Устройство для измерения частотной характеристики канала связи Советский патент 1985 года по МПК H04B3/46 

2. Устройство по п. 1, о т л и ч ающе е ся тем, что блок управления выполнен в виде последовательно соединенных входного измерителя отношения сигнал/шум, нелинейного преобразователя коммутатора, другой вход которого соединен с выходом источника .опорного напряжения и делителя напряжения, выход которого является вторым выходом блока управления, первым выходом которого является выход коммутатора, управляющий вход которого является тактовым входом блока управления.

I. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАНАЛА СВЯЗИ, содержащее п каналов измерения частотной характеристики, синхронизатор, многоканальный параллельный спектроанализатор, выходы каждого канала которого подключены к входам блока оценивания амплитуды и блока оценивания фазы соответствующего канала измерения частотной характеристики, причем блок оценивания амплитуды состоит из источника опорного напряжения, подключенного к первому входу основного перемножителя, а блок оценивания фазы состоит из источника опорного напряжения, подключенного к первому входу основного сумматора, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешности оценивания частотной характеристики канала связи, в каждый канал измерения частотной характеристики введен блок управления, в блок оценивания амплитуды - входной делитель напряжений и последовательно соединенные первый сумматор, дополнительный перемножитель, второй сумматор, элемент задержки и коммутатор, выход которого подключен к другому входу BTQporo сумматора- и к второму входу основного перемножителя, выход которого подключен к одному из входов первого сумматора, другой вход которого соединен с сигнальным входом блока управления, с первым входом входного делителя напряжений « является входом блока оценивания амплитуды, второй вход делителя напряжений соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход подключен к сигнальному входу коммутатора, другой вход дополнительного перемножителя соединен с первым выходом блока управления, и в блок оценивания фазы введен входной сумматор и последовател но соединенные первый дополнитель- 1 ный сумматор, перемножитель, второй Н дополнительный сумматор, элемент задержки и коммутатор, выход которого подключен к другому входу второго дополнительного сумматора и к второму СО ЭР входу основного сумматора,, выход ко торого подключен к одному из входов :о сд первого дополнительного сумматора другой вход которого соединен с пер вым входом входного сумматора и явля00. ется входом блока оценивания фазы, второй вход входного сумматора соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход подключай к сигнальному входу коммутатора, причем другой вход перемиожителя соединен с вторым выходом блока управлеиия, тактовый вход которого и управляющие входы KOMMyTiaTopo соединены с соответствуиидим .выходом.синхронизатора.

Изобретение относится к радиосвязи и может использоваться для повышения помехоустойчивости спектральных приемников в системах дискретной информации,

Известно устройство для измерения частотной характеристики (ЧХ) канала связи, содержащее входной коррелятор вйгкод которого подключен к первому входу блока- индикации, к входу блока синхронизации, вьгход которого подключен к второму входу блока индика. ции и через ждущий генератор качакщеся частоты к другому входу входного коррелятора, соединенному с выходом опорного генератора, причем медцу выходом синхронизатора и входами . ждущего генератора качающейся частоты и блока индикации выключен ключ, управляющий вход которого соединен с выходом канала связи через блок вьщеления пауз П .

Недостаток устройства - невозможность получения оценок ЧХ канала связи в реальном масштабе времени при передаче дискретной информации по коротковолновым тропосферным и другим радиоканалам связи с рассеянием. Наиболее близким к предлагаемому

по технической сущности и достигае:мому результату является устройство для измерения частотной характерис.тики канала связи, содержащее п каналов измерения частотной характеристики, синхронизатор, многоканальньй ;Параллельный спектроанализатор, вы,ходы каждого канала которого подключены к входам блока оценивания амплитуды и блока оценивания фазы соответствующего канала измерения частотной характеристики, причем блок оценивания амплитуды состоит из источника опорного напряжения, подключенного к первому входу основног перемножителя, а блок оценивания фазы состоит из источника опорного напряжения, подключенного- к первому входу основного сумматора 2.

Однако известное устройство обладает относительно высокой погрешностью оценивания частотной характеристики канала связи в условиях ограниченного энергопотенциала системы

СВЯ31.

Известное устройство реализует алгоритм обратной фильтрации со сглаживанием оценок ЧХ, которьш позволяет получать оценки, качество которых тем выше, чем больше объем обрабатываемой выборки при условии неизменности в ней полезных сигналов. Параметры реальных радиоканалов тропосферный, коротковолновый и т.д.) изменяются во времени случайным образом. При этом результирующая погрешность оценивания включает в себя динамическую погрешность (вследствие изменения параметров канала и ограниченных динамических свойств процесса оценивания и шумовую погрешность (вследствие аддитивного флуктуационного шума в наблюдаемом сигнале). Влияние ширины полосы фильтра низкой частоты (ФНч) известного устройства на составляющие результирующей погрешности противоположно: при увеличении скорости изменения параметров канала с целью уменьшения динамической погрешности следует расширить полосу ФНЧ, однако при этом возрастает шумовая погрешность. Цель изобретения - уменьшение погрешности оценивания частотной характеристики канала связи. Поставленная цель достигается тем что в устройство для измерения частотной характеристики канала связи, содержащем п каналов измерения частотной характеристики, синхронизатор многоканальный параллельный спектроанализатор, выходы каждого канала ко торого подключены к входам блока оце нивания амплитуды и блока оценивания фазы соответствующего канала измерения частотной характеристики, причем блок оценивания амплитуды состоит из источника опорного напряжения, подключенного к первому входу основного перемножителя, а блок оценивания фазы состоит из источника опорного напряжения подключенного к первому входу основного сумматора, в каждый канал измерения частотной характерис тики введен блок управления, в блок оценивания амплитуды - входной делитель напряжений и последовательно соединенные первый сумматор, дополнительный перемножитель, второй сумматор, элемент задержки и коммутатор выход которого подключен к другому входу второго сумматора и к второму -ВХОДУ основного перемножителя, выход которого подключен к одному из входо первого сумматора, другой вход которого соединен с сигнальньм входом блока управления, с первым входом входного делителя напряжений и является входом блока оценивания амплитуды второй вход делителя напряжений соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход подключен к сигнальному входу коммутатора, причем вxo дополнительного перемножителя соединен с первым выходом блока управления, и в блок оценивания фазы введен входной сумматор и последовательно соединенные первый дополнительный сумматор, перемножитель, второй дополнительнь1й сумматор, элемент задержки и коммутатор, выход которого подключен к другому входу второго дополнительного сумматора и к втором входу основного сумматора, выход кот рого подключен к одному из входов первого дополнительного сумматора, другой вход которого соединен с первым входом входного сумматора и является входом блока оценивания фазы, второй вход второго сумматора соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход подключен к сигнальному входу коммутатора, причем другой вход перемножителя соединен с вторым выходом блока управления, тактовый вход которого и управляющие входы коммутаторов соединены с соответствующим выходом синхронизатора. При этом блок управления выполнен в виде последовательно соединенных входного измерителя отношения сигнал/шум, нелинейного преобразователя, коммутатора, другой вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения и делителя напряжения, выход которого является.вторым выходом блока управления, первым выходом которого является выход коммутатора, управляющий вход которого является тактовым входом блока управления. На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для измерения частотной характеристики канала связи. Устройство содержит синхронизатор 1, многоканальный параллельный спектроанализатор 2, каналы 3 измерения 4, каждый из которых состоит из блока 4 оценивания амплитуды, блока 5 оценивания фазы и блока 6 управления. Блок 4 оценивания амплитуды Содержит источник 7 опорного напряжения, входной делитель 8 напряжений, основной 9 и дополнительный 10 перемног жители, первый П и второй 12 сумматоры, коммутатор 13 и элемент 14.за- держки. Блок 5 оценивания фазы содержит источник 15 опорного напряжения, входной сумматор 16 основной сумматор 17, перемножитель 18, первый дополнительный 19 и второй дополнительный 20 сумматоры, коммутатор 21 и элемент 22 задержки. Блок 6 управления содержит.входной измеритель 23 отношения сигнал/шум, нелинейный преобразователь . 24, коммутатор 25, источник 26-опорного напряжения и делитель 27 напряжения. Устройство работает следующим образом. На вход синхронизатора 1 подается синхросигнал, а на вход многоканального параллельного спектроанализатора 2 - классифицированная выборка сигнала, прошедшего радиоканал связи. В многоканальном параллельном спектроанализаторе 2 происходит разделение спектра в каждой элементарной посылки на частотные составляющи на которых определяются значения, амплитудного и фазового спектра принимаемого сигнала. Число каналов ана лиза спектра и их центральные частоты определяются эффективной полосой частот спектра передаваемых по каналу элементарньщ сигнальных посылок и радиусом частотной корреляции ЧХ канала. Напряжения, пропорциональ ные отсчетам амплитудного и фазового спектра на частотах анализа, подаются затем в соответствующие каналы измерения ЧХ. В каждом канале 3 измерения ЧХ сигнал, соответствующий отсчету амплитудного спектра, одновременно поступает на сигнальный вход первого сумматора 11 блока 4 оценивания амплитуды,, на вход Делимое входного делителя 8 напряжений и на сигнальный вход блока 6 .управле ния. А сигнал, соотвеР твующий отсч ту фазового спектра, подается на входы первого дополнительного сумматора 19 блока 5 оцениванда фазы и входного сумматора 16. Работа блоков 4 и 5 оценивания амплитудыи фазы идентична и может быть рассмотрена на примере работы блока 4. На выходе входного делителя 8 напряжений формируется сигнал, являющийся исходным значением, с которого начинается итерационный процесс оценивания значения амплитудночастотной характеристики канала на частоте анализа. По сигналу с синxpoHPisaTopa коммутатор 13 подключа ет сигнал начальной оценки с выхода входного делителя 8 напряжений к основному перемножителю 9 и второму сумматору 12. Основной перемножиталь 9 на основе сигнала начальной оценки и опорного напряжения с источника 7 опорного напряжения их произведения вырабатывает сигнал ожидаемого значе ния амплитуды ЧХ наблюдаемого сигнала, которая сравнивается в сумматоре 11 с входным значением. Результат перемножается в дополнительном перемножителе 10 на некоторое напряжение пропорциональное отношению сигнал/шу на частоте анализа и вырабатываемое блоком 6 управления. Сигнал с дополнительного перемножнтеля 10 подается на второй сумматор 12, где суммируется с начальной оценкой, после чего подается на BEJXCI: блока 4 и на элемент 14 задержки, задерживающий сигнал на период поступления входного сигнала. На этом первый шаг итерационного процесса оценивания заканчивается и по сигна1пу с синхронизатора коммутатор 13 подключает элемент 14 задержки К основному перемножителю 9 и второму сумматору 12, замыкая при этом цепь обратной связи. Далее устройство работает в режиме с замкнутой обратной связью, размыкание которой происходит лишь при прерыв,ании и возобновлении сеансов радиосвязи. Скорость сходимости итерационных процессов оценивания в блоках 4 и 5 . оценивания амплитуды и фазы определяется величиной напряжений, подаваемых на вход перемножителей 10 и 18 с выходом блока 6 управления. Эти Напряжения вырабатываются в блоке 6 .управления путем измерения отношения сигнал/шум на частоте анализа, например, с помощью последовательно соединенных частотного детектора и выпрямителя, образукщих входной измеритель 23 отношения сигнал/шум, с последующим нелинейным преобразованием результата измерения нелинейным преобразователем 24, причем нелинейность имеет видУцых oi 1п(х + 1,0), где об - коэффициент пропорциональности, ос О, Xgt.ix йх выходное и входное напряжения нелинейного преобразователя 24. Напряжение с выхода нелинейного преобразователя 24 затем подается через коммутатор 25 на управлянщий вход блока 4 и через делитель 27 напряжения резистинный делитель с коэффициентом деления 2) - на управляющий вход блока 5 оценивания фазы. Режим работы коммутатора 25 аналогичен режиму работу коммутаторов 13 и 21 (в начале процесса оценивания коммутатор подключает к своему выходу выход источника 26 опорного напряжения, а затем выход нелинейного преобразователя 24) . . Все введенные в устройство блоки могут/быть выполнены на операционных усилителях в микросхемном исполнении соответствующей серии. Таким образом, предложенное устройство отличается адаптацией к изменяющимся условиям оценивания ЧХ. Оптимальное функционирование известного устройства предполагает адап тацию к условиям оценивания аиирипы полосы ФНЧ в каждом канале оценивания ЧХ, что связано с дополнитель- . ными трудностями при его реализации. , Моделирование на ЭВМ работы сравнивае- 5 мых устройств показало, что в диапаI 1389 53 зоне отношений сигнал/шум по мощности 1 - I0000 средняя относительная ошибка оценивания известного устройства в 2-3 раза больше аналогичной характеристики предлагаемого устройства.