Устройство контроля радиолинии связи

 

Устр-во относится к технике радиосвязи и радиоизмерений. Для повышения достоверности контроля при наличии структуроподобной помехи введены ключи 5,7, 25 и 26,бланкирующий 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д0 4 Н 04 В 17/00

erx P43ii%%$1 4%

lt3,, . „13

%, i,ьЯ P< .т." -.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AB mPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

84IJ00 жал

Л, Рс

ЯФ77

/х8

Ро

ФР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,(21) 4084432/24-09 (22) 30.06.86 (46) 23.11.87. Вюл. № 43 (71) Ярославский государственный университет (72) И.Т.Рожков, С.А.Титов и В.А.Сорокин (53) 621.391.8(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹- 984023, кл. Н 03 К 5/22, 1981.

Авторское свидетельство СССР ¹ 1035818, кл. Н 04 В 17/00, 1981.

„„SU„„1354425 А I (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ РАДИОЛИНИИ

СВЯЗИ (57) Устр-во относится к технике радиосвязи и радиоизмерений. Для по- . вьпдения достоверности контроля при наличии структуроподобной помехи введены ключи 5,7, 25 и 26,бланкирующий 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 UPJI, Синхронизатор 19 синхронизирует работу всего устр-ва и управляется по установочному входу устр-ва.1 ил.

1354425

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

Цель чзобретения — повышение достоверности контроля при наличии структуроподобной помехи.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство контроля радиолицяя связи содержит амплитудный детектор

1, фильтр 2, ограничитель 3, перемножитель 4 сигнала, первый ключ 5, первый формирователь б сигналов, второй ключ 7, второй формирователь

8 сигналов, первый, второй, третий . и четвертый коммутаторы 9 — 12, генератор 13, счетчик 14, бланкярующий блок 15, блок 16 интеграторов,аналого-цифровой преобразователь

17, вычислитель 18, синхронизатор 19, пятый коммутатор 20, первый, второй и третий цифроаналоговые преобразователи 21 в 23, блок 24 сравнения,тре-. тий и четвертый ключи 25 и 26, линию 27 задержки, первый и второй блоки 28 и 29 измерения мощности,первый и второй дифференциальные усили-тели 30 и 31.

Устройство работает следующим образом.

Рассматривается многоканальная цифровая система связи (ЦСС) с ретранслятором (PTP), находящимся на летно-подъемном средстве (ЛПС), с многостанционным доступом (МСД).В системе связи возможно действие организованных помех. Помеха может иметь вид ретрансляруемой помехопостановщиком помехи (структуроподобной помехи). В этом случае для повы. шения 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 ляшь на некоторых частотах и по некоторым направлениям,применение PTP дает преимущество — небольшое число надежных каналов могут быть представлены наиболее важным сообщениям. Однако адаптивное управление возможно только по результатам анализа сигналов я 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 помехопостановщика.

Информация по каналу связи передается ЛЧМ-ВИН сигналами блоками по К символов в каждом блоке. Временной интервал блока Т = Kc,, где с — длительность символа,разо к деляется на 2 частей и вместо К двоичных символов формируется (на передаче я 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 поверхност ных 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 устройства.

Амплитудный детектор 1, на вход которого поступает сжатый ЛЧМ-сигнал, формирует огибающую входного процесса. Регулировкой полосы пропускания фильтра 2 добиваются оптимальной полосы пропускания 6Й „ — 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

С выхода фяльтра 2 сигнал поступает на ограничитель 3, первый ключ

5,второй ключ 7 и на второй вход бланкирующего блока 15.Так как флуктуационный,-шум g(t), присутствующий на входе ограничителя 3, двухполярный и симметричный,а полезный сигнал и помеха однополярные, то входной процесс, прошедший ограничитель 3, содержит только шумовую составляющую,полярность которой проти1354425

t ° +Ь

g (t)dt, 20 где, х

N б = — х

3=1

)р

«д(2 х);40

3=1

3 =1,Х; Ь=1.

45j=1N;Ь=1; воположна полярности сигнала „и помехи, и которая после перемножителя

4 сигнала накапливается интегратором, входящим в блок 16 интеграторов

7 5 который состоит из семи идентичных интеграторов, управляемых сигналами, "Интегрирование" и "Сброс" по восьмому и девятому входам, поступающим от синхронизатора 19. 10

Перемножитель 4 сигнала осуществляет операцию квадратирования.Результат интегрирования на первом выходе блока 16 интегрирования следуюющии: 15

t значения процесса на первом выходе блока 16;

1 °

1, t. +Ь вЂ” временной интервал

1 1 25 интегрирования, знаI чения t совпадают с началом периода ортогональных функций, генерируемых

Ф генератором 13

Э

) (t) — процесс на выходе ограничителя 3;

Ь вЂ” период ортогональных функций (Ь=1), Оценка среднеквадратического зна- З5

« чения шума б определяется из следующего соотношения: 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 помеховую 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 голярности 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 входных сигналов диктуется использованием в устройстве ФУ. Обозначим сигналы на соответствующих выходах блока 16 соответственно А, А, А„, А .Тогда

А, — ((А (+ )А,I >

И 3-1

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, Pemeние с IIPM" и инвертированный сигнал

"Решение с ПРИ". Первый ключ 5 открывается решением приемника толь. ко в период прохождения полезного сигнала (второй ключ 7 в это время закрыт), все остальное время он

2 с; — — (1А 3 + lAe) ); ст

3=1

3 = 1,И; где Ас

Аса

N усредненная амплитуда сигнала на выходе первого ключа 5; усредненная амплитуда сигнала на выходе второго ключа 7; число периодов ФУ..

1354425

N 6

А

j=1 i=3!

А; j; 3 1, :, -) 1 11 1 1 ь (Añ — А„ х, 50 г = Ас (Ап + )

Составляющая А . возникает изС2 эа ошибок устройства принятия решения приемника..

Аналоговые сигналы Аэ, А, А, А6 (а также сигналы с первого, второго и седьмого выходов блока 16) поступают на аналого-цифровой преобразова.тель 17, который производит аналогоцифровое преобразование входных процессов и передает результаты преобразования в вычислитель 18. Аналого— цифровой преобразователь 17 запускается в конце каждого цикла интегрирования импульсом "Запуск АЦП" с выхода синхронизатора 19, который формируется по заднему фронту импульса Интегрирование, а импульс

"Сброс" формируется по заднему фронту импульса "Запуск АЦП .По пятому выходу вычислителя 18 в аналого-цифровой преобразователь 17 поступают адресные и управляющие сигналы. Вычислитель 18 принимает поступающие в него данные и производит вычисления по следующим формулам:

) )

N

А = — () (А. + А )

)) N 2) 71 У

3=1

6 A;I j — б; j=1,N;L = 1;

j=1 i=3 где А и А — сигналы на втором и седьмом выходах блока 16.

Кроме того, вычислитель 18 определяет коэффициент который в первом приближении дает. представление о качестве канала связи (при отличии закона распределения центра помехи на длительности блока

40 от равновероятного). Значение г поступает по первому выходу вычислителя 18 на первый выход устройства.Вычислив значения Ас и А„ вычислитель

18 производят их потенцирование и определяет величины ехр (А,) и

exp (A,).

Второй, третий я четвертый выходы вычислителя 18 связаны с соответствующими входами первого, второго и третьего цифроаналоговых преобразователей 21 — 23, которые формируют аналоговые эквиваленты ехр (Ас) и ехр (A„) и б . Напряжения,соответствующие ехр (А,) и ехр (Аа), поступают на блок 24 сравнения, который позволяет формировать цифровые управляющие сигналы для пятого коммутатора 20 H где определяется, какая яз величин больше, и в случае если ехр (А ) > ехр (А„) то выходной уровень соответствует уровню логического "О", в противном случае при ехр (Ас) с ехр (А„) выходной уровень соответствует уровню логической " 1". Потенцирование А, и A„ в "стройстве введено в целях повышения чувствительности блока 24 срав пения (используется неравенство

1 — 1 > а-Ь).Необходимо заметить а Ь 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 возс никает смещение A ñ А, А„, которое с обратным знаком присутствует в оценке А, поэтому любой вид физически оправданных распределений не приводят к изменению знака величины ехр (А ) — ехр (А,) .

Л

Изменение знака величины ехр (Ас)ехр (A„) возможно в малой области х: при ха 2ь. Эту "особенность" можно автоматически исключить в устройстве с помощью вычислителя 18, прекраTHB Bbl÷èñëåHHÿ, и сама "особенность"

А = А, маловероятна.Это позволяет в итоге производить измерение мощ ности сигнала и помехи в устройстве при любом законе "дрожания" поме1354425 хи относительно сигнала. Сигнал с выхода фильтра 2 поступает на бланкирующий блок 15, который определяет максимальное значение входного про-, цесса на длительности блока 7, и вырабатывает прямой и инвертирован= ный бланкирующие импульсы БИ и БИ, соответствующие положению максимального сигнала на длительности блока. 10

Импульсы БИ и БИ поступают на первый и второй входы пятого коммутатора 20, который при выполнении условия ехр (А,) > ехр (A„) (выходной уровень блока 24 сравнения соответ- 15 ствует уровню логического "0") коммутирует на управляющий первый вход четвертого ключа 26 сигнал БИ, и с выхода четвертого ключа 26 на первы вход второго блока 29 изме- 20 рения мощности и на третий выход устройства поступает реализация помехи с флуктуационным (аппаратурным) шумом. При выполнении условия ехр (А,.) ехр (А,) (выходной уровень 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- 30 ча 26 также поступает реализация помехи с флуктуационным шумом. Аналогичньм образом производится селекция реализации сигнала с флуктуационным (аппаратурным) шумом, который 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 4р пятого коммутатора 20 поступают инвертированные сигналы.

Линия 27 задержки производит задержку процесса с выхода фильтра 2 на длительность блока . „,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.

Первый и второй дифференциальные усилители 30 и 31 производят вычитание мощности шума C из мощности сигнал + 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 третьем доголнительном 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 первый вход бланкирующего 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 с и

2 с, период которых должен равняться периоду позиции блока. Для их генерирования необходимо 16 периодов опорной тактовой частоты, поэтому чтобы получить период импульсов на выходе счетчика 14 равным периоду позиции блока (периоду ФУ), счетчик

14 должен иметь объем К = 16 (для данного конкретного случая).

Синхронизатор 19 производит синхронизацию работы всего устройства 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 и з о б р е т е н и я

Устройство контроля радиолинии связи, содержащее амплитудный детектор, фильтр, генератор, счетчик, блок интеграторов, синхронизатор, блок сравнения, первый и второй дифференциальные усилители, линию задержки, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения достоверности контроля при наличии структуроподобной помехи, введены первый, второй, третий и четвертый ключи, бланкирующий блок, первый вход которого соединен с выходом счетчика,последовательно соединенные ограничи1354425

10 ственно к вторым входам второго и четвертого коммутаторов, второй, третий и четвертый выходы синхронизатора подключены соответственно к восьмому и девятому входам блока интеграторов и к восьмому входу аналого-цифрового преобразователя, девятый вход которого соединен с пятым выходом вычислителя, выходы третьего и четвертого ключей являются соответственно вторым и третьим выходами устройства, дополнительными вторым и третьим выходами которого являются соответственно выходыпервого ивторого дифференциальных усилителей.

Составитель Е.Голуб

Техред М. Ходанич Корректор И.Муска

Редактор E.Ïàïï

Заказ 5715/55 Тираж 636 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, R-35, Раушская наб.; д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тель, вход которого соединен с первыми входами первого и второго ключей, первым входом синхронизатора, входом линии задержки и вторым входом блйнкирующего блока и подключен к выходу фильтра, и перемножитель сигнала, выход которого подключен к первому входу блока интеграторов, первый, 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 соответст— веннок 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 первый и второй выходы которого соеди— иены соответственно с первым и вторым выходами бланкирующего блока„ с выходом блока сравнения и с первыми входами третьего и четвертого ключей, вторые входы которых соеди— иены с выходом линии задержки, 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 диффе— ренциальных усилителей, первый цифроаналоговый преобразователь, вход и выход которого соединены соответ10

ЗО ственно с вторым выходом вычнслителя 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 преоб1

Э разователь,вход и выход которого соединены соответственно с четвертью выходом вычислителя и вторыми входами первого и второго дифференциальных усилителей, первый вход генератора соединен с третьим входом бланкирующего блока и вторым входом синхронизатора и является установочным входом устройства, первый выход синхронизатора подключен к входу счетчика, к второму входу генератора и вторым входам первого и второго блоков измерения мощности, выход ограничителя подключен к второму входу перемножителя сигнала, выход амплитудного детектора, вход которого является первым входом устройства, подключен к входу фильтра, вторые входы первого и второго ключей являются соответственно вторым и третьим входами устройства, первый выход генератора подключен соответственно к вторым входам первого и третьего коммутаторов, второй выход генератора подключен соответ