Устройство контроля состояния тракта связи Советский патент 1992 года по МПК H04B3/36 

11

(Л

С

Изобретение относится к технике электросвязи. Цель изобретения - повышение точности контроля при одновременном обеспечении оценки надежности связи по замираниям . Устройство содержит N каналов 1.1-1.JJ обработки шумов, три полосовых фильтра 2-4, делитель 5 напряжения, суммирующий усилитель б, N каналоз обработки шумов содержит интеграторы 7.1-7.N, компараторы 8.1-8.N напряжения, элементы 9.1-9N-1 запрета. Кроме того, в устройство входят интегратор 7N +1, компаратор 8.N +- 1 напряжения и шифратор 10. Цель изобретения достигается за счет контроля мощности шумов нелинейных переходов второго порядка, выделяемых полосовым фильтром 2, нелинейных переходов третьего порядка, выделяемых полосовым фильтром 3, и составляющей тепловых шумов, выделяемых третьим полосовым фильтром 3. 1 ил.

vi

со ю

X 00

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано на узлах связи для контроля мощности шумов на выходе групповых трактов радиорелейных систем передачи, а также для оценки надежности связи по замираниям.

Целью изобретения является повышение точности контроля групповых трактов радиорелейных систем передачи при одновременном обеспечении оценки надежно- сти связи по замираниям.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.

Устройство контроля состояния тракта связи содержит полосовой фильтр 2, на- строенный на частоту fi, полосовой фильтр 3, настроенный на частоту f2, полосовой фильтр 4 промежуточной частоты, делитель 5 напряжения, суммирующий 6 усилитель, п каналов обработки шумов 1, каждый из ко- торых содержит интегратор 7, компаратор 8 напряжения, элемент запрета 9, шифратор 10.

Устройство реализует следующий принцип контроля.

Мощность шума на выходе канала связи радиорелейной системы передачи с ЧРК- ЧМ соответствует выражению

(2) (з)

РШ„ - РШТ + Ршн/п РШН/П (Ч

где Ршт - мощность тепловых шумов;

(2)

РШН/П мощность шумов нелинейных

переходов второго порядка;

0(з)

РШН/П мощность шумов нелинейных

переходов третьего порядка.

Мощность тепловых шумов на выходе канала связи радиорелейной системы передачи с ЧРК-ЧМ определяются выражением

,2 kTriuj д2

Агнч К-п ,

Рс,

где РС вых мощность сигнала на выходе канала связи;

FI - средняя частота i-ro канала;

Afk - девиация частоты на канал;

kin - постоянная Больцмана;

Т - шумовая температура приемника;

пш - коэффициент шума;

A FHH полоса частот канала связи;

Кп псофометрический коэффициент;

Рс вх - мощность сигнала на входе приемника.

Выражение (2) справедливо при условии , что: мощность сигнала на выходе приемника больше мощности помехи; помехой является флюктуационный шум , действующий на входе приемника; спектральная плотность шума-величина постоянная и равная :

У ,

Пш

Условия 1-3 всегда используются при разработке радиорелейных систем передачи.

В выражении (2) все величины являются для определенного типа радиорелейных станций постоянными, за исключением Рс вх. Тогда правомерно выражение

Шт ВЫХ

(3)

15 20

25

30

35

.

45

50

55

где С - некоторая постоянная величина.

Из выражения (3) следует, что мощность тепловых шумов на выходе любого канала связи радиорелейной системы может быть определена по величине мощности сигнала на входе приемного устройства.

Источниками шумов нелинейных переходов являются групповые усилители аппаратуры уплотнения, частотные модуляторы и частотные детекторы, высокочастотные усилители линейного тракта и ограничители приемных устройств.

В выражении (2) имеются численные выражения для расчета мощности шумов нели- нейных переходов перечисленных источников. Практически мощность нелинейных переходов определяют по величине комбинационных составляющих второго и третьего порядка передаваемого по радиорелейной системе испытательного сигнала. Величина комбинационных составляющих зависит от линейности амплитудных и фазовых характеристик перечисленных элементов и величины среднего в линейном спектре уровня передачи и приема. В роли испытательного сигнала используется сигнал контрольной частоты, передаваемый в групповом тракте.

Устройство работает следующим образом,

Сигналы комбинационных составляющих второго и третьего порядка испытательного сигнала выделяются соответственно полосовым фильтром 2 частоты fi и полосовым фильтром 3 частоты f2 и поступают на первый и второй входы суммирующего усилителя 6, на третий вход которого поступает сигнал, соответствующий величине тепловых шумов. Мощность тепловых шумов в

радиорелейной системе передачи определяется по величине уровня сигнала промежуточной частоты, который выделяется полосовым фильтром 4 промежуточной частоты, после деления делителем напряжения 5 в соответствии с выражением (3). При этом полосовой фильтр 4 промежуточной частоты включается после первого преобразователя частоты приемного устройства радиорелейной станции до ограничителя и до системы автоматической регулировки усиления. Объединенные входы полосового фильтра 2 частоты fi и полосового фильтра 3 частоты f2 включаются после труп нового усилителя аппаратуры уплотнения.

Суммирование и усиление сигналов шумов нелинейных переходов и сигнала тепловых шумов осуществляет суммирующий усилитель 6. Далее этот сигнал поступает на п каналов обработки шумов 1. Обработка сигнала в канале включает оценку отклонений усредненного значения напряжения по амплитуде, селекцию отклонений по минимальной длительности и логическую обработку. Оценка амплитудных отклонений усредненного напряжения от его номинального значения выполняется компараторами напряжения 8, где происходит сравнение текущего значения с установ- ленным для каждого канала пороговым значением. Селекция отклонений по минимальной длительности осуществляется совместно интеграторами 7 и компараторами 8. Для этого постоянные времени интеграторов 7.1-7.N должны удовлетворять неравенству

г(1.п) т(1.п-1) ...т(1-0 .

(4)

Логическая обработка осуществляется с помощью элементов запрета 9 и исключает неоднозначность выходной информации при одновременном появлении сигналов на выходах нескольких (или даже всех) компараторов напряжения 8.1-8.N. Это происходит, когда в контролируемом тракте допустимая мощность шумов больше максимально допустимой величины. В этом случае появление сигнала логической 1 на выходе компаратора 8 напряжения высшего канала обработки шумов исключает появление логической 1 на выходе элемента 9 запрета низшего канала. Выходные сигналы размещены в следующем порядке: мощность шумов, допустимая больше нормы - канал 1.1; мощность шумов соответствует критической - канал 1.2 и т.д.

При этом в канале 1.1, имеющем высший приоритет, логический элемент 9 запрета отсутствует. Количество каналов обработки шумов соответствует числу различимых устройством возможных состояний контролируемого тракта связи.

Кроме контроля суммарной мощности шумов группового тракта устройство обеспечивает оценку надежности связи по замираниям. Для этой цели служат интегратор 7.N + 1, компаратор напряжения 8.N + 1 и шифратор 10.

Так как радиорелейные системы передачи с ЧРК-ЧМ имеют ярко выраженный пороговой характер связи (2) (зависимость отношения мощности сигнала к мощности шума на выходе канала связи от отношения мощности сигнала к мощности шума на входе приемного устройства), для устойчивой

работы системы мощность сигнала в точке приема должна быть на 10...15 дБ выше порога. Превышение сигнала над порогом определяется по величине тепловых шумов в соответствии с выражением (3). С этой

целью сигнал тепловых шумов с выхода делителя 5 напряжения поступает на интегратор 7.N + 1 с временем интегрирования т и далее на двухуровневый компаратор напряжения 8.N + 1, где сравнивается с пороговыми значениями Uni и 11П2. Интегратором 7.N + 1 и компаратором напряжения 8.N + 1 осуществляется также усреднение значения напряжения по амплитуде и селекция отклонений по минимальной длительности. Результат сравнения поступает на шифратор 10, первый выход которого соответствует значению PC вх менее 10 дБ, второй соответствует значению Рс вх более 10 дБ, третий - Рс вх более 15 дБ.

Выходом устройства являются выходы каналов обработки шумов 1.1-1.N и выходы шифратора 10, информация с которых о результатах контроля радиорелейной системы передачи поступает на различные табло отображения (не показаны).

Формула изобретения Устройство контроля состояния тракта связи, содержащее п каналов обработки шумов, суммирующий усилитель, выход которого соединен с объединенными входами п каналов обработки шумов, каждый из которых содержит последовательно соединенные интегратор, вход которого является

входом канала обработки шумов, и компаратор напряжения, выход которого является выходом первого канала обработки шумов, а каналы обработки шумов с второго по п-й содержат по элементу запрета, сигнальный

вход которого соединен с выходом соответствующего компаратора напряжения, а вход запрета соединен с выходом компаратора напряжения предыдущего канала обработки шумов, выходы соответствующих элементов запрета являются выходами каналов обработки шумов, начиная с второго, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля при одновременном обеспечении оценки надежности связи по замираниям, введены первый и

0

второй полосовые фильтры, выходы которых подключены к первому и второму входам суммирующего усилителя, последовательно соединенные третийтюло- совой фильтр, делитель напряжения, выход которого соединен с третьим входом суммирующего усилителя, инвертор, компаратор напряжения и шифратор, выходы которого являются выходами устройства, входами которого являются входы первого, второго и третьего полосовых фильтров.