррваны с одних и тех нее сигналов и сХронированы (сопряжены во времени),, то формы изменения этих сигналов, во времени-подобны, а по- даются они в блок 27 противоположной цолярности, благодаря чему.при объединении этих сигналов возможна компенсацйя. Кроме того, сигнал с формироватедя 26 имеет низк:ий уровень собственных шумов, Так как сформирован от источников с низким уровнем собственных шумов, а для борьбы с помехами,.- поступаюшикш талесте с превышающим их полезным сигналом, например, частотной модуляции применяются известные инженерные меры защиты. Поэтому уровень собственных шумов сигнала отличается от уровня сигнала примерно на -ЮОдБ и поэтому уровень этих шумов при ком пенсации не сказывается на уровне по; мех с приемника 1. При недокомпенсации или перекоКгаен- сации на выходе блока 27 появляются по лезные сигналы по полярности соответсг вуюшие компенсируемому или компенсирующему сигналам, и помехи. Тот или дру-гой полезный сигнал результата компенсации через KOMN farop In приемника 1 подается в неяинейный блок 1 того же бпока, где производится раздепение групповой полезного) сигиаяа по ра/шоканалам, преобразование по частоте и усиление по мощности канальных сигнапов, и далее сигналы поканально подаются в блок 6, где для каждого канала производится режекци я спектра про&яого сигнала, не совпадающего ео спектром дас- кретных сигнапов, посяе чего сигналы через соответствукацие открытые ключи , первого блока 30 подаются в.фильтр i7i где производится поканально фильтрешая спектров дискретных: сигналов и их сложение в групповой шгиал, i oTOpbtfi подается на детектор 28. О&0{Ш е дискрет ные канальные сигналы подаются Ьо вто рой сумматор 29, где производится сложение сигналов в групповой р1порный ге- теродинирукадий сигиш, которьхй задерживается на известное вр«йя Элементом 18 задержки и подается синхршао (во с совпадающей или противоположис полар ностью) с сигналом с фильтра 17 в детектор где выделяется управляющий сигнал, по уровню прямо процорштональный уровню сигнала с фиЛьтра 17 и по псяярности ссютветствукмдий недркойпенсированному или перекомйенсированному сигналу или равный нулю при полной комйевсации. Этот управляющий сигнал отфильтровывается фильтром низких частот с ni лосой пропускания, меньшей полосы про пускшия канала дискретного сигнала, Кроме того, эталонный сигнал снижает уровень псмех, подаваемых с выходрв. приемника 1 и, соответственно с выходб блока 6 при компенсации, бли31К«|д;К ооАной.::. ; . При появлении эталонного сигнала в канале, который превышает уровень канальных помех, АРУ Или ограничитель начинает работать от эталонного сигнала и уровень помех на выходе приемника 1 снижается, jQля примера можно показать, что радиотелефонный каиал имеет полосу пропускания 3,1 кГц, (строде9ст&у1ошвй канал дискретных сигналст 1,2 аГп, а полоса пропускания фильтра низшихчастот может быть 5О Гц,- т,е. в бО раз меньше полосы радиотелефонного и & 24 раза телеграфного каналов. В cb Befclv вуюшее число раз меньше в мотносп по мехи, воэДействукшей ва упра&ояюНЕВзй сигнал, по сравнению с помехакга вькше приведенных каналов. Для удашетборв (тельного управления , чтобы

мощность управлякжцего сигнала превышала не менее чем в 5 раз мощность по мехи на йыходе Детектора. Это возможно при мощности подеэного сигнй«а в кана пе дискретного сигнала не меньше чем 4,8 раза и соответственно 8 радиотеле фонном канале не меньше ЧРМ в 12 раз мощности помехи. Эти соотношения мощности в каналах можно увеличить в два раза, благодаря тому, что детектор улучшает соотношение по мощности между сигналом и помехой на-выходе в два раза по сравнению с соотношением сигнала и помехи на его входе.

Для того, чтобы не считйться с мошноетыо попезногосигнала при оценке помехи в радиотелефонном канале, Для практики аО Статочно, чтобы его уровень бьщ более чем в 5 раз меньше мощности помехи т, е. это требование выполняется с запасом. Кроме того, полосу пропускания низкочастотного фильтра можно уменьшить в 2-5 раз при соответствующем допущении уменьшения быстродействия компенсации, а это. еще бсщьше позволит уменьшить соотношение между мощностями сигнала и помехи в радиотелефонном канале.

Таким образом компенсация автоматически управляема. Поданные в бл;ок 20 сигналы усиливаются в зависимости от полярности в одном из трактов усиления блока 20 и подаются для управления уровнем компенсирующего сигнала в блок 27. Эти сигналы управляют регулировкой уров ня сигнала по принципу отрицательной обратной связи, т.е. так, чтобы при недокомпенсации увеличивать выходной сигнал с регулирующего элемента, а.при перекомпенсации - уменьшать. Качество компенсации зависит от глубины обратной связи и определяется в оснрвном усилением сигналов в блоке 20, причем до определенного предела - чем больше усиление, тем это качество лучше. Полная компенсация длительно невозможна, так., как при этом отсутствует управляющий сигнал. Это известно из теории автоматического регулирования. Существующая не

дсжомпенсация или перекомпенсация в ус-втановившемся режиме при сяоответствующей глубине обратной связи мала и практически не отражается на оценке канальных помех, как это было отмечено на примере.

Компенсация начинает действовать при соответствукадих условиях с момента установки частоты приема приемника 1, равной частоте приема радиоприемника 23. Переходной процесс установки компенсации по времени закан гавается с переходньми процессами в приемнике 1 после установки частоты.

Это время увеличивается задержкой подачи эталонного сигнала в блоке 14. Скорость изменения эталонного сигнала не превышает скорости компенсации полезного сигнала. Поэтому изменения в компенсации, вызванные изменением эталонного сигнала, практически не проявляются при установке эталонного сигнала.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в уменьшении вероятности выделения худшей по качеству частоты радиоприемника, т. е. в более эффективном использова- ши Всех частот, выделенных для адаптивной связи. Пусть, например, вьщелено для адаптивного радиоприема пять частот. Не участие в выборе оптимальной частоты может привести к тому, что из остав;шихся четырех будет выбрана частота худшая для приема, чем та, на которой уже ведется радиоприем, и переход на вновь выбранную оптимальному частоту радиоприема приведет к снижению достоверности приема сигналов. Если же в выборе оптимальной частоты участвует частота, на которой ведется прием полезной информации, то при оценке канальных помех полезный сигнал оцеьшвается как помеха, а тем самым остается вероятность потери этой частоты, как оптимальной, jtpH выделении оптимальной частоты. Таким образом, в том и другом случае конечная технико-экономическая эффективность состоит в ; повышении достове1 ностй принимаемой информации.

tiadeшид}/за..

mo/

Напудлт gnpaSJteнш