Имитатор многолучевого радиоканала

(54) ИМИТАТОНАЛА техник- повыржит 7 Изобрете е относится ь изобретени Имитатор со й преобраэов опорных час радиосвязи. Цел шение точности аналого-цифров(АЦП) 1, блок тельот, И ветГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОП 1 РЫТПРИ ГКНТ СССР ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ вей 3,-3 д формирования сигнала прямого луча, Х ветвей 5-5 формирования сигнала задержанного луча, многовходовый сумматор 11, циФроаналоговыйпреобразователь (ЦАП) 12, АЦП 13,блок 14 имитации эффекта Доплера, АЦП17, блок 8 имитации шума, переключатель 19, блок 20 сдвига частоты,фильтр 21, генератор 22 высокой частоты, фильтр 23. Модулированный сигнал х(Г) в полосе канала тональнойчастоты поступает на первый вход АЦП1, где стробируется с тактовой частотой, вырабатываемой блоком 2, На выходе многовходового сумматора 11всегда существует сумма того, чтоприсутствует на его входах. Переключатель 19 переключает свои входы.Изобретение относится к технике радиосвязи и может использоваться для имитации условий приема при мно". голучевом распространении сигналов в радио.- и гидроакустических каналах связи.Цель изобретения " повышение точности.На Фиг.1 представлена структурная эпектрическая схема предложенного имитатора многолучевого радиоканала, на фиг.2 - эпюры напряжений, поясняюпие его работу.Имитатор многолучевого радиоканала содержит первый аналого-цифровой . преобразователь (АЦП) 1, блок 2 опор" ных частот, Б ветвей 3-3 Формирования сигнала прямого луча, каждая из кфторых состоит из блока 4 замираний, 20 И ветвей 5-5формирования сигнала задержанного луча каждая из которых состоит из перестраиваемой линии 6сзадержки, блока 7 замираний и блока 8 имитации эффекта Доплера, содержа щего управляемую линию 9 задержки и узел 10 формирования частоты считывания, многовходовый сумматор 11, первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 12, второй аналого-цифровой преобразователь 13, блок 14 имитации эффекта Доплера, состоящий из управфемой линии 15 задержки и узла 16 формирования частоты считывания, второй цифроаналоговый преобразователь АЦП) 17, блок 18 имитации шума, переключатель 19, блок 20 сдвига частоты первый фильтр 21, генератор 2- высокой частоты, .второй фильтр 23.40Имитатор работает следующим образом.Модулированный сигнал х(1) в полосе канала тональной частоты поступает 45 на первый вход первого аналого-цифрового (АЦП) 1, где стробируется с тактовой частотой, вырабатываемой блоком 2 опорных частот. Дискретные отсчеты сигнала х(шТ), где Т - период частоты 50 дискретизации, ш=1,2,3, поступают на входы И ветвей 31-3формирования сигнала прямого луча и И ветвей 5-5 формирования сигнала задержанного лу. ча. На выходе соответствующей ветви 3-3 формирования прямого луча имеемисигналхр (шТ) К щ (шТ)х(шТ)где К(шТ) - коэффициент передачиблдка 4 замираний, входящего в состав соответствующей ветви 3-3формирования сигналапрямого луча.Сигнал на выходе перестраиваемой линии 6 задержки соответствующей ветви 5-511 формирования сигналов задержанного луча задерживается на величину ь =К Т где К - число тактов часЪ ф . Ътоты дискретизации, на которое осуществляется задержка и описывается выражением х (шТ)=х(шТ-КТ).(2) На выходе блока 7 замираний сигналможно представить как х (шТ)=К (шТ) х(шТ-КТ), (3) где К (шТ) - коэффициент передачиблока 7 замираний, вхо-.дящего в состав соответствующей ветви 5-5формирования сигналазадержанного луча.,Блок 8 имитации эффекта Доплера в каждой иэ И ветвей 5-5 и формирования задержанного луча предназначен для имитации доплеровского сдвига частоты в ветвях формирования сигнала задержанного луча при перемещении отражающих поверхностей во время сеанса связи (например, при перемещении слЬев и неоднородностей ионосферы в КВ радиоканале), Блок 8 имитации эффекта Доплера состоит из управляемой линии задержки 9 и узла 10 формирования частоты считывания. Эффект Доплера в реальном канале связи можно выразить соотношением где Ч - относительная скорость приемника и передат-,чика приемника по отнопрм пр ФЭ где Й- частота сигнала, принятаяммприемником (не показан)Е- частота сигнала, переданная4передатчиком (не показан),К - коэффициент, который зависит от скорости и на".правления приемника и (или)Чпередатчика, К = 1 +-Н 1а на его выходе как=ф ГКр где К - число тактов частоты дис 153кретизации, на которое осуществляется задержка в управляемой линии 9 задержки;К - коэффициент Доплера, ознай 3чающий число раэ, в которое2 Оизменяется тактовая частота,а вместе с ней и частотывсех гармонических составляющих сигнала в блоке 8 имитации эфФекта Доплера.Б многовходовом сумматоре 11 происходИФ сложение всех сигналов Я ветвей 31-31, формирования сигнала прямого луча и Б ветвей 5-5 формирования сигнала задержанйого луча.На выходе многовходового сумматора 11 сигнал можно представить какгде р - текущий номер ветви 31-3формирования прямого луча;а - текущий номер ветви 51-5формирования задержанноголучаТ - новая тактовая частота на1г.выходе г-й ветви формирования сигнала задержанного лу то сигнал на его входе можно записать5 О как ЪткнДГ 1 Ут. Кц (в. к 1,1 (12)Ы.т(е ) ешК Ч,14 ствляется задержка в управляемой линии 15 задержки;"ГтквТК вх л (шТК 8) Кзл(ш Ь) 2 ча.Текущий отсчет сигнала на выходе ветвей .21"Зл, и 5-5 сохраняется до появления следующего отсчета, на высоде же многовходового сумматора 11где К - число тактов частоты дискре-тизации, на которое осущевсегда существует сумма того, что присутствует на его входах и которая изменяется с изменением информации 1хотя бы на одномиз этих входов. Поэтому для имитатора несущественно то, что тактовая частота на выходе ветвей разная, обусловленная различными коэффициентами Доплера К в различных ветвях.Сигнал с выхода многовходового сумматора 11 в первом цифроаналоговом преобразователе (ЦАП) 12 преобразуется в аналоговую форму, затем во втором АЦП 13 снова преобразуется в цифровую, но теперь уже отсчеты сигнала на вход блока 14 имитации эффекта Донлера поступают с одной тактовой частотой Й , равной частоте им" пульсов, поступающих с первого выхоа блока 2 опорных частот.Блок 14 имитации эффекта Доплера, в состав которого входят управляемая, линия 15 задержки и узел 16 работает аналогично блоку 8 имитации эффектов Доплера в каждой из Х ветвей 51-5 формирования задержанного луча. Если сигнал на входе блока 14 имитации эффекта Доплера представить в видеИтТ 1 ЯТ Я ъТУ(шТ) = 2У(6 ) 8 Й.Я2% 125805К - коэФфициент Доплера, означающий число раз, в котороеизменяется тактовая частота,а вместе с ней и частотывсех гармонических состав 5ляющих сигнала в блоке 14имитации эффекта Доплера.После цифроаналогового преобразования во втором ЦАП 17 и наложения аддитивного шума заданной величины в блоке 18 имитации шума сигнал поступает на вход переключателя 19, Если к выходу имитатора подключено непосредственно устройство преобразования 15 сигналов (УПС), то переключатель 19 ставится в такое положение, чтобы сигнал с его входа проходил на его первый выход и поступал на вход блока 20 сдвига частоты. Блок 20 предйазначен для имитации сдвига частоты в канале вследствие нестабильности генераторов (рассинхрониэации) приемопередающих каналообразующих уст. - ройств (например, передающей и при емной радиостанций), Данный сдвиг частоты очень ощутим в радиоканалах (может доходить до нескольких десятков герц) ввиду того, что передача там происходит в высокочастотном30 тракте, а в гидроакустических началах не столь большой, хотя и там он тоже присутствует. Итак, спектр сигнала на выходе блока 20 сдвига частоты сдвинут по оси частот на задаваемую величину расхождения между генераторами приемника и передатчика. Далее сигнал поступает на вход фильтра 21, который имитирует канальные фильтры приемника и передатчика каналообразующей аппаратуры. Его характеристики, амплитудно-.и фазочастотные, эквивалентны совокупным характеристикам канальных фильтров, Влияние характеристик канальных фильтров 45 сильно сказывается при передаче данных по многолучевым каналам. Это влияние тем сильнее, чем выше скорость передачи, Поэтому влияние неидеальности АЧХ и ФЧХ канала (которое складывается иэ неидеальности АЧХ и ФЧХ канальных фильтров приемника и передатчика каналообразующей аппаратуры) должно учитываться при создании имитаторов каналов, по которым предполагается осуществить передачу данных. С выхода первого фильтра 21 сигнал поступает на низкочастотный выход имитатора, к которому может подклю 77 0чаться приемный модем (УПС) аппаратуры передачи данных.Если к выходу имитатора подключается приемник каналообразующей аппаратуры (например, приемная радиостанция), то переключатель 19 ставится в такое положение, чтобы скоммутировать свой вход со своим вторым выходом. При этом информационный сигнал с выхода переключателя 19 частотно,модулирует несущую частоту генератора 22 высокой частоты. Далее сигнал поступает на второй фильтр 23, чьи характеристики эквивалентны характеристикам канальных фильтров только передатчика каналообразующей аппаратуры. С выхода второго фильтра 23 сигнал поступает на высокочастотный выход имитатора к которому может подключаться приемное устройство каналообразующей аппаратуры (например, приемная радиостанция или приемное устройство каналообразующей аппаратуры гидроакустического канала связи).Формула изобретенияИмитатор многолучевого радиоканала, содержащий многовходовый сумматор, И ветвей формирования сигнала прямого луча, каждая из которых состоит из блока замирания, Х ветвей формирования сигнала задержанного лучакаждая из которых состоит из перестраи-ваемой линии задержки, вход которой является входом ветви формирования сигнала задержанного луча, и блока замираний, причем выходы И ветвей формирования сигнала задержанного луча и выходыветвей формирования сигнала прямого луча соединены с соответствующими входами многовходового сумматора, а информационные входы Й ветвей формирования сигнала задержанного луча и информационные входы И ветвей формирования сигнала прямого луча объединены, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, введены блок опорных частот, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами И ветвей формирования сигнала задержанного луча и управляющим входом И ветвей Формирования сигнала прямого луча, первый аналого-цифровой преобразователь, информационный входорректор И.Муска Заказ 2023ВНИИПИ Государственног113035 Тираж 528комитета по изобретениям Москва, Ж, Раушская на Подписноеоткрытиям при ГКНТд. 4/5 ьский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10 Прои твеннокоторого является входом имитатора многолучевого радиоканала, управляющий вход первого аналого-цифрового преобразователя соединен с первым выходом блока опорных частот, а выход5 первого аналого-цифрового преобразователя соединен с объединенными входами Б ветвей формирования сигнала задержанного сигнала и И ветвей формирования сигнала прямого луча, последоватЕльно соединенные первый цифроаналоговый преобразователь, вход которого соединен с выходом многовходового сумматора, второй аналого-цифровой преобразователь, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока опорных частот, блок имитации эффекта Доплера, первый и второй управляющие входы которого соединены с первым и вто рым выходами блока опорных частот, второй цифроаналоговый преобразователь, блок имитации шума, переключатель, блок сдвига частоты и первый фильтр, выход которого являет ся низкочастотным выходом имитатора многолучевого радиоканала, последовательно соединенные генератор высокой частоты, вход которого соединен с вторым выходом переключателя ий второй фильтр, выход которого является высокочастотным выходом имитатора многолучевого радиоканала, при этом в каждую ветвь формирования сигнала задержанного луча введен блок имитации эффекта Доплера, вход которого соединен с выходом блока замираний, вход которого соединен с выходом перестраиваемой линии задержки, управляющий вход которой соединен с управляющим входом блока замираний и первым управляющим входом блока имитации эффекта Доплера и является первым управляющим входом каждой ветви формирования сигнала задержанного луча, вторымуправляющим входом и выходом которой являются соответственно второй управляющий вход и выход блока имитации эффекта Доплера.