Устройство автоматического выбора оптимального канала связи

 

Устройство автоматического выбора оптимального канала связи относится к радиосвязи и может быть использовано в радиосистемах с адаптацией, применяющих сигналы сложной структуры. Устройство содержит приемник, последовательно соединенный с измерителем коэффициента взаимного различия (КВР), блоком выбора, блоком сравнения и блоком памяти, а также блок памяти структур сигнала, управляющий генератор и блок управления. Причем первый выход блока памяти структур сигнала соединен с входом управляющего генератора, а другой - со вторым входом блока выбора. Выход управляющего генератора соединен со вторым входом измерителя КВР. Выходы блока управления соединены: первый - с входом приемника, а второй и третий соответственно со входом блока памяти структур сигнала и с вторым входом блока сравнения. Техническим результатом данного изобретения является создание помехоустойчивого метода функционирования радиоаппаратуры. 2 ил.

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано в радиосистемах с адаптацией, применяющих сигналы сложной структуры.

В реальных условиях работы радиосистем при наличии сильных помех необходимо изыскивать помехоустойчивые методы функционирования радиоаппаратуры. Одним из наиболее эффективных путей повышения помехоустойчивости радиосвязи является рациональный выбор рабочих частот, при которых средний уровень помех будет минимальным. Поддерживать этот уровень можно изменяя автоматически рабочие частоты в процессе функционирования системы. Для этого необходимо в составе радиосистемы иметь устройства, обеспечивающие выбор частотного канала с минимально необходимым соотношением сигнал/шум. Однако в случае воздействия на приемное устройство помехи, структура которой будет соответствовать или близка к структуре сигнала, качество связи недопустимо снизится. Степень различия структуры сигнала и помехи определяется при этом коэффициентом взаимного различия (КВР). Под КВР понимается количественное выражение меры различимости структуры опорного сигнала, формируемого в приемном устройстве, и помехи в частотно-временной области, которая представляет собой нормированную величину, пропорциональную мощности процесса на выходе фильтра, согласованного с опорным сигналом при прохождении через него помехи (Сикарев А. А. , Фалько А.И. Оптимальный прием дискретных сообщений. - М.: Связь, 1978, 328 с.). Следовательно, для рассмотренного выше случая, когда структура помехи близка к структуре сигнала, КВР будет максимальным и близким к единице. В противном случае КВР принимает минимальное значение, близкое к нулю. Устройства выбора канала связи, реализующие выбор оптимального канала по значению КВР сигнала и воздействующей помехи, являются наиболее перспективными, особенно в радиосистемах, функционирующих в условиях ретранслированных помех.

Известно устройство автовыбора дискретного канала (авторское свидетельство СССР N 425365), к недостаткам которого следует отнести невысокую точность выбора канала.

В качестве прототипа рассмотрим устройство автовыбора дискретного канала (авторское свидетельство СССР N 658754), содержащее коммутатор и два тракта обработки - рабочий и измерительный, каждый из которых содержит приемник, анализатор временных искажений и счетчик искажений, а также блок регистров, блок сравнения, блок памяти, коммутатор рабочего тракта, коммутатор измерительного тракта, блок управления.

К недостаткам этого устройства следует отнести частую смену канала при работе радиолинии в условиях сосредоточенных помех, а следовательно, низкую эффективность использования частотного ресурса.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является расширение технических возможностей устройства путем введения процедуры оптимизации структуры применяемых сигналов, что позволяет более эффективно использовать выделенный для работы частотный ресурс.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемого устройства автоматического выбора оптимального канала связи. Устройство содержит приемник, блок сравнения, блок памяти, блок управления, а также измеритель КВР, блок выбора, управляющий генератор и блок памяти структур сигнала. Причем блок выбора, блок сравнения и блок памяти соединены последовательно, а выход приемника соединен с первым входом измерителя КВР. Второй вход измерителя КВР соединен с выходом управляющего генератора, вход которого соединен с первым выходом блока памяти структур сигнала. Другой вход блока памяти структур сигнала соединен со вторым входом блока выбора. Выходы блока управления соединены: первый - со входом приемника, а второй и третий соответственно со входом блока памяти структур сигнала и с другим входом блока сравнения.

На фиг. 1 изображена структурная схема предложенного устройства автоматического выбора оптимального канала связи: 1 - приемник; 2 - измеритель КВР; 3 - блок выбора; 4 - блок сравнения; 5 - блок памяти; 6 - блок памяти структур сигнала; 7 - управляющий генератор; 8 - блок управления.

На фиг. 2. изображена схема измерителя КВР 2, который состоит из формирователя вариантов опорных сигналов, R согласованных фильтров (СФ Z_R(t)), квадрирующих (КУ) и стробирующего устройств.

Устройство автоматического выбора оптимального канала связи состоит из приемника 1, последовательно соединенного с измерителем КВР 2, блоком выбора 3, блоком сравнения 4 и блоком памяти 5, а также из блока памяти структур сигнала 6, управляющего генератора 7 и блока управления 8. Первый выход блока памяти структур сигнала 6 соединен со входом управляющего генератора 7, а другой - со вторым входом блока выбора 3. Выход управляющего генератора 7 соединен с другим входом измерителя КВР 2. Выходы блока управления 8 соединены: первый - со входом приемника 1, а второй и третий со входом блока памяти структур сигнала 6 и с другим входом блока сравнения 4 соответственно.

Устройство автоматического выбора оптимального канала связи работает следующим образом. Приемник 1 поочередно настраивается по командам с блока управления 8 на N выделяемых для анализа частотных каналов. При анализе j-го канала (j∈{ 1,2, ...N}) помеха с выхода приемника 1 поступает на вход измерителя КВР 2. Структура опорных сигналов Z_R(t) на выходе формирователя вариантов опорных сигналов измерителя КВР 2 (см. фиг. 2) будет определяться соответствующей кодовой последовательностью, поступающей с выхода управляющего генератора 7. Причем количество таких кодовых последовательностей определяется числом структур сигналов, хранящихся в блоке памяти структур сигналов 6. Команда на последовательный перебор таких структур поступает с блока управления 8 сразу после перестройки приемника 1 на очередной анализируемый частотный канал. Результат измерения КВР для каждого варианта структуры опорного сигнала поступает в блоке выбора 3. Сюда же из блока памяти структур сигнала 6 поступает текущий номер варианта структуры сигнала. В блоке выбора 3 осуществляется выбор минимального значения КВР из измеренных и фиксируется соответствующий ему номер варианта структуры опорного сигнала. После этого в блоке сравнения 4 производится сравнение выбранного значения КВР g_j² с величиной g_(j-1)², выбранной в качестве минимальной при анализе предыдущих j-1 каналов. Сюда же из блока управления 8 поступает номер анализируемого j-го канала. Если окажется, что g_j² < g_(j-1)², то в блок памяти 5 запишется номер j-го частотного канала, а также номер структуры варианта опорного сигнала, обеспечивающей минимальное значение КВР. Затем приемник 1 перестраивается на следующий (j+1) канал и аналогично производится его анализ. Следовательно, в блоке памяти 5 в любой момент времени имеется информация о номере оптимального канала из проанализированных с соответствующим ему номером варианта структуры опорного сигнала.

Данная информация может быть использована в радиосистемах для обеспечения адаптивного режима работы. При этом адаптация осуществляется не только по каналу (частоте), но и по структуре применяемых сигналов, что позволяет повысить эффективность использования частотного ресурса.

Формула изобретения

Устройство автоматического выбора оптимального канала связи, содержащее приемник, блок сравнения, блок памяти и блок управления, отличающееся тем, что дополнительно содержит последовательно соединенные измеритель коэффициента взаимного различия (КВР) и блок выбора, а также управляющий генератор и блок памяти структур сигнала, причем блок выбора, блок сравнения и блок памяти соединены последовательно, а выход приемника соединен с первым входом измерителя КВР, второй вход измерителя КВР соединен с выходом управляющего генератора, вход которого соединен с первым выходом блока памяти структур сигнала, второй выход блока памяти структур сигнала соединен со вторым входом блока выбора, а выходы блока управления соединены: первый - со входом приемника, второй и третий соответственно - со входом блока памяти структур сигнала и со вторым входом блока сравнения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2