Устройство для автовыбора каналов при разнесенном приеме

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик пи879795

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (53) УДК 621.396..49 (088.8) (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.10.79 (21) 2830823/18-09 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Н 04 В 7/02

Гасударственный квмнтет о делам наобретеннй н открытий

Опубликовано 07.11.81. Бюллетень №41

Дата опубликования описания 17.11.81 (72) Авторы изобретения

1О. К. Ануфриев и Н. Н. Канюков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОВЫБОРА КАНАЛОВ

ПРИ РАЗНЕСЕННОМ ПРИЕМЕ

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в технике радиосвязи при разнесенном приеме.

Известно устройство для автоматического выбора каналов для систем связи с разнесенным приемом при асинхронных методах демодуляции, содержащее в каждом канале разнесения последовательно соединенные фильтр, демодулятор и ключ, выходы ключей всех каналов подсоединены к выходному сумматору, а управляющие входы всех ключей подсоединены к блоку сравнения через блок принятия решения fl).

Это устройство сравнивает частоты входных сигналов в каналах разнесения и выбирает канал, имеющий минимальную частоту входного сигнала, т. е. канал, содержащий минимальный уровень шумов. Однако из-за 1« отсутствия критерия «информативности» принимаемых входных сигналов описываемое устройство может также принять за ра6очнй сигнал низкочастотный шум на входе одного из каналов, если в других каналах входной шум имеет более высокую частоту., 20

И, как следствие этого, известное .устройства имеет низкую -очность выбора кана-: лов по параметру «отношение сигнал/шум, 2

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для автовыбора каналов при разнесенном приеме, содержащее первый сумматор, к каждому из N входов которого подключены последовательно канальный фильтр, демодулятор и ключ, блок принятия решения и блок сравнения (2!.

Однако известное устройство обладает недостаточной достоверностью выбора канала с максимальным отношением сигнал/

/шум за счет возможной потери информации.

Целью изобретения является повышение достоверности выбора канала с максимальный отношением сигнал/шум.

Поставленная цель достигается тем, что в устройства для автовыбора каналов при разнесенном приеме, содержащее сумматор, к каждому нз N-входов которого подключены последовательно канальный фильтр, демодулятор и ключ, блок принятия решения и блок сравнения, N выходов которою соединены с соответствующими входами блока принятия решения и управляющими входами ключей, введены генератор шума и генератор тактовых импульсов, выход которого

879795 соединен с тактовыми входами блока сравнения и блока принятия решения, между выходом генератора шума и дополнительным входом блока сравнения включен управляемый аттенюатор, к управляющему входу которого подключен реверсивный счетчик, суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика соединены с соответствующими выходами блока принятия решения, а между выходом каждого демодулятора и соответствующими входами блока сравнения включен нормализатор.

Блок сравнения содержит N цепей, каждая из -которых состоит из соединенных последовательно двухвходового сумматора, первый вход которого является соответствующим входом блока сравнения, формирователя, первого счетчика и первого элемента . запрета, выход которого является выходом блока сравнения, между дополнительным входом и выходом первого. элемента запрета включен второй счетчик, вторые входы двухвходовых сумматоров объединены и являются дополнительными входом блока сравнения, а другие входы первых элементов запрета, первых и вторых счетчиков объединены и являются тактовыми входом блока сравнения.

Блок принятия решения выполнен в виде соединенных последовательно N †входового сумматора, входы которого являются входами блока принятия решения, порогового элемента и первого блока запрета, выходы которого являются соответствующими выходами блока принятия решения, между выходом N-входового сумматора и дополнительным входом первого блока запрета включены последовательно компаратор и второй блок запрета, другой вход которого является тактовым входом блока принятия решения.

На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства для автовыбора каналов при разнесенном приеме.

Устройство для автовыбора каналов при разнесенном приеме содержит сумматор канальные фильтры 2, демодуляторы 3, клю.чи 4, блок 5 принятия решения, блок 6 сравнения, генератор 7 шума, генератор 8 тактовых импульсов, управляемый аттенюатор 9, реверсивиый счетчик 10 нормализаторы 11, двухвходовые сумматоры 12, форми-. рователи 13, первые счетчики 14, первые элементы 15 запрета, вторые счетчики 16

N-входовой сумматор 17, пороговый элемент 18, первый блок 19 запрета, компаратор 20 и второй блок 21 запрета.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с выхода канального фильтра,2, осуществляющего предварительную фильтрацию входного сигнала, через демодулятор 3 поступает на вход нормализатора 11 и на сигнальный .вход ключа 4. Нормализа4 тор 1! представляет собой, например, усилитель с АРУ и производит нормировку уровня смеси «сигнал-шум». во всех каналах разнесения до уровня Up . В случае отсутствия в каком-либо канале информационного сигнала до уровня U> «разгоняется> напряжение входного шума соответствующего канала. Благодаря нормировке рабочие сигналы в каналах разнесения на выходахнормализаторов 11 отличаются только содержанием уровня шума, Причем уровень шума обратно пропорционален величине отношения сигнал/шум. С выхода нормализатора 11 сигнал поступает на вход двухвходового сумматора 12. На другой вход двухвходового сумматора 12 через управляемый аттенюатор 9 подается напряжение шума от генератора 7. Полоса спектра шума генератора 7 соответствует полосе стандартного радиотелефонного канала. Результирующая смесь с выхода двухвходового сумматора 12 поступает на вход формировате20 ля 13, который вырабатывает импульс на каждое положительное пересечение нулевой линии напряжением смеси. Импульсы с выхода формирователя 13 поступают .на счетный вход первого счетчика .14, который накапливает их в течение времени, определяемом периодом следования импульсов сброса, поступающих на вход обнуления первого счетчика 14 от генератора 8.

В случае переполнения первого счетчика

14 за время То, где То — период следоваЗО ния импульсов сброса, импульс переполнения с его выхода .поступает элемент 15, запрета, который при этом запрещает прохождение импульсов сброса от генератора 8 на вход обнуления второго счетчика 1 6. Прй отсутствии, импульсов обнуления. второй счетчик 16 начинает накапливать импульсы, поступающие на его вход от генератбра 8 и соответствующие циклам обнуления. Если второй счетчик 16 переполняется за время, составляющее среднюю длительность естеств венной. паузы речевого сигнала, то импульс переполнения с выхода второго счетчика 16; поступая на элемент 15 запрета, вырабатывает на его выходе уровень напряжения, ко-. торый затем подается на управляющий вход ключа 4 и переводит его в состояние «Закрыто». При этом сигнал с" входа соответствую щего канала не проходит на выход устройства. Это происходит в том случае, когда на вход формирователя 13 в. течение времени большего средней длительности паузы рече-, вого сигнала поступает результирующая смесь, состоящая только из шума, или смесь с отношением сигнал/шум меньШе порогового отношения.

Когда отношение сигнал/шум на входе формирователя 13 больше единицы, частота, ««,следования импульсов с его выхода такова, " что первый счетчик 14 не переполняется за время между двумя импульсами обнуления.

Первый элемент 15 запрета при этом разре879795

5 шает прохождение импульсов сброса с выхода генератора Я на обнуление второго счетчика 16. Одновременно с этим первый элемент 15 запрета переводит ключ 4 соответствующего канала в положение «Включено» При этом входной сигнал проходит на выход устройства. В течение естественных пауз речевого сигнала длительностью менее Тп первый элемент 15 запрета поддерживает ключ 4 в состояние «Включено».

Это происходит потому, что за время Тп второй счетчик 16 не переполнится, а после окончания речевой паузы вновь обнуляется импульсами, поступающими на его . вход обнуления с генератора 8 через первый элемент 15 запрета.!

S$

Блок 5 принятия решения предназначен для управления уровнем напряжения шума, вводимого в двухходовые сумматоры 12. Если на входах нескольких каналов разнесения одновременно присутствуют информационные сигналы, отношение сигнал/шум которых превышает текущее значение порогового отношения сигнал/шум, то на выходах первых элементов 15 запрета соответствующих каналов присутствуют уровни напряжения, которые, поступая на управляющие входы ключей 4 переводят их в состояние <Включено». Эти уровни напряжения с выходов первых элементов 15 запрета поступают на входы N входового суммато ра 17. Каждый такой уровень напряжения, поступая на вход N входового сумматора 17 зв увеличивает уровень напряжения на его выходе на величину AU. Максимальный уровень напряжения на выходе весового сумматора может достигать значения:Ц щ

= NA U. Уровень напряжения с выхода Й входового сумматора 17 поступает на вход 3» компаратора 20 и на вход порогового элемента 18. Компаратор 20 представляет со- бой сдвоенный компаратор с допусковой зоной входного сигнала, равной 0,8 — 1,2ЫЗ.

Если уровень напряжения на выходе N входового сумматора 17 находится в указанной допусковой зоне, что соответствует толь-.ко одному «включенному» каналу, то на выходе компаратора 20 присутствует уровень напряжения, который, поступая на вто-:: рой блок запрета 21, запрещает прохождение через него импульсов с генератора 8 на первый блок 19 запрета. Если уровень постоянного напряжения на выходе N- входового сумматора 17 имеет значение 0,8Л U>

)11щ„,„ 1,2Л U, то на выходе компаратора

20 присутствует уровень напряжения, раз- з0 решающий прохождение через второй блок

21 запрета импульсов на первый био 19 запрета. В свою очередь пороговый элемент

18, если уровень напряжения на выходе

N-ходового сумматора 17 имеет значение

Ц 1.,2Л U, что соответствует нескольким.. (по меньшей мере двум) «включенным» каналам, вырабатывает на своем выходе уро-"

6 вень напряжения, который, поступая на пер" вый блок 19 запрета, направляет поступающие на него импульсы на вход «Сложение» резерсивного счетчика 10. Каждый импульс, поступающий на вход «Сложение» ревер-. сивного счетчика 10 на одну ступеньку увеличивает уровень напряжения шума на выходе управляемого аттенюатора 9, на сигнальный вход которого поступает напряжение шума от генератора 7 шума. Увеличение уровня шума на выходе управляемого аттенюатора 9 приводит к снижению отношения сигнал/шум -на выходах двухвходовых сумматоров 12, что приводит к поочередному

«отключению» каналов разнесения. «Отключение» очередного канала приводит к уменьшению уровня постоянного напряжения на выходе N-входового сумматора 17. Выходной уровень напряжения N-входового сум- . матора 17 будет уменьйаться до тех пор,. пока не попадет в допусковую зону . компаратора 20. Компаратор 20 при этом наложит запрет на прохождение через вто-. рой блок запрета 21 импульсов для управления уровнем напряжения шума, и про- . цесс выбора канала заканчивается. Таким образом, последний оставшийся включенным канал имеет минимальный уровень входного шума (по выходу нормализатора II), т. е. наибольшее отношение сигнал/шум на входе, Если в этом выбранном канале разнесения ухудшится отношение сигнал/шум, которое станет. ниже текущего значения порогового отношения, то на выходе первого элемента 15 запрета появится уровень напряжения, запирающий ключ 4, а на выходе N-входового сумматора 17 уровень напряжения будет близок к нулю, т. е. выйдет из допусковой зоны компаратора 20, который прн этом разрешает прохождение импульсов через второй блок 21 запрета на первый блок l9 запрета. Пороговый элемент 18 при уровне выходного напряжения

N-входового сумматора 17 Ue x,« ù< О,М U вырабатывает на своем выходе управляющий уровень, который, поступая на первый блок 19 запрета, направляет импульсы ге. нератора 8 на вход «Вычитание» реверсив-. ного счетчика 10. Каждый импульс, поступая на вход «Вычитание» реверсивного счетчика 10 на одну ступеньку уменьшает уро- вень напряжения шума на выходе управляемого атгенюатора 9. Это приводит к уве-. личению отношения сигнал/шум результирующей смеси на выходах двухвходовых сумматоров 12 и, в итоге, к «включению» канала разнесения, имеющего на данный момент времени наибольшее отношение сигнал/: шум на входе.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство позволяет повысить точность выбора канала разйесения с наибольшим отношением сигнал/шум за счет исключения потери информации. Это достигается за счет

879?95

Формула изобретения

ВНИИПЯ . 3нкнз 9744/30 Тираж 70l Подписное

Филиал ПЛП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектнак, 4

7 нормировки уровня входной сМеси во всех каналах до одинаковой для всех каналов величины и выбором канала, имеющего на выходе блока нормировки минимальный уровень шума, а также за счет анализа входной смеси «сигнал+ шум» с целью выбора канала с наибольшим отношением сигнал/

/шум путем определения средней частоты результирующей смеси методбм подсчета числа пересечений смесью нулевой линии.

Таким образом, в предлагаемом устройстве принципиально невозможна потеря инфор- 40 мации, а точность предлагаемого устройст- ва определяется его разрешающей способностью к отношению сигнал/шум.

1. Устройство для автовыбора каналов при разнесенном приеме, содержащее сумматор, к каждому из N входов которого подключены последовательно канальный фильтр, za демодулятор и ключ, блок принятия решения и блок сравнения, N выходов которого соединены с соответствующими входами блока принятия-решения и управляющими входами ключей, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности выбора канала с максимальным отношением сигнал/шум, в него введены генератор шума и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовыми входами блока сравнения и блока принятия решения, между выходом генератора шума и дополчительным входом блока сравнения включен управляемый аттенюатор, к управляющемувходу которого подключен реверсивный счетчик, суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика соединены с соответ- з4

;ствующими выходами блока принятия ре.шения, а между выходом каждого демодулятора и соответствующими входами блока сравнения включен нормализатор.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что блок сравнения содержит N цепей, каждая из которых состоит из соединенных последовательно двухвходового сумматора, первый вход которого является соответствующим входом блока сравнения, формирователя, первого счетчика и первого элемента запрета, выход которого является выходом блока сравнения, между дополнительным входом и выходом первого элемента запрета включен второй счетчик, вторые входы двухвходовых сумматоров объединены и являются дополнительными входом блока сравнения, а другие входы первых элементов запрета, первых и вторых счетчиков объединены и являются тактовыми входом блока сравнения.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок принятия решения выполнен в виде соединенных последовательно N-входового сумматора, входы которого являются входами блока принятия решения, порогового элемента и первого блока запрета, выходы которого являются соответствующими выходами блока принятия решения, между выходом N-входового сумматора и дополнительным входом первого блока запрета включены последовательно компаратор и -. второй блок запрета, другой вход которого: является тактовым входом блока принятия решения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 440798, кл. Н 04 В 1/10, !97.2.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 585613, кл. Н 04 В 7/12, 1976 (прототип).