SU1138953A1 - Устройство дл измерени частотной характеристики канала св зи - Google Patents

Abstract

I. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАНАЛА СВЯЗИ, содержащее п каналов измерени  частотной характеристики, синхронизатор , многоканальный параллельный спектроанализатор, выходы каждого канала которого подключены к входам блока оценивани  амплитуды и блока оценивани  фазы соответствующего канала измерени  частотной характеристики , причем блок оценивани  амплитуды состоит из источника опорного напр жени , подключенного к первому входу основного перемножител , а блок оценивани  фазы состоит из источника опорного напр жени , подключенного к первому входу основного сумматора, отличающеес  тем, что, с целью уменьшени  погрешности оценивани  частотной характеристики канала св зи, в каждый канал измерени  частотной характеристики введен блок управлени , в блок оценивани  амплитуды - входной делитель напр жений и последовательно соединенные первый сумматор, дополнительный перемножитель, второй сумматор, элемент задержки и коммутатор, выход которого подключен к другому входу BTQporo сумматора- и к второму входу основного перемножител , выход которого подключен к одному из входов первого сумматора, другой вход которого соединен с сигнальным входом блока управлени , с первым входом входного делител  напр жений «  вл етс  входом блока оценивани  амплитуды , второй вход делител  напр жений соединен с выходом источника опорного напр жени , а выход подключен к сигнальному входу коммутатора, другой вход дополнительного перемножител  соединен с первым выходом блока управлени , и в блок оценивани  фазы введен входной сумматор и последовател но соединенные первый дополнитель- 1 ный сумматор, перемножитель, второй Н дополнительный сумматор, элемент задержки и коммутатор, выход которого подключен к другому входу второго дополнительного сумматора и к второму СО ЭР входу основного сумматора,, выход ко торого подключен к одному из входов :о сд первого дополнительного сумматора другой вход которого соединен с пер вым входом входного сумматора и  вл 00 . етс  входом блока оценивани  фазы, второй вход входного сумматора соединен с выходом источника опорного напр жени , а выход подключай к сигнальному входу коммутатора, причем другой вход перемиожител  соединен с вторым выходом блока управлеии , тактовый вход которого и управл ющие входы KOMMyTiaTopo соединены с соответствуиидим .выходом.синхронизатора .

Description

2. Устройство по п. 1, о т л и ч ающе е с  тем, что блок управлени  выполнен в виде последовательно соединенных входного измерител  отношени  сигнал/шум, нелинейного преобразовател  коммутатора, другой вход которого соединен с выходом источника .опорного напр жени  и делител  напр жени , выход которого  вл етс  вторым выходом блока управлени , первым выходом которого  вл етс  выход коммутатора, управл ющий вход которого  вл етс  тактовым входом блока управлени .

Изобретение относитс  к радиосв зи и может использоватьс  дл  повышени  помехоустойчивости спектральных приемников в системах дискретной информации,

Известно устройство дл  измерени  частотной характеристики (ЧХ) канала св зи, содержащее входной коррел тор вйгкод которого подключен к первому входу блока- индикации, к входу блока синхронизации, вьгход которого подключен к второму входу блока индика . ции и через ждущий генератор качакщес  частоты к другому входу входного коррел тора, соединенному с выходом опорного генератора, причем медцу выходом синхронизатора и входами . ждущего генератора качающейс  частоты и блока индикации выключен ключ, управл ющий вход которого соединен с выходом канала св зи через блок вьщелени  пауз П .

Недостаток устройства - невозможность получени  оценок ЧХ канала св зи в реальном масштабе времени при передаче дискретной информации по коротковолновым тропосферным и другим радиоканалам св зи с рассе нием . Наиболее близким к предлагаемому

по технической сущности и достигае:мому результату  вл етс  устройство дл  измерени  частотной характерис .тики канала св зи, содержащее п каналов измерени  частотной характеристики , синхронизатор, многоканальньй ;Параллельный спектроанализатор, вы ,ходы каждого канала которого подключены к входам блока оценивани  амплитуды и блока оценивани  фазы соответствующего канала измерени  частотной характеристики, причем блок оценивани  амплитуды состоит из источника опорного напр жени , подключенного к первому входу основног перемножител , а блок оценивани  фазы состоит из источника опорного напр жени , подключенного- к первому входу основного сумматора 2.

Однако известное устройство обладает относительно высокой погрешностью оценивани  частотной характеристики канала св зи в услови х ограниченного энергопотенциала системы

СВЯ31.

Известное устройство реализует алгоритм обратной фильтрации со сглаживанием оценок ЧХ, которьш позвол ет получать оценки, качество которых тем выше, чем больше объем обрабатываемой выборки при условии неизменности в ней полезных сигналов. Параметры реальных радиоканалов тропосферный , коротковолновый и т.д.) измен ютс  во времени случайным образом . При этом результирующа  погрешность оценивани  включает в себ  динамическую погрешность (вследствие изменени  параметров канала и ограниченных динамических свойств процесса оценивани  и шумовую погрешность (вследствие аддитивного флуктуационного шума в наблюдаемом сигнале). Вли ние ширины полосы фильтра низкой частоты (ФНч) известного устройства на составл ющие результирующей погрешности противоположно: при увеличении скорости изменени  параметров канала с целью уменьшени  динамической погрешности следует расширить полосу ФНЧ, однако при этом возрастает шумова  погрешность . Цель изобретени  - уменьшение погрешности оценивани  частотной характеристики канала св зи. Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство дл  измерени  частотной характеристики канала св зи, содержащем п каналов измерени  частотной характеристики, синхронизатор многоканальный параллельный спектроанализатор , выходы каждого канала ко торого подключены к входам блока оце нивани  амплитуды и блока оценивани  фазы соответствующего канала измерени  частотной характеристики, причем блок оценивани  амплитуды состоит из источника опорного напр жени , подключенного к первому входу основного перемножител , а блок оценивани  фазы состоит из источника опорного напр жени  подключенного к первому входу основного сумматора, в каждый канал измерени  частотной характерис тики введен блок управлени , в блок оценивани  амплитуды - входной делитель напр жений и последовательно соединенные первый сумматор, дополнительный перемножитель, второй сумматор , элемент задержки и коммутатор выход которого подключен к другому входу второго сумматора и к второму -ВХОДУ основного перемножител , выход которого подключен к одному из входо первого сумматора, другой вход которого соединен с сигнальньм входом блока управлени , с первым входом входного делител  напр жений и  вл етс  входом блока оценивани  амплитуды второй вход делител  напр жений соединен с выходом источника опорного напр жени , а выход подключен к сигнальному входу коммутатора, причем вxo дополнительного перемножител  соединен с первым выходом блока управлени , и в блок оценивани  фазы введен входной сумматор и последовательно соединенные первый дополнительный сумматор, перемножитель, второй дополнительнь1й сумматор, элемент задержки и коммутатор, выход которого подключен к другому входу второго дополнительного сумматора и к втором входу основного сумматора, выход кот рого подключен к одному из входов первого дополнительного сумматора, другой вход которого соединен с первым входом входного сумматора и  вл етс  входом блока оценивани  фазы, второй вход второго сумматора соединен с выходом источника опорного напр жени , а выход подключен к сигнальному входу коммутатора, причем другой вход перемножител  соединен с вторым выходом блока управлени , тактовый вход которого и управл ющие входы коммутаторов соединены с соответствующим выходом синхронизатора. При этом блок управлени  выполнен в виде последовательно соединенных входного измерител  отношени  сигнал/шум , нелинейного преобразовател , коммутатора, другой вход которого соединен с выходом источника опорного напр жени  и делител  напр жени , выход которого  вл етс .вторым выходом блока управлени , первым выходом которого  вл етс  выход коммутатора, управл ющий вход которого  вл етс  тактовым входом блока управлени . На чертеже представлена структурна  электрическа  схема устройства дл  измерени  частотной характеристики канала св зи. Устройство содержит синхронизатор 1, многоканальный параллельный спектроанализатор 2, каналы 3 измерени  4, каждый из которых состоит из блока 4 оценивани  амплитуды, блока 5 оценивани  фазы и блока 6 управлени . Блок 4 оценивани  амплитуды Содержит источник 7 опорного напр жени , входной делитель 8 напр жений, основной 9 и дополнительный 10 перемног жители, первый П и второй 12 сумматоры , коммутатор 13 и элемент 14.за- держки. Блок 5 оценивани  фазы содержит источник 15 опорного напр жени , входной сумматор 16 основной сумматор 17, перемножитель 18, первый дополнительный 19 и второй дополнительный 20 сумматоры, коммутатор 21 и элемент 22 задержки. Блок 6 управлени  содержит.входной измеритель 23 отношени  сигнал/шум , нелинейный преобразователь . 24, коммутатор 25, источник 26-опорного напр жени  и делитель 27 напр жени . Устройство работает следующим образом . На вход синхронизатора 1 подаетс  синхросигнал, а на вход многоканального параллельного спектроанализатора 2 - классифицированна  выборка сигнала, прошедшего радиоканал св зи. В многоканальном параллельном спектроанализаторе 2 происходит разделение спектра в каждой элементарной посылки на частотные составл ющи на которых определ ютс  значени , амплитудного и фазового спектра принимаемого сигнала. Число каналов ана лиза спектра и их центральные частоты определ ютс  эффективной полосой частот спектра передаваемых по каналу элементарньщ сигнальных посылок и радиусом частотной коррел ции ЧХ канала. Напр жени , пропорциональ ные отсчетам амплитудного и фазового спектра на частотах анализа, подаютс  затем в соответствующие каналы измерени  ЧХ. В каждом канале 3 измерени  ЧХ сигнал, соответствующий отсчету амплитудного спектра, одновременно поступает на сигнальный вход первого сумматора 11 блока 4 оценивани  амплитуды,, на вход Делимое входного делител  8 напр жений и на сигнальный вход блока 6 .управле ни . А сигнал, соотвеР твующий отсч ту фазового спектра, подаетс  на входы первого дополнительного сумматора 19 блока 5 оцениванда фазы и входного сумматора 16. Работа блоков 4 и 5 оценивани  амплитудыи фазы идентична и может быть рассмотрена на примере работы блока 4. На выходе входного делител  8 напр жений формируетс  сигнал,  вл ющийс  исходным значением, с которого начинаетс  итерационный процесс оценивани  значени  амплитудночастотной характеристики канала на частоте анализа. По сигналу с синxpoHPisaTopa коммутатор 13 подключа ет сигнал начальной оценки с выхода входного делител  8 напр жений к основному перемножителю 9 и второму сумматору 12. Основной перемножиталь 9 на основе сигнала начальной оценки и опорного напр жени  с источника 7 опорного напр жени  их произведени  вырабатывает сигнал ожидаемого значе ни  амплитуды ЧХ наблюдаемого сигнала , котора  сравниваетс  в сумматоре 11 с входным значением. Результат перемножаетс  в дополнительном перемножителе 10 на некоторое напр жение пропорциональное отношению сигнал/шу на частоте анализа и вырабатываемое блоком 6 управлени . Сигнал с дополнительного перемножнтел  10 подаетс  на второй сумматор 12, где суммируетс  с начальной оценкой, после чего подаетс  на BEJXCI: блока 4 и на элемент 14 задержки, задерживающий сигнал на период поступлени  входного сигнала. На этом первый шаг итерационного процесса оценивани  заканчиваетс  и по сигна1пу с синхронизатора коммутатор 13 подключает элемент 14 задержки К основному перемножителю 9 и второму сумматору 12, замыка  при этом цепь обратной св зи. Далее устройство работает в режиме с замкнутой обратной св зью, размыкание которой происходит лишь при прерыв,ании и возобновлении сеансов радиосв зи. Скорость сходимости итерационных процессов оценивани  в блоках 4 и 5 . оценивани  амплитуды и фазы определ етс  величиной напр жений, подаваемых на вход перемножителей 10 и 18 с выходом блока 6 управлени . Эти Напр жени  вырабатываютс  в блоке 6 .управлени  путем измерени  отношени  сигнал/шум на частоте анализа, например , с помощью последовательно соединенных частотного детектора и выпр мител , образукщих входной измеритель 23 отношени  сигнал/шум, с последующим нелинейным преобразованием результата измерени  нелинейным преобразователем 24, причем нелинейность имеет видУцых oi 1п(х + 1,0), где об - коэффициент пропорциональности , ос О, Xgt.ix йх выходное и входное напр жени  нелинейного преобразовател  24. Напр жение с выхода нелинейного преобразовател  24 затем подаетс  через коммутатор 25 на управл нщий вход блока 4 и через делитель 27 напр жени  резистинный делитель с коэффициентом делени  2) - на управл ющий вход блока 5 оценивани  фазы. Режим работы коммутатора 25 аналогичен режиму работу коммутаторов 13 и 21 (в начале процесса оценивани  коммутатор подключает к своему выходу выход источника 26 опорного напр жени , а затем выход нелинейного преобразовател  24) . . Все введенные в устройство блоки могут/быть выполнены на операционных усилител х в микросхемном исполнении соответствующей серии. Таким образом, предложенное устройство отличаетс  адаптацией к измен ющимс  услови м оценивани  ЧХ. Оптимальное функционирование известного устройства предполагает адап тацию к услови м оценивани  аиирипы полосы ФНЧ в каждом канале оценивани  ЧХ, что св зано с дополнитель- . ными трудност ми при его реализации. , Моделирование на ЭВМ работы сравнивае- 5 мых устройств показало, что в диапаI 1389 53 зоне отношений сигнал/шум по мощности 1 - I0000 средн   относительна  ошибка оценивани  известного устройства в 2-3 раза больше аналогичной характеристики предлагаемого устройства .

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАНАЛА · СВЯЗИ, содержащее η каналов измерения частотной характеристики, синхронизатор, многоканальный параллельный спектроанализатор, выходы каждого канала которого подключены к входам блока оценивания амплитуды и блока оценивания фазы соответствующего канала измерения частотной характеристики, причем блок оценивания амплитуды состоит из источника опорного напряжения, подключенного к первому входу основного перемножителя, а блок оценивания фазы состоит из источника опорного напряжения, подключенного к первому входу основного сумматора, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешности оценивания частотной характеристики канала связи, в каждый канал измерения частотной характеристики введен блок управления, в блок оценивания амплитуды - входной делитель напряжений и последовательно соединенные первый сумматор, дополнитель ный перемножитель, второй сумматор, элемент задержки и коммутатор, выход которого подключен к другому входу втррого сумматора- и к второму входу основного перемножителя, выход которого подключен к одному из входов первого сумматора, другой вход кото рого соединен с сигнальным входом блока управления, с первым входом входного делителя напряжений и является входом блока оценивания амплитуды, второй вход делителя напряжений соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход подключен к сигнальному входу коммутатора, другой вход дополнительного перемножителя соединен с первым выходом блока управления, и в блок оценивания фазы введен входной сумматор и последователь^^ но соединенные первый дополнитель- I ный сумматор, перемножитель, второй ' “ дополнительный сумматор, элемент заό to держки и коммутатор, выход которого подключен к другому входу второго дополнительного сумматора и к второму входу основного сумматора., выход ко торого подключен к одному из входов первого дополнительного сумматора, другой вход которого соединен с первым' входом входного сумматора и является входом блока оценивания фазы,

СЛ ООвторой вход входного сумматора соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход подключен к сигнальному входу коммутатора, причем другой вход перемножителя соединен с вторым выходом блока управления, тактовый вход которого и управляющие входы коммутаторов соединены с соответствующим выходом.синхронизатора.

2. Устройство по π. 1, о т л и ч ающе е с я тем, что блок управления выполнен в виде последовательно соединенных входного измерителя отношения сигнал/шум, нелинейного преобразователя коммутатора, другой вход которого соединен с выхо дом источника опорного напряжения и делителя напряжения, выход которого является вторым выходом блока управления, первым выходом которого является выход коммутатора, управляющий вход которого является тактовым входом блока управления.