Устройство выбора рабочей частоты сети радиоэлектронных средств Советский патент 1992 года по МПК H04B7/00 

VJ

00 GJ О hO Ч)

Предлагаемое изобретение относится к системам радиосвязи и может быть использовано при выборе таких частот излучения для передачи радиосигналов по радиолиниям, которые обеспечивают электромагнитную совместимость последних. Для этого разносы между выбранными частотами (частотные разносы - ЧР) отдельных радиолиний должны быть не меньше некоторых предельных значений - минимальных частотных разносов (МНР).

Условие электромагнитной совместимости (ЭМС) двух радиолиний или радиоэлектронных средств (РЗС) имеет вид:

Ifi-fjl MHPij,

где fi и fj- рабочие частоты 1-го и j-ro радиоэлектронных средств.

Оптимальной системой при выборе рабочих частот принято называть ту, которая при выполнении условий ЭМС всех радиоэлектронных средств гарантирует минимальную протяженность участка радиоспектра, занимаемого их рабочими частотами, т.е. обеспечивает

мин макс

h-fj|.

Известно устройство для реализации программно-аппаратурного способа выбора частот в коллективе радиосредств, в котором при одновременной передаче радиосигналов вначале определяют возможные значения рабочих частот радиопередающих и радиоприемных устройств, а затем осуществляют проверку выбранных частот с точки зрения обеспечения ЭМС радиосредств. Для этого устройство содержит блоки, моделирующие каналы основного и дополнительного излучений для радиопередающих устройств (РПУ), блоки действующих радиоприемных устройств (РПрУ), блоки, моделирующие различного вида помехи,блоки формирования сетки частот, блок проверки возможности использования выбранных частот для РПУ и РПрУ, блок повторного выбора частоты, если первоначально выбранные частоты для РПУ и РПрУ оказываются несовместимыми. Обеспечение ЭМС радиосредств в данном устройстве является основным, но не решена задача оптимизации выбора рабочих частот таким образом, чтобы минимизировать их общее число, необходимое и достаточное для удовлетворительного функционирования сети радиосредств.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство выбора рабочих частот излучения для радиостанций в выделенном частотном диапазоне, в котором с целью обеспечения выполнения условий ЭМС, выбор радиосредств для назначения им рабочих частот происхо- дит в порядке убывания сумм МЧР, т.е. величин

10

Аг 2 мчри-

где N - число радиосредств.

Это устройство содержит блок записи значений минимальных частотных разно- с сов, первый выход которого подключен к входу блока хранения минимальных частотных разносов, выходная шина которого подключена к первой шине блока проверки электромагнитной совместимости радио- 2Q электронных средств и входной шине блока суммирования минимальных частотных разносов, выход которого соединен с первым входом блока ранжирования результатов суммирования, второй вход которого соеди- 2с пен с входом блока суммирования минимальных частотных разносов, а выход - с информационным входом блока выбора номера радиостанций для установки рабочих частот, синхронизирующий выход которого OQ подключен к синхронизирующему входу блока формирования сетки частот, выход которого соединен со вторым входом блока проверки электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств, первый вход коде торого соединен с выходом блока выбора номера радиостанций для установки рабочих частот, а выход - с входом решающего блока, синхронизирующий выход которого соединен со счетным входом блока форми- 4Q рования сетки частот, а выход - с входом блока записи выбранных значений рабочих частот, выход которого подключен к входу блока хранения рабочих частот, а его синхронизирующий выход соединен со счетным 45 входом блока выбора номера радиостанций для установки рабочих частот, выходная шина блока хранения рабочих частот связана со второй входной шиной блока проверки электромагнитной совместимости радио- CQ электронных средств и входной шиной блока распределения частот, выходы которого являются выходами устройства, соответствующим образом соединенные с входами установки частот передатчиков блока расе дио электронных средств. Недостатком этого устройства является то, что такой выбор рабочих частот для радиоэлектронных средств обеспечивает их электромагнитную совместимость, но не обеспечивает эффективного использования радиочастотного

диапазона, что выражается в невыполнении условия минимизации выделенного участка частотного спектра.

Целью изобретения является повышение эффективности использования радиочастотного диапазона путем рационального выбора частот для радиоэлектронных средств.

Указанная цель достигается тем, что в устройство выбора рабочей частоты сети РЭС. содержащее последовательно соединенные блок записи значений минимальных частотных разносов между рабочими частотами (МНР), блок хранения МНР, блок суммирования МНР, блок ранжирования результатов суммирования, формирователь сетки частот, блок проверки электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств (РЭС). решающий блок, блок записи и хранения выбранных значений рабочих частот и блок распределения рабочих частот между РЭС, а также блок выбора номера радиостанций для установки рабочих частот, входы которого соединены с выходом блока ранжирования результатов суммирования и выходом решающего блока, а выход соединен с входом блока проверки электромагнитной совместимости РЭС, при этом выход блока записи и хранения выбранных значений рабочих частот соединен с входом Сброс блока проверки ЭМС РЭС, сигнальные входы которого соединены с выходом блока хранения МНР, введен блок исключения РЭС с назначенными частотами, включенный между выходом блока записи МЧР и входом блока суммирования МЧР, вход управления которого соединен с выходом блока записи и хранения выбранных значений рабочих частот, а адресный вход блока исключения РЭС с назначенными частотами соединен с выходом блока выбора номера радиостанций для установки рабочих частот.

Сущность устройства и его основное от- личи е от прототипа состоит в том что выбор рабочих частот для сети РЭС производится не в порядке нумерации РЭС, определяемой величинами сумм МЧР (кроме средств, для которых выбирается fMMH - минимальная частота выделенного диапазона), а с помощью частотного уплотнения, которое проявляется здесь в максимально многократном выборе одних и те же частот, начиная с минимальной, для различных РЭС при выполнении условий их электромагнитной совместимости.

Функциональная схема предлагаемого устройства приведена на чертеже. Устройство состоит из блока 1 записи значений минимальных частотных разносов, блока 2

хранения минимальных частотных разносов, блока 3 суммирования минимальных частотных разносов, блока 4 ранжирования результатов суммирования, блока 5 выбора 5 номера радиостанций для установки рабочих частот, формирователя 6 сетки частот, блока 7 проверки электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств, решающего блока 8, блока 9 записи и хранения

0 выбранных значений рабочих частот, блока 10 распределения рабочих частот между РЭС и блока 11 исключения радиоэлектронных средств с назначенными частотам. При этом вход блока 1 записи значения МЧР

5 является входом устройства, его первый выход подключен к входу блока 2 хранения МЧР, aero второй выход соединен с синхронизирующим входом формирователя 6 сетки частот и с информационным входом

0 блока 11 исключения РЭС с назначенными частотами, синхронизирующий вход которого подключен к синхронизирующему выходу блока 5 выбора номера РЭС для установки рабочих частот, а выход - ко второму входу

5 блока 4 ранжирования результатов сумми рования и к входу блока 3 суммирования МЧР, входная шина которого соединена с выходной шиной блока 2 хранения МЧР и первой входной шиной блока 7 проверки

0 ЭМС РЭС, а выход соединен с первым входом блока 4 ранжирования результатов суммирования, выход которого подключен к информационному входу блока 5 выбора номера РЭС для установки рабочих частот и к

5 входу формирователя б сетки частот, выход которого подключен ко второму входу блока 7 проверки ЭМС РЭС, первый вход которого соединен с выходом блока 5 выбора номера РЭС для установки рабочих частот, а выход

0 - с входом решающего блока 8, синхронизирующий выход которого подключен к счетному входу блока 5 выбора номера РЭС для установки рабочих частот, а его информационный выход - к входу блока 9 записи и

5 хранения выбранных значений рабочих частот, выходная шина которого подключена к входной шине блока 11 исключения РЭС с назначенными частотами, второй входной шине блока 7 и входной шине блока 10 рас0 пределения рабочих частот между РЭС.

Устройство работает следующим образом.

На вход блока 1 записи значений минимальных частотных разносов, одновремен- .

5 но являющийся входом всего устройства, подается последовательность минимальных частотных разносов рассматриваемой сети радиоэлектронных средств. Блок 1 записывает эти МЧР в блок 2 хранения МЧР и одновременно формирует последовательность натуральных чисел от 1 до N, где N - число радиоэлектронных средств. Эта последовательность подается на информационный вход блока 11, с выхода которого она поступает на управляющие входы блока 3 суммирования МНР и блока 4 ранжироав- ния результатов суммирования. Блок 3 вычисляет суммы минимальных частотных разносов между РЭС, номера которых поданы на его управляющий вход, и передает эти суммы на информационный вход блока 4 ранжирования результатов суммирования, используя при этом значения МНР из блока 2. Блок 4 сортирует номера РЭС, поданные на его управляющий вход, в порядке убывания сумм МНР, поданных на его информационный вход, и передает эту последовательность на вход формирователя б сетки частот, а также на информационный вход блока 5 выбора номера РЭС для уста- новки рабочих частот, что приводит блок 5 в состояние, соответствующее выбору первого РЭС, а блок 6 - в состояние, соответствующее выбору очередной частоты (начиная с минимальной частоты выделенного диапа- зона). С выхода блока б на второй вход блока 7 проверки ЭМС РЭС подается значение выбранной частоты, а с выхода блока 5 на первый вход блока 7 подается номер очередного РЭС из отсортированной последо- вательнсгсти. В блоке 7 осуществляется проверка ЭМС РЭС для допустимости присвоения соответствующему РЭС заданной частоты, которая может быть уже выбранной для другого РЭС, при этом используя МЧР из блока 2 и уже выбранные пары Мг РЭС - частота из блока 9. С выхода блока 7 на вход решающего блока 8 передается очередная пара № РЭС - частота1 , а также информация о допустимости такого присво- ения. Если присвоение допустимо, решающий блок 8 со своего информационного выхода передает на вход блока 9 пару № РЭС - частота, который записывает значение частоты для соответствующего РЭС и хранит значения рабочих частот: кроме того, с синхронизирующего выхода блока 8 на счетный вход блока 5 передается синхронизирующий сигнал, переводящий блок 5 в состояние выбора следующего РЭС в отсор- тированной последовательности. В случае если предыдущее РЭС было последним, блок 5 переводится в состояние выбора первого РЭС, а с его синхронизирующего выхода передается сигнал на синхронизи- рующий вход блока 11, который, используя информацию из блоков 9 и 1, передает на вход блока 3 новую последовательность номеров РЭС, не содержащую номеров РЭС, рабочие частоты для которых уже выбраны.

Процесс повторяется до тех пор, пока для всех РЭС не будут выбраны рабочие частоты.

Приведем пример, иллюстрирующий преимущества заявляемого устройства по сравнению с прототипом в решении вопроса об эффективном использовании радиочастотного спектра.

Пусть матрица минимальных частотных разносов, вводимая через блок 1 в блок 2, имеет вид:

Здесь 1 означает, что МЧР между соответствующими РЭС составляет Д f (один шаг частотной сетки), 2 - 2Af; 3 - ЗД f После суммирования МЧР в блоке 3 по каждому РЭС получаем следующие значения сумм 12, 11, 7, 14, 11, 9, 10, 10 в порядке последовательности номеров РЭС от 1 до 8 В результате ранжирования, осуществляемого блоком 4 в порядке убывания сумм МЧР, получаем следующую последовательность номеров РЭС: 4, 1, 2, 5, 7, 8, 6, 3. Теперь четвертому РЭС, выбранному из блока 5, назначается минимальная (первая) частота выделенного диапазона из блока б и проводятся ограничения, накладываемые этим назначением в блоке 7 путем проверки ЭМС РЭС. После этого проводится попытка присвоить эту же частоту другим РЭС в полученной последовательности. В данном примере первую частоту удается выбрать и для седьмого РЭС. Процесс назначения первой частоты для четвертого и седьмого РЭС и ограничения, которые возникают для использования частот другими РЭС из условия обеспечения ЭМС, можно проиллюстрировать следующим образом:

Здесь и далее + означает выбор определенной частоты для данного РЭС. а - - ограничения на использования частот другими РЭС из условия обеспечения ЭМС.

Итак, после первого отбора номеров РЭС, выбор первой частоты произведен для четвертого и седьмого РЭС. Эта информация поступает в блок 9, откуда передается в блок 10 и блоки 11 и 7 для исключения номеров этих РЭС и их частотных ограничений из матрицы МНР для осуществления дальнейшей процедуры выбора рабочих частот для оставшихся РЭС. Рассуждая по аналоги с предыдущим, после исключения из совокупности РЭС средств с .номерами 4 и 7, после второго отбора, суммирования по МНР оставшихся РЭС и ранжирования, получаем последовательность номеров РЭС, для которых необходимо выбрать следующую частоту f2 fi + Af: 1,2,6,7,5,3. Анализ ЭМС в блоке 7 показывает, что частоту f2 нельзя выбрать ни для одного из оставшихся РЭС. Для этой же последовательности номеров РЭС выбираем частоту тз из блока 6. Эту частоту выбираем для второй РЭС, т.е fs РЭС Дальнейший выбор рабочих частот приводит к таким результатам: после третьего отбора получаем следующую последовательность номеров РЭС: 1,5,6,7,3; частоту it можно выбрать для первого и

1 ръг 21 РЭС После чет

вертого отбора остается следующая последовательность оставшихся номеров РЭС: 6,5,8. Частоту по условиям обеспечения ЭМС не выбрать, а частоту fe можно выбрать для шестого РЭС, т.е. fe - 6 РЭС, после пятого отбора остается последовательность номеров РЭС: 5,8, и для этих РЭС

jf 5 РЭС можно выбрать частоту f, т.е. рог

Весь процесс выбора рабочих частот для сети, состоящей из восьми РЭС, при условии обеспечения их ЭМС с помощью предлагаемого устройства можно проиллюстрировать следующим образом:

Таким образом, в блок 10 распределения рабочих частот между РЭС в данном примере поступают следующие пары № РЭС - частота :

0

Ширина занимаемого частотного спектра при выборе частот для этой сети, состоящей из восьми РЭС, рассмотренных в этом примере, равна (f - fi), так как fi+i fi + Af, где Д f - шаг частотной сетки; таким образом, 6Af.

Та же задача, решенная с помощью устройства-прототипа дает следующее определение частот для восьми РЭС:

Таким образом, ширина занимаемого частотного спектра в этом случае составляет fs - fi 7Af, т.е. применение предлагаемого устройства по сравнению с прототипом дает выигрыш в использовании частотного спектра для данного примера 14%.

Формула изобретения Устройство выбора рабочей частоты сети радиоэлектронных средств, содержащее последовательно соединенные блок записи

0 значений минимальных частотных разносов между рабочими частотами (МЧР), блок хранения МНР, блок суммирования МЧР, блок ранжирования результатов суммирования, формирователь сетки частот, блок проверки

5 электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств (РЭС), решающий блок, блок записи и хранения выбранных значений рабочих частот и блок распределения рабочих частот между РЭС, а также блок

0 выбора номера радиостанций для установки рабочих частот, входы которой соединены с выходом блока ранжирования результатов суммирования и выходом решающего блока, а выход соединен с входом блока провер5 ки электромагнитной совместимости РЭС, при этом выход блока записи и хранения выбранных значений рабочих частот электромагнитной совместимости соединен с входом сброс блока проверки РЭС, сигналь0 ные входы которого соединены с выходом блока хранений МЧР, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности использования радиочастотного диапазона путем рационального выбора частот для

5 РЭС, введен блок исключения РЭС с назначенными частотами, включенный между выходом блока записи МЧР и входом блока суммирования МЧР, вход управления которого соединен с выходом блока записи и хранения выбранных значений рабочих час11178362912

ОГЦ$дШ Г

тот, а адресный вход блока исключения РЭС ходом блока выбора номера радиостанций с назначенными частотами соединен с вы- для установки частот.

Изобретение относится к системам радиосвязи и может быть использовано при выборе частот излучения, которые обеспечивают электромагнитную совместимость (ЭМС). Цель изобретения - повышение эффективности использования радиочастотного диапазона путем рационального выбора частот для радиоэлектронных средств (РЭС). Устройство содержит блок записи значений минимальных частотных радиусов между рабочими частотами (МЧР) 1, блок 2 хранения МЧР блок 3 суммирования МЧР, блок 4 ранжирования результатов суммирования, блок 5 выбора номера радиостанций для установки рабочих частот, формирователь 6 сетки частот, блок 7 проверки ЭМС РЭС, решающий блок 8, блок 9 записи и хранения выбранных значений рабочих частот, блок 10 распределения рабочих частот между РЭС, блок 11 исключения РЭС с назначенными частотами. 1 ил.