DE3035651C2 - Verfahren und Schaltungsanordnung zum Abschätzen des Pegels eines Eingangssignals innerhalb eines vorgegebenen Durchlaßbandes - Google Patents

Description

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt vom Ende der Zeitverzögerung um eine Zeitdauer im Abstand liegt in der Größenordnung von 1 IB, worin B die Bandbreite des

Filters (14) in Hertz ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspmch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschätzeinnchtung (16,20,22,26) den Pegel des Filterausgangssignals zu einer Mehrzahl von Zeitpunlcten abschätzt nach dem Ende jeder Zeitverzögerung, wobei jeder Zeitpunkt von dem vorhergehenden um die Zeitdauer l/B im Abstand liegt

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschatzeinnchtung eine

Kette von in Kaskade geschalteten Verstärkern (16 β,..., 16 η) vorgegebenen Vtsrstärkungsgrades derart umfaßt, daß die Anzahl von Verstärkern in der Kette, welche durch den Ausgang des Filters (14) gesättigt werden, abhängt vom Pege' des Ausgangssignals, daß die Abschätzeinrichtung ferner Komparatoren (22 α,.... 22 n) umfaßt zum Vergleich des Ausgangssignals jedes Verstärkers (16 a,..., 16 n) mit einem vor-

gegebenen Bezugspegel (24), um so ein entsprechendes Primärsignal zu erzeugen zur Anzeige dafür, ob der Verstärkerausgang oberhalb des Bezugspegels liegt oder unterhalb desselben, und daß schließlich die Abschätzeinrichtung eine Abtesteinrichtung (26) umfaßt zum Erfassen der Werte der Binärsignale bei dem oder bei jedem der erwähnten Zeitpunkte.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Abschauen des Pegels eines Eingangssignals innerhalb eines vorgegebenen Durchlaßbandes.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei absichtlicher Störung des Funkverkehrs eine Abschätzung hinsichtlich der Verkehrsdichte auf einem bestimmten Kanal zu ermöglichen, die eine Entscheidung zuläßt, ob das absichtliche Stören fortgesetzt werden soll oder nicht, und zwar derart, daß die Störung selbst nur für eine möglichst kurze Zeitdauer unterbrochen werden muß.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.

Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens ergibt sich aus Anspruch 2. Weitere Ausgestaltungen der Schaltungsanordnung sind in den weiterjn Unteransprüchen aufgeführt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der dargestellten Schaltungsanordnung für die Überprüfung oder Abschätzung der Verkehrsaktivität auf einem bestimmten Kanal näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung;
F i g. 2 stellt zwei Wellenformen zur Erläuterung der Betriebsweise der Schaltungsanordnung von F i g. 1 dar.

F i g. 3 zeigt Wellenformen, die in der Schaltungsanordnung auftreten.

Die zu beschreibende Schaltungsanordnung umfaßt einen Funkempfänger, der dam dient, die absichtliche Störung der Funkübertragung in einem bestimmten Verbindungskanal zu überprüfen und zu steuern. Die Schaltungsanordnung unterbricht periodisch die Störaktivität und überprüft dann die Verkehrsaktivität auf dem ω betreffenden Kanal, wonach eine Entscheidung je nach dem Pegel der Übertragungen erfolgt, ob die Störung fortzusetzen ist oder nicht. Die Periode, während der die Störung unterbrochen wird, soll hier und im folgenden als »Durchblicksperiode« bezeichnet werden; sie sollte, was offensichtlich ist, so kun: wie möglich sein, damit eine ungestörte Kommunikation auf dem betreffenden Kanal weitgehend unmöglich wird.

Wie in Fig. 1 erkennbar, weist die Schaltungsanordnung eine Klemme 10 auf, an der mit der Empfäugerzwischenfrequenz die Funksigr.ale aniiegen, die von dem Empfänger aufgefangen worden sind. Über einen schnell wirkenden elektronischen Schalter 12 (etwa einen Pindiodenschalter), werden die Signale über ein Bandpaßfilter 14 übertragen, das auf die Zwischenfrequenz abgestimmt ist. Der Filterausgang gelangt dann auf eine Kette von // in Kaskade geschalteten Verstärkern 16 a, 16*, 16 c,..., 16«, die jeweils in dienern Ausführungsbcispiel

eine Verstärkung von 10 db aufweisen; die Kette wird durch eine Last 18 von 50 Ohm abgeschlossen. Der Ausgang jedes Verstärken wird umfaßt durch einen zugeordneten Detektor 2· a, 20 b, 16 c,.. -, 20 n, und die Gleichspanmingsausgangssigmle der Detektoren werden zugeordneten Komparatoren 22 a, 22 b, 11 c,.... 22 π zugeführt, von denen jeder diesen Pegel mit einem Bezugspegel vergleicht, der von einer Bezugspegelquelle 24 geliefert wird. Jeder Komparator erzeugt demgemäß einen Binärausgang zur Anzeige dafür, ob der Gleichspannungs- s pegel, der an ihn angelegt wird, von dem betreffenden zugeordneten Detektor höher liegt als der Bezugspegel. Die Datenbits werden einer Datenausgangseinheit 26 zugeführt In noch zu beschreibender Weise aktiviert eine Synchronisier- und Gatiereinheit 28die Einheit 26 periodisch, um den Strom von Datenbits einer (nicht dargestellten) Datenverarbeitungsanlage auf einer Leitung 3· zuzuführen.

Die Synchronisier- und Gattereinheit 28 steuert ferner den Schalter 12.

Wsnn der Schalter ^geschlossen ist, wird das Zwischenfrequenzsignal vom Empfänger plötzlich an das Filter 40 angelegt. Das Ausgangsfilter wird jedoch nicht augenblicklich den Pegel irgendwelcher Verkehrsaktivitäten auf dem betreffenden Kanal repräsentieren. Darüber hinaus wird das Filter auch Übergangssignale in Abhängigkeit von anderen Funkfrequenzaktivitäten, die außerhalb des Filterdurchlaßbandes liegen, erzeugen. Diese Übergangssignale werden demgemäß den Gesamtpegel des Filterausgangs beeinflussen. Diese Effekte müssen !S berücksichtigt werden, wenn der Ausgang des Filters 14 abgefragt wird, und die Schaltungsanordnung berücksichtigt diese Faktoren in noch zu beschreibender Weise derart, daß der Grad der Verkehrsaktivität auf dem betreffenden Kanal mit minimaler Verzögerung abgeschätzt werden kann, das heißt ohne die Notwendigkeit, das Abklingen der Übergangserscheinungen auf ein Minimum abwarten zu müssen.

Die Wellenform«! der Fig. 2 zeigen die Effekte in größeren Einzelheiten.

F i g. 2 A zeigt das Ausgangssignal des Filers 14 im Ansprechen allein auf ein Signal innerhalb der Filterbandbreite. Es wird angenommen, daß der Schalter 12 im Augenblick f, geschlossen und wieder zum Zeitpunkt t₂ geöffnet wird. In F i g. 2 repräsentiert B die Bandbreite des Filters in Hertz, und i_rfist die Zeitverzögerung des Filters, die von seiner Konstruktion abhängt.

Fig. 2B zeigt die Filterausgangsspannung, wenn ein außerhalb der Filterbandbreite liegendes Signal allein angelegt wird. Theoretische Information bezüglich der Wellenform von F i g. 2 B und F i g. 2 A wird nachstehend in einem Anhang zusammengefaßt; es kann jedoch gezeigt werden, daß in der Wellenform nach Fig. 2B die Frequenz der Schwingung unter der Hüllkurve die Mittenfrequenz des Filters ist und nicht die Frequenz des angelegten Signals. Darüber hinaus ist der Maximalwert des Ausgangssignals proportional der Bandbreite des Filters und umgekehrt proportional der Anzahl von Filterbandbreiten, um die das Signal von der Mittenfrequenz des Filters entfernt liegt. Die Positionen der Nulldurchgänge der Hüllkurve sind im wesentlichen unabhängig von dem Augenblickswert der angelegten Frequenz, und sie werden daher die gleichen sein für alle Signale außerhalb der Filterbandbreite. Da das System linear ist, wird das Anlegen einer Anzahl von Sinussignalen unterschiedlicher Frequenz, jedoch sämtlich außerhalb des Filterdurchlaßbandes, eine Gesamtausgangsspannung hervorrufen, die gegeben ist durch die Summe der Übergangssignale, die erzeugt würden, wenn jedes Signal getrennt angelegt würde. Zusätzlich muß natürlich zu der Gesamtausgangsspannung noch die Wellenform irgendeines Signals addiert werden, das innerhalb der Filterbandbreite liegt, wie in Fig. 2A dargestellt. Fig. 2 A und 2B zeigen demgemäß, daß es unpraktisch ist, einen Versuch zu unternehmen, den Pegel der Verkehrsakti /ität auf dem bestimmten Kanal einfach dadurch zu bestimmen, daß der Schalter geschlossen wird und dann sofort der Ausgang des Filters abgefragt wird. Man muß 'ie Zeit berücksichtigen, die die Signale innerhalb der Filterbandbreite benötigen, um bis zv ihrem Maximalpegel anzusteigen. Noch wichtiger ist jedoch zusätzlich die Berücksichtigung der Übergangssignale, die am Filterausgang erzeugt werden durch die Eingangssignal e bei Frequenzen außerhalb des Filterdurchlaßbandes. Die letzteren Signale werden abklingen; wenn jedoch die Abschätzung des Pegels des Signals auf dem bestimmten Kanal verzögert wird, bis die Signale außerhalb de«, Durchlaßbandes hinreichend weit abgeklungen sind, würde die Dauer der Durchblicksperiode erheblich vergrößert werden müssen. Die Schaltungsanordnung, die hier erläutert wird, ermöglicht jedoch die Abschätzung des Grades der Verkehrsaktivität auf dem betreffenden Kanal, ohne daß man das Abklingen der interferierenden Übergangssignale abwarten müßte.

Wie in Fig. 2B erkennbar, weist der Pegel des Übergangssignals regelmäßige Nulldurchgänge auf, die voneinander einen Abstand von MB Sekunden aufweisen. Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung tastet dcjhalb die Schaltungsanordnung die Ausgangsspannung des Filters in dem Augenblick eines oder mehrerer dieser Nulldurchgänge ab, so daß auf diese Weise nur die Amplitude des gewünschten Signals beobachtet wird.

Wie in den Fig. 1 und 3 dargestellt, weist die Synchronisier- und Gattereirheit 28 eine Schalterstejereinheil 32 auf, die periodisch den Schalter 12 schließt und während einer vorgegebenen Zeitdauer geschlossen hält. Wie in F i g. 3 A dargestellt, erfolgt das Schließen des Schalters 12 im Zeitpunkt T-. Das Zwischenfrequenzeingangssignal an Klemme 10 wird demgemäß an das Filter 14 angelegt, und das Filter erzeugt demgemäß ein zusammengesetztes Ausgangssignal bestehend aus der Wellenform (Fig. 2A) irgendeines Signals innerhalb des Filterdurchlaßbandes zusammen mit einem Übergangssignal, gebildet aus der Summe der Wellenformen (Fig. 2B), die auf Signalen außerhalb des Durchlaßbandes beruhen. Der zusammengesetzte Ausgang wird verstärkt durch die Kette von Verstärkern 16 a, 16 Λ, 16c,..., 16n, und ihre Ausgänge werden erfaßt und verglichen mit dem Bezugspegel in den Komparatoren 22 a, 22 b, 22 c,..., 22 n. Das Schließen des Schalters 12 durch die Schaltereinheit 32 aktiviert einen Zeitgeberkreis 34 mit einer Periode, die zum Zeitpunkt T₁ endet (Fig. 3C). Zu diesem Zeitpunkt aktiviert der Zeitgeberkreis einen Synchronisierpulsgenerator 36, welcher Synchronisierimpulse 38 (F i g. 3 D) in Synchronismus mit den Nulldurchgängen der Wellenform 2 B in F i g. 2 erzeugt; sie weisen deshalb eine Periode yon \/ß v.uf. Jeder Synchronisierimpuls bewirkt, daß die Datenausgangseinheit 26 die digitalen Ausgänge der Komparatoren abtastet und den resultierenden Zug von Bits der Datenverarbeitungsanlage über Leitung 30 zuführt. Der Zug von Datenbits repräsentiert die Höhe dis Filterausgangs im Augenblick des Syn-

chronisierimpulses, da die Höhe dieses Ausgangs festlegt, wieviele aus der Kette von Verstärkern 16 a. 16 b. 16 c, ..., 16 π gesättigt werden. Die Datenverarbeitungsamlage ist deshalb in der Lage, die Größe der Kommunikationsaktivität auf dem betreffenden Kanal abzuschätzen, und zwar ungestört durch Übergangssignale, so daß bestimmt werden kann, ob mit der Störung fortgefahren werden soll. Es kann für die Datenverarbeitungsanlage s praktisch sein, diese Abschätzung nur auf der Basis eines Satzes von Datenbits durchzuführen, das heißt nach dem Auftreten nur eines Synchronisierimpulses. Es kann jedoch praktischer noch für die Datenverarbeitungsanlage sein, mehrere Abschätzungen vorzunehmen, bevor die Endentscheidung getroffen wird. In jedem Falle ist es möglich, daß die Datenverarbeitungsanlage ihre Abschätzung innerhalb einer Durchblicksperiode ausführen kann mit einer Gesamtlänge in der Größenordnung von 1 oder 2 Millisekunden, und diese Zeitdauer ist voll-

kommen unabhängig von den Übergangssignalen, die durch Signale außerhalb des Durchlaßbandes erzeugt werden. Dies steht im Gegensatz zu einer Zeitverzögerung von beispielsweise 60 Millisekunden, die erforderlich wäre bei einer Schaltungsanordnung, welche einem -10-dBm-Störsignal unterworfen ist und warten muß, bis das Störsignal hinreichend abgeklungen ist auf beispielsweise -100 dBm.
Es ist festzuhalten, daß die Fig. 2 A und 2B nicht notwendigerweise die relativen Größen darstellen, die mit

is Wahrscheinlichkeit in der Praxis bei Signalen innerhalb bzw. außerhalb des Filterdurchlaßbandes auftreten. Signale außerhalb des Durchlaßbandes werden selbstverständlich durch das Filter gedämpft; sie können jedoch andererseits von einem Sender stammen, der dem Empfänger viel näher ist als die Quelle des Signals, das überwacht wird, und deshalb relativ kräftig sein.
Die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung ist nur eine von verschiedenen möglichen, die für die Über-

wachung des Ausgangssignals von Filter 14 und die Abschätzung seines Pegels in Nulldurchgängen der Übergangssignale verwendbar sind.

Theoretische Betrachtungen zu Fig. 2 A und 2B

F i g. 2 A zeigt die Wellenform, wenn das angelegte Signal// innerhalb der Filterbandbreite liegt. F i g. 2 B zeigt die Wellenform, wenn das angelegte Signal mit der Frequenz/,, Phase a, in einen Bereich außerhalb der Filterbandbreite fällt. Wenn ein perfektes Filter angenommen wird, kann das Ansprechen für beide Fälle durch lineare Gleichungen repräsentiert werden. Für den ersten Fall (F i g. 2 A) kann man zeigen, daß der Spannungsausgang für ein Signal der Amplitude 1 die Form hat:

K-- SiBnU-ti-t_d)-SiB π (t-t₂-t_d) cos (ωοί + α) (D

π
worin

sax) = J -Ü2AL d.'.

t_d die Filterzeitverzögerung und

ob = 2 ff/eist.

Wenn das angelegte Signal außerhalb des Filterdurchlaßbandes liegt (Fig. 2B), wird ein Übergangssignal erzeugt, das mit der Annahme | / -jgl > B durch die Gleichung beschrieben werden kann:

K₀ = — sine Bn(t-t\ -/_rf) · sin (a^t-lnnB^ +a)

2ttn

--— sine Bn(t-t₂ -t_d) · sin (ω,αΐ-2πηΒι₂ + α) (2)

inn

sin χ
sine χ = ,

π = Anzahl der Filterbandbreiten (B), um die die angelegte Frequenz von der Mittenfrequenz (Jc) des Filters entfernt liegt, und

ωο = 2,T/cist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abschätzen des Pegels eines Eingangssignals innerhalb eines vorgegebenen Durchlaßbandes, gekennzeichnet durch die Schritte: Schaltendes Eingangssignals auf ein Filter mit dem vorgegebenen DurchlaBband und Abschätzen des Pegels des Filterausgangssignals zu mindestens einem vorgegebenen Zeitpunkt, bei dem die Hüllkurvenamplitude von Einhüllsignalen, hervorgerufen durch Frequenzen in dem Eingangssignal, die jedoch außerhalb des Durchlaßbandes liegen, ein Minimum auiweisen.

2. Schaltungsanordnung zur Durchfuhrung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durcbr ein Bandpaßfilter (14), das auf das vorgegebene Durchlaßband abgestimmt ist, durch eine Schalteinrichtung(12) zum Schalten des Eingangssignal* auf das Filter (14) und durch eine Abschätzeinriclitung (Ii, 2#, 22,24) zum Abschätzen des Pegels des Filterausgangssignals zu mindestens einem vorgegebenem Zeitpunkt, bei dem die Hüllkurvenamplitude von Einhüllsignalen, hervorgerufen durch Frequenzen in dem Eingangssignal, jedoch außerhalb des Durchlaßbandes, ein Minimum aufweisen.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (12) iur das wiederholte Anlegen des Eingangssignals an das Filter (14) während vorgegebener Zeitperioden ausgebildet ist, daß eine Zeitverzögerungseinrichtung (34) ansprechend auf die Schalteinrichtung (12) ausgebildet ist für das Erzeugen einer vorgegebenen Zeitverzögerung nach jedem Anlegen des Eingiingssignals an das Filter (14) durch die Schalteinrichtung (12), welche vorgegebene Zeitverzögerang charakteristisch für das Filter (14) ist ttji<l derjenigen Zeitdauer entspricht, die erforderlich ist, damit Frequenzen innerhalb des Eingangssignals, jedoch außerhalb des Filterdurc'nlaßbandes einen Maximaipegei erreichen!, und daß die AbschäU-einrichtung (16,20,22,26) zu mindestens einem Zeitpunkt nach dem Ablauf der Zeitverzögerung betätigbar