Устройство для контроля многоканальной радиолинии Советский патент 1992 года по МПК H04B17/00 

Изобретение относится к радиосвязи и может использоваться для прогнозирующего контроля технического состояния радиорелейных тропосферных и спутниковых радиолиний

Известно устройство для контроля многоканальной радиолинии, содержащее на передающей стороне последовательно соединенные блок уплотнения, сумматор, и передатчик, последовательно соединенные генератор пилот-сигнала и модулятор и датчик ПСП, на приемной стороне последовательно соединенные приемник и блок обработки информационных сигналов, фильтр пилот-сигнала, вход которого соединен с выходом приемника, детектор, ключ, индикатор.

Недостатком данного устройства является недостаточная достоверность контроля,

Цель изобретения - повышение достоверности контроля.

Для достижения поставленной цели изображения в устройство для контроля многоканальной радиолинии дополнительно введены на передающей стороне последовательно соединенные направленный

ответвитель, вход которого соединен с выходом передатчика, высокочастотный переключатель фильтр, детектор, блок измерения искажений, элемент ИЛИ, элемент НЕ, и датчик контрольного сигнала, второй вход которого соединен с выходом датчика ПСП, третий вход с выходом элемента ИЛИ, блок измерения излучаемой мощности, вход которого соединен с выходом направленного ответвителя, а выход со вторым вход элемента ИЛИ. таймер, вход которого обьединен с первым входом датчика контрольного сигналов, входом управления высокочастотного переключателя и является входом управления устройством , а выход соединен со входом опроса блока измерения искажений, на приемной стороне фильтр помехи, последовательно соединенные блок регистрации сигнала, таймер, и блок выделения контрольного сигнала, первый вход которого соединен с выходом детектора, сумматор, вход которого соединен с выходом первого ключа, последовательно соединенные блок вычисления вероятности ошибки, решающий блок, второй вход которого соединен с выходом фильтра помехи, третий ключ, пороговый

со

С

NJ

оо

1

оо

|W ю

блок,блок управления и управляемый усилитель, информационный вход которого соединен с выходом фильтра помехи, а вход со входом первого ключа первый вход блока выделения контрольного сигнала соединен со вторыми входами элемента И, второго ключа и вторым входом индикатора, второй выход блока вьГделения контрольного сигнала соединен с Третьйм входом индикатора, выход первого ключа соединен со вторь1м вхШ6м третбеТО ключа, выход порогового блока соединен с первым входом индикатора, вторым входом первого ключа, первый выход решающего блока соединен со входом управления блока управления, первым входом элемента И, четвертым входом индикатора, первый вход которого соединен с выходом порогового блока, выход детектора соедине н с входом второго ключа и первым входом блока выделения контрольного сигнала.

Структурная электрическая схема приемной части устройства представлена на фиг.2, передающей части устройства - на фиг.1, на фиг.4 представлены частотные ди- агрэммы, поясняющие принцип работы устройства, на фиг.З представлена структурная электрическая схема датчика контрольных сигналов, на фиг.5 - блок измерения искажений, на фиг.6 - блока выделения контрольного сигнала, на фиг.7-решающего блока.

Устройство для контроля многоканальной радиолинии содержит на передающей стороне (фиг.1) последовательно соединенные датчик 1 псевдослучайной последовательности (ПСП) датчик контрольного сигнала 2 модулятор 3, фильтр 4. сумматор 5, передатчик б, направленный ответвитель 7, высокочастотный переключатель 8, фильтр 9, детектор 10, блок 11 измерения искажений, элемент ИЛИ 11, и элемент НЕ 13, выход которого соединен со вторым входом датчика 2 контрольного сигналов, третий вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 12, блок 15 измерения излучаемой мощности 15. вход которого соединен с выходом направленного ответвителя

7,а выход со вторым входом элемента ИЛИ 12, блок 16 уплотнения выход которого соединен со вторым входом сумматора 5, генератор пилот-сигнала 14, выход которого соединен со вторым входом модулятора 3, таймер 17, выход которого соединен со входом опроса блока 11, а вход обьединен со входами высокочастотного переключателя

8,датчика 2 и соединен со входной шиной Контроль, на приемной стороне последовательно соединенные приемник 44, фильтр 25 помех и управляемый усилитель 26,

первый ключ 27, сумматор 28, детектор 29, второй ключ 30, блок вычисления вероятйо- сти ошибки 31, решающий блок 32, второй ключ 33, пороговый блок 34, индикатор 35,

элемент И 37, фильтр 38 пилот-сигнала, блок 39 управления, блок 40 обработки информационных сигналов, блок 41 выделения контрольного сигнала, последовательно соединенные блок 42 регистрации сигнала,

0 вход которого соединен с выходом фильтра- пилот-сигнала 38, и таймер 43, выход которого соединен со вторым входом блока 41, первый вход которого соединен с выходом детектора 29, первый выход соединен со

5 вторым входом второго ключа 30, вторым входом элемента И 37, и вторым входом индикатора 35, второй выход соединен с третьим входом индикатора 35, четвертый вход которого соединен с первым выходом

0 решающего блока 32, пятый вход со вторым выходом решающего блока 32, второй вход которого объединен со вторым входом управляющего усилителя 26 и соединен со выходом фильтра 25 помехи, вход которбго.

5 объединен со входами фильтра 38, и блока 40. Датчик 2 контрольного сигнала содержит (фиг.З) коммутатор 19, датчик 18 треугольного сигнала, выход которого соединен со вторым входом коммутатора 19, датчик 20

0 сигнала sin х/х, выход которого соединен с третьим входом коммутатора 19. Блок 11 измерения искажений содержит (фиг.5) последовательно соединенные первый пороговый блок 22, формирователь 23

5 импульсов, и селектор 24, второй пороговый блок 21, выход которого соединен со вход ом опроса формирователя 23 импульсов, входы пороговых блоков 21 и 22 объединены и являются входом блока 11, а выход селекто0 ра 24 является выходом блока 11.

Блок 41 выделения контрольного сигнала содержит (фиг,6) последовательно соединенные ключ 45, преобразователь 46 фор ма - код, первый блок 47 сравнения, перв ый

5 элемент ИЛИ 48, первый, второй, третий и четвертый датчики 50, 51, 52 и 55 кода, второй, третий и четвертый блоки 49,53 и 56 сравнения, выходы соответствующих датчиков 50, 51, 52 и 53 соединены со входами

0 соответствующих им блоков сравнения 47, 49, 53 и 56, выходы третьего и четвертого блоков 53 и 56 сравнения соединены со входами элемента ИЛИ 54.

Решающий блок 32 содержит (фиг.7) по5 следовательно соединенные первый пороговый блок 57, и элемент ИЛИ 58, последовательно соединенные второй пороговый блок 59 и элемент И 60, выход второго порогового блок 17 соединен со вторым входом элемента ИЛИ 58, выход

первого порогового блока соединен со вторым входом элемента И 60.

Устройство работает следующим образом. Сигнал Контроль по входной шине с пульта дежурного оператора (на фиг.1 не показан) поступает на первый вход управления датчика 2 контрольного сигнала, вход запуска таймера 17 и вход управления высокочастотного переключателя 8. Датчик 2 контрольного сигнала предназначен для формирования сигналов различной формы: прямоугольной, вида sin х/х и треугольной (см. фиг.З). Сигнал Контроль поступает на первый вход коммутатора 15 и подключает выход формирователя 17 треугольного сигнала ко входу модулятора 3. Последовательность импульсов, модулированная частотой пилот-сигнала с выхода генератора 14 поступает на вход фильтра 4. Фильтр 4 предназначен для удаления паразитных частот, возникающих при синтезе и модуляции контрольного сигнала. Использование фильтра 4 позволит устранить искажения информационных сигналов, возникающих в результате контроля. Таким образом к многоканальному частотно-уплотненному сигналу Uc добавляется контрольный сигнал UK. Если выполнено условие UK Ј (0,01 - -0,1)Uc, то потери мощности, обусловленные введением контрольного сигнала, незначительны и на надежность многоканальной радиолинии не влияют. Спектр частот информационных и контрольных сигналов представлен на фиг.4. Полоса частот, отводимых для контрольного сигнала равна Afi полоса частот отводимая для измерения уровня шума Д-Т2, fnc частота пилот-сигнала. Сигнал с выхода передатчика 6 через направленный ответвитель 7 (элемент связи) поступает на входы блока 15 измерения мощности излучения и высокочастотного переключателя 8. Если мощность, излучаемого сигнала соответствует установленной норме, то на выходе блока 15 сигнал логического О, поступающий .на вход элемента ИЛИ 12 Кроме того, контрольный сигнал, модулированный пилот- сигналом с выхода фильтра 9 поступает на вход детектора 10 и далее на вход блока 11 измерения искажений Блок 11 (фиг.5) предназначен для классификации технического состояния трактов передачи многоканальной радиолинии на основании анализа искажений . контрольных сигналов треугольной формы, вносимыми данными трактами. В качестве параметра, характеризующего качество контрольных сигналов, выбрано время установления импульсов ty- .время, в течении которого сигнал нарастает

с 0,1 до 0,9 своего наибольшего значения. Контрольный треугольный сигнал поступает на входы первого и второго пороговых блоков 21 и 22. В первом пороговом блоке уста- 5 навливается уровень равный 0,1 значения треугольного импульса. При превышении данного уровня на выходе блока 21 сигнал, который запускает формирователь 23 импульсов. Во втором пороговом блоке 22 ус0 танавливается уровень равный 0,9 значения треугольного импульса. При превышении данного уровня на выходе второго блока 22 сигнал, который останавливает работу формирователя 23. Сигнал с выхода формирова5 теля 22, длительность которого равна времени ty установления импульсов, поступает на вход селектора 24. Если время ту больше заданного, то на выходе селектора 24 через время, задаваемое таймером 17,

0 сигнал логической 1. Следовательно, если техническое состояние передающих трактов не соответствует норме (мощность излучения не соответствует норме, или (и) искажения, вносимые трактами не соответ5 ствуют норме), то на выходе элемента ИЛИ 12 сигнал логической/ 1, который поступает на третий вход коммутатора 19 датчика 2, Коммутатор 19 подключает выход формирователя 18 сигнала формы sin х/х ко входу

0 модулятора 3. Передача в качестве контрольного сигнала сигнала вида sin х/х (сигналов формирователя) будет сигнализировать приемной стороне (третий вход индикатора 35) о возникших неисправностях

5 передающего тракта. Если техническое состояние передающих трактов соответствует норме, то на выходе элемента ИЛИ 12 сигнал логического О, который через элемент НЕ 13 поступает на второй вход коммутато0 ра 19 датчика 2. Коммутатор 19 подключает выход датчика 1 ПСП ко входу модулятора 3. Передача данного сигнала будет сигнализи- ров ать приемной стороне о работоспособном состоянии трактов передачи (второй

5 вход индикатора 35). На приемной стороне (фиг.2) на выходе фильтра 25 выделяется уровень, пропорциональный мощности шумов в полосе A f2 (фиг.4). На выходе фильтра 38 выделяется модулированный контроль0 ный сигнал, который поступает через сумматор 28 на вход детектора 29. В начальный момент времени выход управляемого усилителя 26 через первый ключ 27 не поступает на вход сумматора 28. Поэтому с

5 контрольным сигналом не суммируется уровень шума с выхода управляемого усилителя 26. Блок 42 регистрации предназначен для регистрации сигнала треугольной формы. Блок 42 запускает таймер 43, который аналогичен таймеру на передающей стороне. Таймер 43 разрешает работу блока 41 выделения контрольного сигнала. Блок 41 работает следующим образом (фиг.6). Сигнал с выхода детектора 29 поступает через открытый таймером ключ 45 на преобразователь 46 форма-код. Преобразователь 46 предназначен для преобразования формы контрольного сигнала в код. Код контрольного сигнала поступает на входы первого и второго блоков 47 и 49 сравнения. На вторые входы блоков 47 и 49 поступают коды с выходов датчиков 50 и 51 кодов. Датчики 50 и 51 кодов задают значения допусков на код сигнала вида sin х/х. Причем датчик 50 - нижний, а датчик 51 - верхний допуск. Если код импульса, поступающего с детектора 29, входит в поле допусков, формированных датчиками 50 и 51, то на выходе первого элемента ИЛИ 48 сигнал логической 1. Данный сигнал поступает на третий вход индикатора 37, отображая оценку Тракты передачи Авария. Контроль радиолинии на этом прекращается. Аналогично регистрируется прямоугольный сигнал с помощью датчиков кода 52 и 55 и третьего и четвертого блоков сравнения 53, 56. На выходе элемента ИЛИ 54 в случае передачи контрбл ьного прямоугольного сигнала сигнал логической 1, который открывает ключ 30, поступает на вход элемента И 37, а так же на индикаторе 37 отображая оценку Тракты передачи Норма Контроль радиолинии продолжается.

Контрольный сигнал прямоугольной формы через открытый второй ключ 30 сигналом с выхода блока 41 поступает на вход блока 31 вычисления вероятности ошибки. Блок-31 предназначен для вычисления вероятности ошибки ПСП сигналов, вносимых линией связи и трактами приема Значение вероятности ошибки поступает на первый вход решающего блока 32, на вторбй вход которого поступает уровень помехи с выхода фильтра 25. Решающий блок 32 работает следующим образом (фиг.7). Если вероятность ошибки контрольных сигналов и уровень помехи превышает установленные нормы, то на выходе пороговых блоков 57 и 59 сигналы логической 1, свидетельствующие об отказе радиолинии. Данный сигнал через элемент ИЛИ 58 поступает на вход индикатора Зб.отображая оценку Радиолиния Авария. Если на выходе пороговых блоков 57 и 59 присутствует сигнал логических О, т.е. тракты приема и линия связи соответствуют норме, то на выходе элемента И 60 сигнал логической 1, отображающей оценку на индикаторе 35 Радиолиния Норма Кроме того,данныи сигнал (первый выход блока 32) поступает на второй вход

элемента И 37, выходной сигнал, которого открывает первый ключ 2, и на вход управления блока 39. Блок 39 предназначен для у правления управляемым усилителем 26. На

информационный вход усилителя 26 поступает сигнал помехи с выхода фильтра 25, Усиленный помеха с выхода усилителя 26 поступает через открытый ключ 27 на вход сумматора 28, на второй вход которого по0 ступает контрольный сигнал с выхода фильтра. Суммарный сигнал детектируется и1 поступает на вход блока 31 вычисления вероятности ошибки. Данный процесс происходит до тех пор покаместь на втором

5 выходе блока 32 (выход элемента ИЛИ 58) не появляется сигнал Радиолиния Авария. Данный сигнал открывает третий ключ 33 и сигнал с выхода ключа 27 поступает на блок 34 сравнения. Блок 34 сравнения сравнива0 ет значение шума с выхода усилителя 26 с установленным порогом, Если запас работоспособности радиолинии соответствует норме, то на индикаторе 35 отображается исполнительная оценка Запас работоспо5 собности Норма. В противном случае на индикаторе 35 отображается сигнал Запас работоспособности Авария, который поступает на вход возврата блока 39. Блок 39 устанавливает первоначальный уровень

0 усиления усилителя 26. Кроме того сигнал с выхода порогового блока 34 поступает на второй вход управления первого ключа 27, отключая выход управляемого усилителя 26 от сумматора 28. Технико-экономические

5 преимущества предлагаемого устройства по сравнению с устройством прототип заключаются в повышении достоверности контроля технического состояния многоканальной радиолинии связи. Принцип рабо0 ты устройства основан на контроле технического состояния трактов передачи и приема многоканальной радиолинии с учетом распространения радиоволн. Для контроля трактов передачи используется сигнал

5 треугольной формы. Это связано с тем, чти данный сигнал содержит большое число частотных составляющих (по сравнению с сигналом прямоугольной формы). Поэтому использование сигнала треугольной формы

0 позволит более достоверно контролировать; тракты формирования и усиления сигналов радиопередатчика многоканальной радиолинии. Информация об отказе трактов ради- опередатчика передается в сторону

5 приемной станции с помощью сигналов формы sin х/х. Данный сигнал является благоприятным с точки зрения электромагнитной совместимости, т к. имеет строго ограниченный спектр Поэтому в предотка- зовом состоянии данный контрольный сигнал не будет оказывать влияние на спектр информационных сигналов. Применение предлагаемого устройства для контроля работоспособности многоканальных тропосферных и радиорелейных станций позволит повысить надежность связи в 1.2 раза за счет сокращения времени пребывания радиорелейной и тропосферной станции в состоянии отказа.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля многоканальной радиолинии, содержащее на передающей стороне последовательно соединенные блок уплотнения, сумматор и передатчик, последовательно соединенные генератор пилот-сигнала, и модулятор, датчик псевдослучайной последовательности, на приемной стороне последовательно сое- диненные приемник и блок обработки информационных сигналов, фильтр пилот-сигнала, вход которого соединен с выходом приемника, детектор, первый ключ, индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, введены на передающей стороне последовательно соединенные направленный ответвитель, вход которого является выходом передатчика, высокочастотный пере- ключатель, фильтр, детектор, блок измерения искажений, элемент ИЛИ, элемент НЕ и датчик контроля сигнала второй вход которого соединен с выходом датчика псевдослучайной последовательности, тре- тий вход с выходом элемента ИЛИ, блок измерения излучаемой мощности, вход которого соединен с выходом направленного отвэтвителя, а выход с вторым входом элемента ИЛИ, таймер, вход которого объеди- нен с первым входом датчика контрольных сигналов, входом управления высокочастотного переключателя и является входом управления устройства, а выход соединен с входом опроса блока измерения искажений, на приемной стороне - фильтр помехи, второй ключ, последовательно соединенные блок регистрации сигнала, вход которого соединен с выходом фильтра пилот-сигнала, таймер и блок выделения контрольного сиг- нала, первый вход которого соединен с выходом детектора, сумматор, вход которого соединен с выходом первого ключа, второй вход которого соединен с выходами фильтра пилот-сигнала а выход - с входом детек- тора, последовательно соединенные блок вычисления вероятности ошибки, решающий блок, второй вход которого соединен с выходом фильтра помехи третий ключ, пороговый блок и блок управления управляющий усилитель, информационный вход которого соединен с выходом фильтра помехи, а выход - с входом первого ключа, первый выход блока выделения контрольного сигнала соединен с вторыми входами введенного элемента И, второго ключа и вторым входом индикатора, второй выход блока выделения контрольного сигнала соединен с третьим входом индикатора, выход первого ключа соединен с вторым входом третьего ключа, выход порогового блока соединен с первым входом индикатора, вторым входом первого ключа, первый выход решающего блока соединен с входом управления блока управления, первым входом элемента И, четвертым входом индикатора, первый вход которого соединен с выходом порогового блока, выход детектора соединен с входом второго ключа и первым входом блока выделения контрольного сигнала.

2. Устройство поп.1.отличающее- с я тем, что датчик контрольного сигнала содержит коммутатор, датчик треугольного сигнала, выход которого соединен с вторым информационным входом коммутатора, датчик сигнала sin х/х, выход которого соединен с третьим входом коммутатора, первый вход которого соединен с выходом датчика ПСП, выход коммутатора соединен с входом модулятора.

3 Устройство поп1,отличающее- с я тем, что блок измерения искажений содержит последовательно соединенные первый пороговый блок, формирователь импульсов и селектор, второй пороговый блок, вход которого соединен с входом первого порогового блока, а выход - с входом опроса формирователя импульсов.

4.Устройство поп,1,отличающее- с я тем, что блок выделения контрольного сигнала содержит четыре датчика кода, последовательно соединенные ключ преобразователь форма-код, первый блок сравнения и первый элемент ИЛИ, второй блок сравнения, вход которого соединен с выходом преобразователя, а выход - с вторым входом первого элемента ИЛИ, последовательно соединенные третий блок сравнения и второй элемент ИЛИ, четвертый блок сравнения, вход которого соединен с входами первого, второго и третьего блоков сравнения, а выход - с вторым входом второго элемента ИЛИ, вторые входы блоков сравнения соединены с выходами соответствующих датчиков кода.

5.Устройство поп.1,отличэющее- с я тем, что решающий блок содержит последовательно соединенные первый и второй пороговый блоки и элемент ИЛИ, последовательно соединенные второй пороговый блок и элемент И, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом второго порогового блока, второй вход элемента И

соединен с выходом первого порогового блока

Использование: радиосвязь. Поставленная цель - повышение достоверности контроля -достигается благодаря применению контроля технического состояния трактов передачи и приема многоканальной радиолинии с учетом распространения радиоволн. Для контроля трактов передачи используется сигнал треугольной формы. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Фиг. 1

„ Контроль

М/VА

го

От датчика 3 Фиг.З

df

От детектора iO

От тойме- pafd

1781832

/С модулятору

От элемента MJff2

19

. От элемента HЈf3

4f/ т

,/

fy+f/rc

f#cF# +f#c

фиг.Ь

гг

2f

f

24/

Т

PwS

От таймера ft

. 0/т детектора 3

Тракт передачи НОРМА

Тракт передачи

АВАРИЯ

От 5лока31

L

57

LfJ

Lraas o I

ф Радиолиния „ МОРШ

Фиг. 7

Фиг. В

0/7 фильтра 25

4