Устройство контроля радиолинии связи Советский патент 1987 года по МПК H04B17/00 

11

Изобретение относится к технике радиосвязи и радиоизмерений и может использоваться в радиоприемных устройствах, работающих в сложной помеховой обстановке.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля при наличии структуроподобной помехи.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство контроля радиоли, ии связи содержит амплитудный детектор 1, фильтр 2, ограничитель 3, перемножитель 4 сигнала,первый ключ 5, первый формирователь 6 сигналов, второй ключ 7, второй формирователь 8 сигналов, первый, второй, третий . и четвертый коммутаторы 9 - 12, генератор 13, счетчик 14, бланкиру- ющий блок 15, блок 16 интеграторов ,аналого-цифровой преобразователь 17, вычислитель 18, синхронизатор 19 пятый коммутатор 20, первый,второй и третий цифроаналоговые преобразователи 21- 23, блок 24 сравнения,третий и четвертый ключи 25 и 26, линию 27 задержки,первый и второй блоки 28 и 29 измерения мощности,первый и второй дифференциальные усили- - теля 30 и 31.

Устройство работает следующим образом.

Рассматривается многоканальная цифровая система связи (ЦСС) с ретранслятором (РТР), находящимся на летно-подъемном средстве (ЛПС), с многостанционным доступом (МСД).В системе связи возможно действие организованных помех. Помеха может иметь вид ретранслируе 1ой помехопо- становщиком помехи (структуроподобной помехи). В этом случае для повышения помехоустойчивости ЦСС применяется адаптивное управление лучами антенной системы РТР для отстройки от помехи. Применение адаптивного управления повышает надежность каналов до уровня, соответствующего проводной или радиорелейной связи. Если помехи так сильны,что связь может осуществляться лишь на некоторых частотах и по некоторым направлениям, применение РТР дает преимущество - небольшое число надежных каналов могут быть представлены наиболее важным сообщениям. Однако адаптивное управление возможно толь

ко по результатам анализа сигналов и помех в каналах, и экспресс-информация об уровне сигналов и помех в каналах дает возможность правильно строить оптимальную стратегию борьбы с помехами при условии активной ответной стратегии помехопоста- новщика.

Информация по каналу связи передается ЛЧМ-БИМ сигналами блоками по К Символов в каждом блоке. Временной интервал блока Т K tTj , где Сд - длительность символаj разделяется на 2 частей и вместо К двоичных символов формируется (на передаче и приеме) только один импульс, временное положение которого однозначно определяет передаваемую информацию из К двоичных символов.

Контроль радиолинии связи производится на выходе приемника, т.е. после снятия первичной модуляции дисперсионным фильтром на поверхностных акустических волнах (ПАВ), и на вход. амплитудного детектора 1 поступает с первого входа устройства свернутый ЛЧМ-сигнал, находящийся на определенной позиции, и задержанный на длительность блока относительно импульсов по второму и третьему входу устро.йства.

Амплитудный детектор 1, на вход которого поступает сжатый ЛЧМ-сигнал, формирует огибающую входного процесса. Регулировкой полосы пропускания фильтра .2 добиваются оптимальной полосы пропускания fonr 0,5/а, где а - основание сигнального видеоимпульса.-В этом случае форма видеоимпульсов приближается к треугольной. В результате на выходе фильтра 2 присутствует аддитивная смесь сигнал + помеха + шум

e(t)

A,(t)

4- ) + (t).

С выхода фильтра 2 сигнал поступает на ограничитель 3, первый ключ 5,второй ключ 7 и на второй вход бланкирующего блока 15.Так как флук- туационный -шум (t), присутствующий на входе ограничителя 3, двух- полярный и симметричньм,а полезный сигнал и помеха однополярные, то входной процесс, прошедший ограничитель 3, содержит только щумовую составляющую, полярность которой противоположна полярности сигнала л помехи, и которая после перемножителя 4 сигнала накапливается интегратором, входящим в блок 16 интеграторов который состоит из семи идентичных интеграторов,управляемьпс сигналами, Интегрирование и Сброс по восьмому и девятому входам, поступающим от синхронизатора 19.

Перемножитель 4 сигнала осуществляет операцию квадратирования.Результат интегрирования на первом выходе блока 16 интегрирования следуто- ющий:

tj+L

V .,

f(t)dt,

1

де,

ы

t j.tJ.(t)

значения процесса на первом выходе блока 16;

временной интервал интегрирования.значения t совпадают с началом периода ортогональных функций , генерируемых генератором 13; процесс на выходе ограничителя 3; период ортогональ30 необходимы для формирования прямоугольных импульсов с сохранением их амплитуды из треугольных импульсо поступающих из фильтра 2. Необходимость формирования прямоугольных

ных функции ().

ч,- входных сигналов диктуется исполь среднеквадратического зна- Оценка

чения шума 5 определяется из следующего соотношения:

зованием в устройстве ФУ. Обозначим сигналы на соответствующих выхода блока 16 соответственно А,, А, Ау А,.Тогда

N

N

1

. J-1

j 1,N;

Все вычислительные операции производятся в вычислителе 8.

Управляющие вторые входы первого 5 и второго 7 ключей соединены соответственно с вторым и третьим входами устройства, по которым с устройства принятия решения приемника (не показан) поступают сигналы, Реше- ние с ПРМ и инвертированный сигнал Решение с ПРМ. Первый ключ 5 открывается решением приемника только в период прохождения полезного сигнала (второй ключ 7 в это время закрыт), все остальное время он

5

закрыт (открыт второй ключ 7).Решение о том,на какой позиции блока находится полезный сигнал, принимает приемник, но его решение о наличии полезного сигнала на данной позиции в блоке может быть как истинным, так и ложным. Вероятность ошибочного определения позиции,на которой находится сигнал, зависит

от уровня помех и шумов,а также

алгоритма работы устройства принятия решения. Поэтому из-за ошибочных решений приемника сигналы на

втором и седьмом выходах блока 16 содержат как полезную,так и помехо- вую составляющие.

Первый,второй,третий и четвертый коммутаторы 9-12 управляются сигналами,представляющие собой две ортогональные функции Уолша (ФУ), и пропускают поступающие на них сигналы в положительной и в отрицательной полярности при положительном

и отрицательном или нулевом управляющем сигнале.Первый и второй формирователи сигналов 6 и 8,соединенные с первым, вторым, третьим и четвертым коммутаторами 9-12

необходимы для формирования прямоугольных импульсов с сохранением их амплитуды из треугольных импульсов, поступающих из фильтра 2. Необходимость формирования прямоугольных

ч,- входных сигналов диктуется исполь -

зованием в устройстве ФУ. Обозначим сигналы на соответствующих выходах блока 16 соответственно А,, А, Ау, А,.Тогда

О

; 40

N

.(|A,li + lA.li );

(UsI j + lAjj);

€4

усредненная амплитуда сигнала на вькоде первого ключа 5;

усредненная амплитуда сигнала на выходе второго ключа 7; число периодов ФУ.

Составляющая А . возникает из- за ошибок устройства принятия реше- ния приемника.

АналоЕовые сигналы А, А4, , Ag (а также сигналы с первого, второго и седьмого выходов блока 16) поступают на аналого-цифровой преобразова- тель 17, который производит аналого- цифровое преобразование входных процессов и передает результаты преобразования в вычислитель 18. Аналого- цифровой преобразователь 17 запускается в конце каждого цикла интегрирования импульсом Запуск АДП с выхода синхронизатора 19, который формируется по заднему фронту импульса Интегрирование, а импульс Сброс формируется по заднему фронту импульса Запуск пятому выходу вычислителя 18 д аналого-цифровой преобразователь 17 поступают адресные и управляющие сигналы. Вычислитель 18 принимает поступающие в него данные и производит вычисления по следуюищм формулам:

А; И; j-1,N:

1;

N

(А.: + А,; ) -4

j 1

2

7

6

А; J -G ; j 1,N;L 1;

.

Xj)

|г

j 1,N; ,

0

5

0

5

от равновероятного). Значение г поступает по первому выходу, вычислителя 18 на первый ыход устройства,Вычислив значения А и А, вычислитель 18 производит их потенцирование и определяет величины ехр (Aj.) и ехр (АП).

Второй,третий и четвертый выходы вычислителя 18 связаны с соответстзу- ющими входами первого, второго и третьего цифроаналоговых преобра зо- вателей 21 - 23, которые формируют аналоговые эквиваленты ехр (Ал) и

/ 2.t ч,

ехр САр) к G . Напряжения,соответствующие ехр (Ад) и ехр (А,), поступают на блок,24 сравнения, который позволяет формировать цифровые управляющие сигналы для пятого коммутатора 20 и где определяется,какая из величин больше, и в случае если ехр (А|.) ехр (Aj,) то выходной уровень соответствует уровню логического О, в противном случае при ехр (Ар) - ехр (А) выходной. уровень соответствует уровню логической -.1. Потенцирование А и А„ в устройстве введено в целях повышения чувствительности блока 24 срав

нения (используется неравенство l - 1 а-Ъ).Необходимо заметить следующую деталь: при отличии закона распределения центра помехи на длительности блока от равновероятного (физически ясно, что распределение не может быть быстро меняющимся на длительности блока) в оценке А возникает смещение Д , которое с обратным знаком присутствует в

/

оценке А, поэтому любой вид физически оправданных -распределений не приводит к изменению знака величины

ехр (А ) - ехр (А) .

где А и AT - сигналы на втором и седьмом выходах блока 16.

Кроме того, вычислитель 18 определяет коэффициент

/VJ -2

г А, (А„

+ 5 ),

который в первом приближений дaet представление о качестве канала связи (при отличии закона распределения центра помехи на длительности блока

Изменение знака величины ехр (Ар) - ехр (AJ,) возможно в малой области х:

50

AC X,

5

при х- 2й. Эту особенность можно автоматически исключить в устройстве с помощью вычислителя 18, прекратив вычисления, и сама особенность Ар и Af, маловероятна.Это позволяет в итоге производить измерение мощности

сигнала и помехи

не при любом законе дрожания

в устройстпоме713хи относительно-сигнала. Сигнал с выхода фильтра 2 поступает на блан- кнрующий блок 15, который определяет максимальное значение входного процесса на длительности блока tg и вырабатывает прямой и инвертированный бланкирующие импульсы БИ и БИ, соответствующие положению максимального сигнала надлительности блока.

Импульсы БИ и БИ поступают на пер- вьш и второй входы пятого коммутатора 20, который при выполнении условия ехр (Ар) ехр (А) (выходной уровень блока 24 сравнения соответ- ствует уровню логического О) коммутирует на управляющий первый вход четвертого ключа 26 сигнал БИ, и с выхода четвертого ключа 26 на первые вход второго блока 29 изме рения мощности и на третий выход устройства поступает реализация помехи с флуктуационным (аппаратурным) шумом. При выполнении условия ехр (АС) ехр (АП) (выходной уро- вень блока 24 сравнения соответствует уровню логической 1) пятый коммутатор 20 коммутирует на управляющий первый вход четвертого ключа 26 сигнал БИ, и с выхода четвертого клю ча 26 также поступает реализация помехи с флуктуационным шумом. Аналогичным образом производится селекция реализации сигнала с флуктуа

ционным (аппаратурным) шумом, кото- зв Ронизацию работы всего устройства

рьм поступает на первый вход первого блока 28 измерения мощности и второй выход устройства с той лишь разницей, что на первый управляющий вход третьего ключа 25 с первого выхода пятого коммутатора 20 поступают инвертированные сигналы.

Линия 27 задержки производит задержку процесса с выхода фильтра 2 на длительность блока ед поскольку формирование бланкирующего импульса производится в течение блока.

Первый и второй блоки 28 и 29 измерения мощности, которые по вторым входам тактируются импульсами опорной частоты с синхронизатора 19, производят измерение мощности поступающих на них процессов за время, равное времени усреднения (накопления) анализируемых процессов в устройстве. Управление работой блоков 28 и 29 возможно за счет отключения (включенния) импульсов опорной частоты с синхронизатора 19.

выходе

8

Первый и второй дифференциальные усилители 30 и 31 производят вычитание мощности шума 6 из мощности сигнаоТ + шум и помеха + шум, поступающих с блоков 28 и 29 измерения мощности соответственно, на втором дополнительном выходе устройства выделяется измеренное значение мощности сигнала Г. и третьел; дополнительном выходе устройства выделяется измеренное значение мощности помехи Р. Поскольку для формирования ансамбля ФУ необходимо вполне определенное количество периодов опорной тактовой частоты (число периодов определяется числом представителей ансамбля ФУ), а на первьш вход блан- кирующего блока 15 с выхода счетчика 14 должны поступать импульсы с частотой позиций блока, то объем счетчика 14 определяется из следующих соображений. Пусть,например,выбраны две ортогональные функции df и

выходе

ср, период которых должен равняться периоду позиции блока. Для их генерирования необходимо 16 периодов опорной тактовой частоты, поэтому чтобы получить период импульсов на

счетчика 14 равным периоду

14 должен иметь объем К 16 данного конкретного случая),

Синхронизатор 19 производит синпозиции блока (периоду ФУ;, счетчик

(для

и управляется по установочному входу устройства. По сигналу Пуск в устройстве начинают вырабатываться все синхросигналы, по сигналу Сброс Прекращаются,таким образом интервал измерения мощности сигнала и помехи определяется пользователем.

Формула изобретения

Устройство контроля радиоли- - НИИ связи, содержащее амплитудный детектор, фильтр, генератор,счетчик, блок интеграторов, синхронизатор, блок сравнения, первый и второй дифференциальные усилители, линию задержки, отличающееся тем,что, с целью повьшгения достоверности контроля при наличии структуроподобной помехи, введены первый, второй, третий и четвертый ключи, бланкирующий блок,первый вход которого соединен с выходом счетчика,последовательно соединенные ограничи

тель,вход которого соединен с первыми входами первого и второго ключей, первым входом синхронизатора, входом линии задержки и вторым входом блан кирующего блока и подключен к выходу фильтра, и перемножитель сигнала, выход которого подключен к первому входу блока интегратороВзПервый,второй третий,четвертый коммутаторы, первый формирователь сигналов, вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого ключа и вторым входом блока интеграторов и первыми входами первого и второго коммутаторов, выходы которых подключены соответственно к третьему и четвертому входам блока интеграторов, второй формирователь сигналов, вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго ключа и седьмым входом блока интеграторов и первыми входами третьего и четвертого коммутаторов, выходы которых подключены соответственно к пятому и шестому входам блока интеграторов, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, соответствующие входы которого соединены с выходами блока интеграторов, и вычислитель, первый выход которого является первым выхо- дом устройства, пятый коммутатор, первый,второй и третий входы и пер- вьш и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вто- .рым выходами бланкирующего блока, с выходом блока сравнения и с первыми входами третьего и четвертого ключей, вторые входы которых соединены с выходом линии задершси, первый и второй блоки измерения МОЩНОСТИ, первые входы и выходы которых соединены соответственно с выходами третьего и четвертого ключей и первыми входами первого и второго дифференциальных усилителей, первый циф- роаналоговый преобразователь, вход и выход которого соединены соответРедактор Е.Папп

Составитель Е.Голуб Техред М. Ходанич

Кор Под

Заказ 5715/55 Тираж 636

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

- Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

ственно с вторым выходом вычислителя и первым входом блока сравнения, вто- рой цифроаналоговый преобразователь, вход и выход которого соединены соответственно с третьим выходом вычислителя и вторым входом блока сравнения, третий цифроаналоговый преобразователь,вход и выход которого

0 соединены соответственно с четвертым выходом вычислителя и вторыми входами первого и второго дифферейциаль- . ньпс усилителей, первый вход генератора соединен с третьим входом

5 бланкирующего блока и вторым дом синхронизатора и является установочным входом устройства, первый выход синхронизатора подключен , к входу счетчика,, к второму входу

0 генератора и вторым входам первого и второго блоков измерения мощности, выход ограничителя подключен к второму входу перемножителя сигнала, выход амплитудного детектора, вход

5 которого является первым входом устройства, подключен к входу фильтра, вторые входы первого и второго ключей являются соответственно вторым и третьим входами устройства, пер0 вый выход генератора подключен соответственно к вторым входам первого и третьего коммутаторов,второй выход генератора подключен соответственно к вторым входам второго и

g четвертого коммутаторов, второй,

третий и четвертый выходы синхронизатора подключены соответ-ственно к восьмому и девятому входам блока интеграторов и к восьмому.входу анало0 го-дифрового преобразователя, девя- тьй вход которого соединен с пятым выходом вьгаислителя,выходы третьего и четвертого ключей являются соответственно вторым и третьим выходами

5 устройства, дополнительными вторым и третьим выходами которого являются соответственно выходыпервого ивто- рого дифференциальных усилителей.

Корректор И.Куска Подписное

Устр-во относится к технике радиосвязи и радиоизмерений. Для по- вышения достоверности контроля при наличии структуроподобной помехи введены ключи 5,7, 25 и 26,бланкирую- щий блок 15, последовательно соединенные ограничитель 3 и перемножитель 4 сигнала, коммутаторы 9-12, первый 6 и второй 8 формирователи сигналов,последовательно соединенные АЦП 17, коммутатор 20,первый 28 и второй 29 блоки измерения мощности, первый 21, второй 22, третий 23 ЦАП. Синхронизатор 19 синхронизирует работу всего устр-ва и управляется по установочному входу устр-ва.1 ил. с 9 (Л Вход 1 Ш Ц, ц, вшод со ел 4 4:iik ю СП My/7J .„..чит, btxoi Z РС ,%Ш7. .j Рп ВыходЗ