RU2464193C2 - Railway radio communication system - Google Patents
Railway radio communication system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2464193C2 RU2464193C2 RU2010152767/11A RU2010152767A RU2464193C2 RU 2464193 C2 RU2464193 C2 RU 2464193C2 RU 2010152767/11 A RU2010152767/11 A RU 2010152767/11A RU 2010152767 A RU2010152767 A RU 2010152767A RU 2464193 C2 RU2464193 C2 RU 2464193C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- output
- input
- amplifier
- series
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Noise Elimination (AREA)
- Transmitters (AREA)
- Transceivers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области железнодорожной радиосвязи, являющейся единственным средством связи с движущимся поездом.The invention relates to the field of railway radio communications, which is the only means of communication with a moving train.
Известны системы ж.д. радиосвязи, описанные в различных источниках, например:Known railway systems radio communications described in various sources, for example:
1. Горелов Г.В., Волков А.А., Шелухин В.И. Каналообразующие устройства железнодорожной телемеханики и связи. - М.: ГОИ, 2007.1. Gorelov G.V., Volkov A.A., Shelukhin V.I. Channel-forming devices of railway telemechanics and communications. - M.: GOI, 2007.
2. Ваванов Ю.В. и др. Радиотехнические системы железнодорожного транспорта. - М.: Транспорт, 1991.2. Vavanov Yu.V. and others. Radio engineering systems of railway transport. - M .: Transport, 1991.
3. Рамлау П.Н. и др. Радиосвязь на железнодорожном транспорте. - М.: Транспорт, 1983.3. Ramlau P.N. and others. Radio communications in railway transport. - M .: Transport, 1983.
По технической сущности наиболее близкой к изобретению является система, описанная в первом источнике, которая по этой причине и принимается за ее прототип. В остальных источниках - аналоги изобретения.By technical nature, the closest to the invention is the system described in the first source, which for this reason is taken as its prototype. In other sources - analogues of the invention.
Прототип: система состоит на передающей стороне из последовательно включенных микрофона, передатчика аналоговых ЧМ сигналов, антенно-фидерного тракта, а на приемной стороне - из последовательно соединенных атенно-фидерного тракта, приемника аналоговых ЧМ сигналов, громкоговорителя.Prototype: the system consists of a microphone, a transmitter of analog FM signals, an antenna-feeder path on the transmitting side, and a antenna-feeder path, a receiver of analog FM signals, a loudspeaker, on the receiving side.
Основным недостатком прототипа является невысокая помехоустойчивость приема сигналов в условиях высокого уровня помех, что имеет место на ж.д. транспорте и что связано с безопасностью движения поездов.The main disadvantage of the prototype is the low noise immunity of signal reception under conditions of a high level of interference, which takes place on the railway. transport and what is connected with the safety of train traffic.
Техническим результатом изобретения является увеличение помехоустойчивости приема речевых сигналов в 3,3 раза без ухудшения качества речи.The technical result of the invention is to increase the noise immunity of receiving speech signals by 3.3 times without compromising the quality of speech.
Сущность изобретения состоит в том, что в систему ж.д. радиосвязи, состоящей на передающей стороне из последовательно включенных микрофона, передатчика аналоговых ЧМ сигналов, антенно-фидерного тракта, а на приемной стороне - из последовательно включенных антенно-фидерного тракта, приемника аналоговых ЧМ сигналов, громкоговорителя, дополнительно введены на передающей стороне генератор вспомогательной несущей частоты и последовательно подключенные к выходу микрофона усилитель, перемножитель сигналов, двусторонний усилитель-ограничитель амплитуды сигнала, полосовой фильтр, когерентный детектор, выход которого подключен к низкочастотному (н.ч.) входу передатчика ЧМ сигналов; выход генератора вспомогательной несущей частоты подключен к высокочастотному (в.ч.) входу перемножителя и к опорному входу когерентного детектора, а на приемной стороне дополнительно введены генератор импульсов и последовательно подключенные к выходу приемника ЧМ сигналов дискретизатор по времени, интегратор по времени, фильтр нижних частот (ФНЧ), усилитель звуковой частоты, выход которого подключен к входу громкоговорителя; выход генератора импульсов подключен к в.ч. входу дискретизатора сигнала по времени.The essence of the invention lies in the fact that the railway system radio communication, consisting on the transmitting side of a series-connected microphone, an analog FM transmitter, antenna-feeder path, and on the receiving side of a series-connected antenna-feeder, an analog FM signal receiver, loudspeaker, an auxiliary carrier frequency generator is additionally introduced on the transmitting side and an amplifier, a signal multiplier, a two-way amplifier-limiter of the signal amplitude, a band-pass filter, coherent, connected in series to the microphone output a detector whose output is connected to the low-frequency (n.a.) input of the FM transmitter; the output of the auxiliary carrier frequency generator is connected to a high-frequency (including) input of the multiplier and to the reference input of a coherent detector, and a pulse generator and a time integrator, a time integrator, and a low-pass filter are additionally introduced to the output of the FM signal receiver on the receiving side (Low-pass filter), an audio frequency amplifier, the output of which is connected to the input of the speaker; The output of the pulse generator is connected to the RF the input of the signal sampler in time.
Существенным отличием изобретения являются введенные элементы и их связи.A significant difference of the invention are the introduced elements and their relationships.
Изобретение иллюстрируется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 представлена структурная схема радиопередающего устройства, а на фиг.2 - радиоприемного устройства радиосистемы.Figure 1 presents the structural diagram of a radio transmitting device, and figure 2 - a radio receiving device of the radio system.
На фиг.1 обозначено: 1 - микрофон, 2 - микрофонный усилитель, 3 - перемножитель сигналов, 4 - генератор колебания вспомогательной несущей частоты, 5 - усилитель-ограничитель амплитуды сигналов, 6 - полосовой фильтр, 7 - когерентный детектор, 8 - передатчик ЧМ сигналов.Figure 1 indicates: 1 — microphone, 2 — microphone amplifier, 3 — signal multiplier, 4 — auxiliary carrier oscillation generator, 5 — signal amplitude limiting amplifier, 6 — band-pass filter, 7 — coherent detector, 8 — FM transmitter signals.
На фиг.2 обозначено: 9 - приемник ЧМ сигналов, 10 - дискретизатор по времени, 11 - генератор импульсов, 12 - двусторонний усилитель-ограничитель амплитуды сигнала, 13 - интегратор по времени, 14 - ФНЧ, 15 - усилитель звуковой частоты (УЗЧ), 16 - громкоговоритель. Введенные элементы обведены пунктирной линией.Figure 2 indicates: 9 - FM receiver, 10 - time sampler, 11 - pulse generator, 12 - two-way amplifier-limiter of signal amplitude, 13 - time integrator, 14 - low-pass filter, 15 - sound frequency amplifier (UHF) , 16 - loudspeaker. Entered elements are outlined with a dashed line.
Работа схемы происходит следующим образом.The operation of the circuit is as follows.
Введенные элементы на передающей стороне (фиг.1), обведенные пунктирной линией, представляют собой глубокий двусторонний ограничитель амплитуды (клиппирующее устройство) речевого сигнала без гармоник его частотных составляющих, что и определяет существенный выигрыш в помехоустойчивости без ухудшения качестве речи. В эксплуатируемых ж.д. радиостанциях при нормальной громкости разговора ограничение амплитуды сигнала отсутствует. Если же громкость будет значительно выше нормы (крики), то соответствующий сигнал большого уровня ограничивается по амплитуде во избежание увеличения девиации частоты выше нормы, создающей помехи соседним частотным каналам. Введенные элементы на передающей стороне глубоко ограничивают по амплитуде сигнал не только большой, но и средней, и малой громкости. Конечно, глубоко ограниченный по амплитуде (клиппированный) сигнал имеет более низкую натуральность, но на приемной стороне введенные элементы устраняют этот недостаток.The introduced elements on the transmitting side (Fig. 1) surrounded by a dashed line represent a deep two-sided amplitude limiter (clipping device) of the speech signal without harmonics of its frequency components, which determines a significant gain in noise immunity without compromising the quality of speech. In operating railways radio stations at normal conversation volume there is no signal amplitude limitation. If the volume is much higher than the norm (screaming), the corresponding high-level signal is limited in amplitude to avoid an increase in the frequency deviation above the norm, which interferes with adjacent frequency channels. The introduced elements on the transmitting side deeply limit the amplitude of the signal not only high, but also medium and low volume. Of course, a deeply clipped (clipped) signal has lower naturalness, but on the receiving side the introduced elements eliminate this drawback.
Речевой сигнал (PC) является широкополосным, так как его полоса частот ΔΩ больше средней частоты его спектра. Поэтому непосредственное ограничение по низкой частоте (н.ч.) сопровождается попаданием в его полосу частот гармоник его частотных составляющих, начиная со второй и до одиннадцатой для 300 Гц. Это сильно и необратимо ухудшает разборчивость речи на выходе приемника. Для исключения этого недостатка широкополосный н.ч. PC с микрофонного усилителя 2 (фиг.1) преобразуется в узкополосный в.ч. сигнал в перемножителе 3, для чего он поступает на его н.ч. вход. На в.ч. вход блока 3 поступает колебание вспомогательной несущей частоты u4=U4cosωt с генератора 4. Речевой сигнал с выхода блока 2 можно представить в общем виде проекцией аналитического сигнала на вещественную ось комплексной плоскости:The speech signal (PC) is broadband, since its frequency band ΔΩ is greater than the average frequency of its spectrum. Therefore, an immediate restriction on a low frequency (n.h.) is accompanied by the entry into its frequency band of harmonics of its frequency components, starting from the second to the eleventh for 300 Hz. This greatly and irreversibly degrades the intelligibility of speech at the output of the receiver. To eliminate this drawback, broadband n.h. PC with a microphone amplifier 2 (Fig. 1) is converted to a narrowband high frequency. the signal in the multiplier 3, for which he arrives at his N.Ch. entrance. On the hour the input of block 3 receives the oscillation of the auxiliary carrier frequency u 4 = U 4 cosωt from the generator 4. The speech signal from the output of block 2 can be represented in the general form by the projection of the analytical signal on the real axis of the complex plane:
u(t)=U(t)cosφ(t), где U(t) - огибающая, φ(t) - его фаза. На выходе перемножителя 3 имеет место колебаниеu (t) = U (t) cosφ (t), where U (t) is the envelope, φ (t) is its phase. At the output of the multiplier 3 there is a fluctuation
которое является узкополосным в.ч. колебанием, так как его полоса частот 2ΔΩ<<ω.which is narrowband oscillation, since its frequency band is 2ΔΩ << ω.
Колебание u3(t) поступает на вход двустороннего амплитудного усилителя-ограничителя 5, на выходе которого будет не только первая, но и более высокие гармоники, находящиеся вне ее спектра. ФНЧ 6 пропускает на свой выход только первую гармонику, которая представляет собой колебание u3(t), но только постоянной амплитуды U5. Сигнал с выхода ФНЧ 6 когерентно детектируется в блоке 7 для получения н.ч. неискаженного гармониками PC постоянной амплитуды. Для этого на опорный вход блока 7 подается колебание вспомогательной несущей частоты с генератора 4. Когерентный детектор 7 состоит из перемножителя сигналов с подключенным к его выходу ФНЧ. На выходе перемножителя блока 7 колебаниеThe oscillation u 3 (t) is fed to the input of a two-sided amplitude amplifier-limiter 5, the output of which will be not only the first, but also higher harmonics outside its spectrum. The low-pass filter 6 passes to its output only the first harmonic, which is an oscillation u 3 (t), but only of constant amplitude U 5 . The signal from the output of the low-pass filter 6 is coherently detected in block 7 to obtain a low frequency undistorted harmonics PC constant amplitude. To this end, the auxiliary input frequency oscillation from the generator 4 is supplied to the reference input of block 7. The coherent detector 7 consists of a signal multiplier with a low-pass filter connected to its output. The output of the multiplier block 7 oscillation
ФНЧ блока 7 пропускает на свой выход только первое слагаемое u7(t)=U7cosφ(t), где U7=0,5U6U4 которое и представляет собой н.ч. широкополосный клиппированный PC без гармоник его частотных составляющих. Этот сигнал поступает на микрофонный вход передатчика 8, с выхода которого ЧМ колебание излучается антенной А.The low-pass filter of block 7 passes to its output only the first term u 7 (t) = U 7 cosφ (t), where U 7 = 0.5U 6 U 4 which is a n.p. clipped broadband PC without harmonics of its frequency components. This signal is fed to the microphone input of the transmitter 8, from the output of which the FM oscillation is emitted by antenna A.
На приемной стороне (фиг.2) ЧМ сигнал с выхода приемной антенны А поступает на вход приемника 9, где он опять преобразуется в н.ч. речевой сигнал (PC) постоянной амплитуды. Введенные элементы 10-15, обведенные пунктирной линией на фиг.2, восстанавливают амплитуду U(t) речевого сигнала и тем самым восстанавливают натуральность речи. Данное восстановление амплитуды осуществляется по принципу дельта-модуляции (ДМ) с поправкой. Поправка заключается в следующем. В известной ДМ передается знак приращения Δf функции PC. Но при очень малом приращении аргумента Δt приращение функции практически равно дифференциалу df этой функции по времени: Δf=df=(df/dt)Δt. Это значит, что знак приращения функции f(t) определяется знаком ее производной df/dt. Дискретизируя по времени эту производную, а затем предельно ограничивая по амплитуде дискретный сигнал, получим в чистом виде сигнал ДМ. Детектором этого сигнала является интегратор по времени с ФНЧ на его выходе. Сигнал на выходе ФНЧ представляет собой PC с огибающей. Если операцию дифференцирования исключить, то на выходе детектора-интегратора с ФНЧ будет такой PC с такой же огибающей, как и при дифференцировании, но сдвинутый по фазе на 90°. Это подтвердил компьютерный эксперимент по программе «Elektroniks Workbench». Ухо человека не реагирует на начальную фазу речи и поэтому можно использовать такую ДМ без дифференцирования (фиг.2).On the receiving side (FIG. 2), the FM signal from the output of the receiving antenna A is fed to the input of the
С блока 9 речевой сигнал постоянной амплитуды u9(t)=U cosφ(t) поступает на н.ч. вход дискретизатора по времени 10, на в.ч. вход которого подаются импульсы с генератора 11. Дискретизированный сигнал с блока 10 предельно и двусторонне ограничивается по амплитуде (клиппируется) в блоке 12, после чего интегрируется по времени в блоке 13, где восстанавливается PC с огибающей U(t). Далее этот PC поступает через ФНЧ 14 и УЗЧ 15 на громкоговоритель 16, где он преобразуется в звук.From
Помехоустойчивость приема PC определяется обобщенным выигрышем [1]PC reception immunity is determined by the generalized gain [1]
, где m - индекс ЧМ, а Кn - пик-фактор PC. Если PC не ограничен по амплитуде, то . При глубоком ограничении амплитуды PC значение . Это значит, что данное изобретение обеспечивает выигрыш в помехоустойчивости приема PC в раза без ухудшения качества речи. , where m is the FM index and K n is the peak factor of PC. If the PC is not limited in amplitude, then . When the amplitude of the PC is deeply limited, the value . This means that the present invention provides a gain in noise immunity of PC reception in times without degrading speech quality.
Технико-экономическим эффектом изобретения является повышение в 3,3 раза помехоустойчивости приема сигнала без ухудшения качества речи. Введенные элементы на фиг.1,2 являются внешними по отношению к радиостанции и поэтому их можно использовать и в эксплуатируемых радиостанциях.The technical and economic effect of the invention is to increase by 3.3 times the noise immunity of signal reception without affecting speech quality. The introduced elements in Fig.1,2 are external to the radio station and therefore they can be used in operating radio stations.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010152767/11A RU2464193C2 (en) | 2010-12-24 | 2010-12-24 | Railway radio communication system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010152767/11A RU2464193C2 (en) | 2010-12-24 | 2010-12-24 | Railway radio communication system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010152767A RU2010152767A (en) | 2012-06-27 |
RU2464193C2 true RU2464193C2 (en) | 2012-10-20 |
Family
ID=46681641
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010152767/11A RU2464193C2 (en) | 2010-12-24 | 2010-12-24 | Railway radio communication system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2464193C2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2211536C2 (en) * | 1997-07-31 | 2003-08-27 | Моторола, Инк. | Method and device for signal transmission in communication system |
RU2371783C2 (en) * | 2007-05-25 | 2009-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) | Method of transmitting speech signals and device to this end |
RU2381939C1 (en) * | 2009-03-23 | 2010-02-20 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | System of technological radio communication through digital channels of communication in railroad (versions) |
-
2010
- 2010-12-24 RU RU2010152767/11A patent/RU2464193C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2211536C2 (en) * | 1997-07-31 | 2003-08-27 | Моторола, Инк. | Method and device for signal transmission in communication system |
RU2371783C2 (en) * | 2007-05-25 | 2009-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) | Method of transmitting speech signals and device to this end |
RU2381939C1 (en) * | 2009-03-23 | 2010-02-20 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | System of technological radio communication through digital channels of communication in railroad (versions) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010152767A (en) | 2012-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5539705A (en) | Ultrasonic speech translator and communications system | |
US10868574B2 (en) | Signal cancellation of amplitude/angle modulation noise using feedforward and feedback topologies | |
TW517480B (en) | Wireless transceiver with subtractive filter compensating both transmit and receive artifacts | |
Crepaldi et al. | An analog-mode impulse radio system for ultra-low power short-range audio streaming | |
Saidov et al. | Digital processing of the ultrasonic signal for mobile devices in the transmission of information | |
NL8402320A (en) | FAULT DETECTOR. | |
RU2464193C2 (en) | Railway radio communication system | |
GB551472A (en) | Improvements in modulated high frequency carrier wave signalling systems | |
EP2040385B1 (en) | Digital FM Radio Transmitter | |
US7027505B2 (en) | System and method for bandwidth compression of frequency and phase modulated signals and suppression of the upper and lower sidebands from the transmission medium | |
RU2371783C2 (en) | Method of transmitting speech signals and device to this end | |
Clark et al. | Frequency offset correction in speech without detecting pitch | |
JPH09200100A (en) | Radio transmission method and equipment | |
Oberst et al. | The SNR of a frequency doubler | |
JP3652821B2 (en) | Band edge frequency detection device of predetermined bandwidth of filter, and SSB transmitter and SSB receiver using the device | |
US20230208401A1 (en) | Filter that minimizes in-band noise and maximizes detection sensitivity of exponentially-modulated signals | |
RU2625806C1 (en) | Method of transmission of alarm messages on radio broadcast | |
RU2474956C1 (en) | Method and device of reducing acoustic signal interference | |
JPS55132135A (en) | Simultaneous transmitting-receiving radio equipment | |
RU2342775C1 (en) | Narrow-band radio set | |
GB815766A (en) | Two-way radio terminal apparatus | |
UA128248U (en) | DEVICES FOR MUSCLING OF TRANSMISSION, REGISTRATION AND RECEIPT INFORMATION | |
RU2408138C1 (en) | Information transmission system with frequency separation of signals | |
None | ELECTRONIC CIRCUITS FOR COMMUNICATIONS SYSTEMS. A Compilation. | |
SU1267919A1 (en) | Device for determining location of underground metal communications |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141225 |