Система подвижной радиосвязи

 

Изобретение относится к радиосвязи. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Система подвижной радиосвязи ориентирована на принципы деления территории обслуживания на несколько радиозон, в каждой из которых расположена базовая станция (БС) 1, имеющая выход на ближайший коммутационный узел проводной телефонной сети. Каждая БС 1 осуществляет в пределах зоны обслуживания радиосвязь с подвижными абонентскими станциями (АС) 2 по N выделенным радиоканалам. Общее число каналов в системе, в которых может работать любая АС 2, равно L, пРичЕМ N≤L. Каждая БС 1 осуществляет независимую обработку и формирование сигналов в каждом из N выделенных приемопередающих каналов. На каждой АС 2 осуществляется настройка приемопередающего тракта поочередно на каждый из L КАНАлОВ СиСТЕМы. 9 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Н 04 В 7/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

M A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4267855/24-09 (22) 25.06.87 (46) 23.04.89. Бюл. Р 15 (71) Всесоюзный заочный электротехнический институт связи (72) B.Н.Трубин (53) 621.396.6(088.8) (56) Системы подвижной радиосвязи.

/Под ред. Пышкина И.M. — M. Радио и связь, 1986, рис. 2.9.

Дежурный И.И. и др. Радиостанции. подвижной связи: Справочник. — М.:

Связь, 1979, рис. 2.1, 2.3, 2.8, 29. (54) СИСТЕМА ПОДВРИНОЙ РАДИОСВЯЗИ (57) Изобретение относится к радиосвязи. Цель изобретения — повышение помехоустойчивости. Система подвижной радиосвязи ориентирована на прин„„SU, 1474860 А1 ципы деления территории обслуживания

t на несколько радиозон, в каждой из которых расположена базовая станция (БС) 1, имеющая выход на ближайший коммутационный узел проводной телефонной сети. Каждая БС 1 осуществляет в пределах зоны обслуживания радиосвязь с подвижными абонентскими станциями (АС) 2 по N выделенным радиоканалам. Общее число каналов в системе, в которых может работать любая

АС 2, равно L, причем N6 L. Каждая

БС 1 осуществляет независимую обработку и формирование сигналов в каждом из И выделенных приемопередающих каналов. На каждой АС 2 осуществляется настройка приемопередающего тракта поочередно на каждый из L каналов системы. 9 ил.

Изобретение отно радиосвязи и может при построении зоно ной радиосвязи сред да на территории об щается несколько ст вых станций.

Целью изобретения чение помехоустойчи

На фиг.1 предста электрическая схема нентской станций; на фиг.2 — схема условного расположения базовых станций системы подвижной связи; на фиг.3 — спектральное распределение 15 служебного сигнала и помехи; на фиг.4-6 .- примеры реализации переключателей; на фиг.7 — вариант построения блока сопряжения; на фиг.8— вариант реализации формирователя уп- 20 равляющих сигналов абонентской станции; на фиг.9 - вариант построения управляемого блока стабилизированных генераторов.

Система подвижной радиосвязи содержит базовые станции 1, абонентские станции 2, N преобразователей 3 частоты, N демодуляторов 4, N усилителей 5 низкой частоты, антенный разделитель 6, усилитель 7 высокой частоты, преобразователь 8 групповой частоты, N передатчиков 9, N блоков 10 сопряжения, сумматор 1 1 передачи, антенный разделитель 12, усилитель 13 высокой частоты, преобразователь 14 частоты, демодулятор 15, первый усилитель 16 низкой частоты, первый детектор 17 служебных сигналов, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 18, микротелефон 19, второй детектор 20 40 служебных сигналов, усилитель 21 мощности, сумматор 22, второй усилитель

23 низкой частоты, модулятор 24, умножитель 25 частоты, управляемый гецифроаналоговый преобразователь (ЦАП)

62, управляемые генераторы 63 и 64 и сумматор 65. Логический. блок 53 содержит первый 66 и второй 67 элементы И, одновибратор 68, блок 69 дифференцирования и триггер 70, а управляемый блок 29 стабилизированных частот — N генераторов 71 стабилизированных частот, генератор 72 тактовых импульсов, счетчик 73 и мультиплексор 74.

Система ориентирована на принципы деления территории обслуживания на несколько радиозон, в каждой из которых расположена базовая станция (БС)

1, имеющая выход на ближайший коммутационный узел проводной телефонной сети (фиг.2). Каждая БС осуществляет в пределах зоны обслуживания радиосвязь с подвижными абонентскими станциями (АС) 2 по N выделенным радиоканалам. Общее число каналов в системе, в которых может работать любая

АС, равно L, причем N L

Система работает следующим образом.

Каждая БС 1 осуществляет независимую обработку и формирование сигналов в каждом из N выделенных приемопередающих каналов. По командам, поступающим из коммутационной части радиотелефонной сети через выходные линии БС, на вторых выходах блоков

10 сопряжения, соответствующих свонератор 26, блок 27.управления, циф- 45 роаналоговый преобразователь 28, управляемый блок 29 стабилизированных генераторов, N анализаторов 30 качества, Н избирательных фильтров 31, N квадратичных детекторов 32, N лога- 50 рифмических усилителей 33, N блоков

34 вычитания, N блоков 35 сравнения, N переключателей 36, N детекторов

37, N элементов. 38 задержки, генебодным каналам, формируются низкочастотные сигналы "Канал свободен" с частотой f,, которые поступают на соответствующие передатчики 9, где они переносятся по спектру и усиливаются по мощности и, пройдя через первый сумматор 11 и антенный разделитель 6, излучаются в эфир. Таким образом, каждый свободный канал отмечается маркерным сигналом со сторатор 39 тактовых импульсов, первый

40 и второй 41 переключатели, первый

42 и второй 43 полосовые фильтры, первый 44 и второй 45 блоки возведения в квадрат, первый 46 и второй 47 роны БС 1. На каждой АС 2 по разрешающему сигналу с второго выхода формирователя 53 управляемый блок стабилизированных генераторов 29 пооче-.

1 1474860 2 сится к технике . интеграторы, блок 48 вычитания, логабыть использовано рифмический преобразователь 49, сумвых систем подвиж- матор 50, формирователь 51 опорных ней емкости, ког- сигналов, N блоков 52 памяти, формислуживания разме- 5 рователь 53 управляющих сигналов и ационарных базо- элемент ИЛИ 54.

Переключатели 40 и 41 содержат является увели- счетчики 55 и мультиплексоры 56. Певости. реключатель 36 содержит триггер 57 влена структурная 10 и ключ 58, а блок 10 сопряжения — избазовой и або- бирательные фильтры 59 и 60, АЦП 61, 1474860 редно формирует на выходе сетку из

L частот, поступающих на преобразо- ватель 14 частоты и модулятор 24, настраивая таким образом приемопередающий тракт поочередно на каждый из

L каналов системы. Принятый с выхода антенного разделителя 12 маркерный сигнал "Канал свободен" проходит через усилитель 13 высокой частоты и с выхода преобразователя 14 частоты, где переносится в низкочастотную область спектра, поступает на демодулятор 15 и усилитель 16 низкой частоты, на выходе которого формируется видеосигнал частотой Й, с уровнем, достаточным для его обнаружения первым детектором 17 служебных сигналов. формирователь 53 управляющих сигналов анализирует состояние выхода пер-20 вого детектора 17 и второго выхода блока 27 управления.

В режиме дежурного приема, когда микротелефон 19 выключен, с второго выхода блока 27 управления поступает 25 сигнал, по которому формирователь 53 командой с второго выхода дает разрешение на блок 29 продолжить сканирование по всем частотным каналам системы. При снятии абонентом микротелефонной трубки от блока 27 управления на формирователь 53 поступает сигнал, который при обнаружении в текущем канале маркерного сигнала первым детектором 17 позволяет сформировать команду остановить блок 29 на данном канале. При этом с первого выхода формирователя 53 через элемент

ИЛИ 54 передается команда включения управляемого генератора 26, с выхода которого через сумматор 22, второй усилитель 23 низкой частоты, модулятор 24, умножитель 25,частоты и усилитель 21 мощности в эфир передается сигнал "Занятие канала" (СЗК) часто45 той f . Таким образом, АС занимает свободный канал. Принятый на БС через антенный разделитель 6 СЗК проходит через усилитель 7 высокой частоты и преобразователь 8 групповой частоты, выделяется посредством преобразователя 3 частоты в соответствующем приемном канале, каждый из которых настроен. на фиксированную частоту. После демодуляции и усиления соответствующими блоками 4 и 5 С3К поступает 5 в соответствующий анализатор 30 качества, где осуществляется измерение отношения мощностей сигнала и помехи.

Р„= ) Sq(f)df = N dfp р И

Pnq 8q(f)df = No f °

И, (2) Поскольку Р с+и = Рс + Ри, то

F carr, р P с+и т = P ир Ри ° (3)

Полагая, что Л f р = D f,. Н, можно показать, что

P с+и,р — P с+и,s Ы

1 с( (Р с+и р Pain < ) °

Выражая отношение сигнал/помеха в децибаллах, получают (с точностью до коэффициента пропорциональности)

Рс г

1а Р— = 1g P.— 1g —,„— —, +

Р„р

+ 1g(P с и р — Р с.п,, )1. (4)

Для вычисления слагаемого в квадратных скобках измеритель P „ содержит две нити. Сумма сигнала и помехи с выхода первого переключателя 40 поочередно проходит через полосовые фильтры 42 и 43 с соответствующими полосами частот 4fð и f,, далее

° Ю через блоки .44 и 45 возведения в квадрат и интеграторы 46 и 47 поступает на блок 48 вычитания и логарифмический преобразователь 49. На вью оде сумматора 50 образуется суммарный. сигнал, определяемый величиной в а

Мощность сигнала Р, измеряется при .прохождении последовательной цепи, состоящей из избирательного фильтра

31, где осуществляется фильтрация помех, квадратичного детектора 32 и логарифмического усилителя 33, на выходе которого напряжение пропорционально величине 1g P сн,. Мощность помехи Р и в полосе речевого сигнала определяется общей схемой, работающей, íå3àíèñèìo от сигналов взаимодействия, l проходящих по каналам. Для этого генератор 39 тактовых импульсов поочередно подключает выходы усилителей 5 через первый переключатель 40 к схеме, работающей по принципу компенсации сигнальной составляющей, которая может случайным образом из любого канала попасть на вход измерителя Р„.

На фиг.3 показано спектральное распределение С3К и помехи, имеющей равномерную спектральную плотность Nc.

Принцип измерения основан на выполнении следующих операций. Мощность помехи в полосе ЛЕ р и йЙ, определяется соответственно, как

14748

5 квадратных скобках выражения (4), так как с второго выхода формирователя 51 опорных сигналов поступает сигнал, пропорциональный величине

1g(d/ Ы вЂ” 1). Результирующий сигнал

5 через второй переключатель 4 t пбдается для запоминания на соответствующий блок выборки/хранения. Таким образом, к моменту прихода СЗК мощность 10 помехи является измеренной величиной и на выходе соответствующего блока

34 вычитания формируется сигнал, пропорциональный 1g(P /Р „ ), который сравнивается в блоке сравнения с установленным порогом, поступающим с первого выхода формирователя 51 опорных сигналов. В случае превышения порога переключатель 36 замыкается и разрешает прохождение СЗК по своему третьему входу с выхода усилителя

5 низкой частоты на соответствующий блок 10 сопряжения. После его обнаружения маркерный сигнал выключается и со стороны телефонной сети через 25 блок 10 сопряжения поступает сигнал зуммера, который с помощью передающего тракта БС излучается в сторону

АС. На АС прерывание маркерного сигнала "Канал свободен" фиксируется формирователем 53, с второго выхода которого поступает потенциал, запрещающий смену частоты на выходе блока 29. Таким образом, при отношении сигнал/помеха, превышающем заданный

35 порог, выбранный канал сохраняется и абонент, сняв микротелефонную трубку, может осуществить сеанс связи.

При этом от блока 2? управления поступает в цифровой форме номер вызываемого абонента, который цифроаналоговым преобразователем 28 переводится в форму, необходимую для его модуляции и передачи в сторону БС.

Принятый на БС номер с выхода соответствующего усилителя 5 непосредственно через переключатель 36 поступает на блок 10 сопряжения, где осуществляется преобразование в цифровой вид и передача с выхода БС на коммутационное оборудование телефон-, ной сети, после чего устанавливается соединение и начинается сеанс связи.

Если на выходе блока 34 вычитания

БС сформированный сигнал ниже порогового значения, то переключатель 36 остается разомкнутым для прохождения

СЗК, который при этом не может быть обнаружен в блоке сопряжения. Следо60 6 вательно, маркерный сигнал продолжает передаваться в данном канале, который остается свободным. В этом случае на втором выходе формирователя 53 формируется разрешающий потенциал для перестройки блока 29 на следующий частотный канал.

По окончании сеанса связи в системе формируется сигнал отбоя, который поступает либо от АТС, либо со стороны телефонной сети. В первом случае сигнал отбоя обнаруживается в соответствующем анализаторе 30 качества детектором 37 и одновременно проходит через переключатель 36 на блок 10 сопряжения и далее на выход БС. Через определенное время, заданное элементом 38 задержки, выходным сигналом последнего переключатель 36 устанавливается в исходное разомкнутое положение и от БС начинает передаваться маркерный сигнал, т.е. канал освобождается. При передаче сигнала отбоя со стороны БС он обнаруживается вторым детектором 20 служебных сигналов, который по управляющему входу усилителя 21 мощности выключает передатчик, после чего канал освобождается.

На фиг.5 и 6 показаны примеры построения переключателей 40 и 41 соответственно, .основанных на счетчиках

55, формирующих адрес для работы мультиплексоров 56.

На фиг.7 показана. возможная реализация переключателя 36, состоящего .из ключа 58, управляемого триггером 57.

На фиг ° 8 показана структурная схема блока 10 сопряжения, содержащая избирательные фильтры 59 и 60 для выделения сигналов СЗК и отбоя ° АЦП 61 осуществляет преобразование в дискретный вид поступающей сигнальной информации и номеров вызываемых абонентов. ЦАП 62 осуществляет обратное преобразование цифровых сигналов взаимодействия в аналоговую форму. Управляемые генераторы 63 и 64 формируют соответственно маркерный сигнал

"Канал свободен" и "Отбой". Сумматор 65 выполняет функцию объединения поступающей информации.

На фиг.9 представлен вариант построения формирователя 53, который работает следующим образом.

При поступлении на оба входа первого элемента И 66 разрешающих потенциалов с выходов первого детекто1474860 ра 17 и второго выхода блока 27 управления на входе блока 69 дифференцирования образуется перепад уровней, по которому формируется короткий импульс, устанавливающий триггер 70 в единичное состояние, по которому блок 29 удерживается на заданном канале. При этом выходным сигналом элемента И 66 через элемент ИЛИ 54 запускается одновибратор 68., на выходе которого через время, необходимое для измерения на БС отношения сигнал/

/помеха, формируется стробирующий импульс, который при наличии маркерного, сигнала с выхода первого детектора 17 проходит через второй элемент И 67 и сбрасывает триггер 70 в противоположное состояние. Это означает, что отношение сигнал/помеха принимает значение ниже порогового и маркерный сигнал продолжает передаваться в данном канале, поэтому выходным сигналом триггера 70 на блок 29 дается разрешение на формирование частоты, соответствующей очередному каналу, т.е. АС продолжает поиск свободного канала.

На фиг.10 показан вариант построения блока 29, основанный на независимой работе генераторов 71 стабилизированных частот, выполняющих роль гетеродинов. Генератор 72 тактовых импульсов управляется со стороны формирователя 53 и на счетчике 73 формирует поочередно код адреса, поступающий на мультиплексор 74, который в соответствии с установленным адресом подключает выход соответствующего генератора 71 стабилизированных частот.

Формула иэ обретения

Система подвижной радиосвязи, со-, держащая базовые и абонентские. станции, причем базовые станции содержат

N приемных каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные преобразователь частоты, демодулятор и усилитель низкой частоты, последовательно соединенные антенный разделитель, усилитель высокой частоты и преобразователь групповой частоты, выход которого подключен к входу преобразователя частоты каждого из N приемных каналов, а также N передатчиков, N блоков сопряжения и сумматор передачи, выход которого соединен с входом антенного разделителя, причем выход п реланаемого сигнала каждого блока сопряжения через соотнет- ствующий передатчик соединен с соот5 ветствующим входом сумматора передачи, а шина выхода каждого блока сопряжения является соответствующим выходом устройства, абонентская станция содержит последовательно соединенные антенный разделитель, усилитель высокой частоты, преобразователь частоты, демодулятор и первый усили— тель низкой частоты, выход которого подключен к входам первого детектора служебных сигналов, аналого-цифрового преобразователя, микротелефона, а через второй детектор служебных сигналов — к управляющему входу усилителя мощности, выход которого подключен к входу антенного разделителя, сумматор, последовательно соединенные второй усилитель низкой частоты, модулятор и умножитель частоты, выход которого подключен к информационному

25 входу усилителя мощности, управляемый генератор, блок управления, цифроаналоговый преобразователь и управляемый блок стабилизированных генераторов, выход которого подключен к

30 второму входу преобразователя частоты и второму входу модулятора, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости,в базовую станцию введены N анализато35 ров качества, генератор тактовых импульсов, последовательно соединенные первый переключатель, первый полосовой фильтр, первый блок возведения в квадрат, первый интегратор, блок вы40 читания, логарифмический преобразователь, сумматор и второй переключа-, тель, последовательно соединенные второй полосовой фильтр, второй блок возведения в квадрат и второй интег45 ратор, формирователь опорных сигналов и N блоков памяти, причем анализатор качества содержит последовательно соединенные избирательный фильтр, квад-ратичный детектор, логарифмический усилитель, блок вычитания, блок сравнения и переключатель, и последовательно соединенные детектор и элемент задержки, выход которого подключен к второму входу переключателя, вход избирательного фильтра соединен с входом

55 детектора и информационным входом переключателя и является информационным входом анализатора качества, второй вход блока вычитания является

1474860 входом вычитания анализатора качества, второй вход блока сравнения является входом сравнения анализатора качества, а выход переключателя явля5 ется выходом анализатора качества, выход усилителя низкой частоты каждого канала соединен с информационным входом соответствующего анализатора качества и с соответствующим информа- 1п ционным входом первого переключателя, выход генератора тактовых импульсов подключен к адресным входам первого и второго переключателей и к установочным входам первого и второго интеграторов, выход первого полосового фильтра соединен с входом второго полосового- фильтра, выход второго интегратора соединен с вторым входом блока вычитания, первый выход форми- щ рователя опорных сигналов подключен к входам сравнения каждого анализатора качества, второй выход формирователя опорных сигналов подключен к второму входу сумматора, соответст- 25 .вующий выход второго переключателя через соответствующий блок памяти подключен к входу вычитания соответствующего анализатора качества, выход которого соединен с входом соответ- . ствующего блока сопряжения, в абонентскую станцию введены формирователь управляющих сигналов и элемент

ИЛИ, причем выход аналого-цифрового преобразователя подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу управляющего генератора и первому входу формирователя управляющих сигналов, первый выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход микротелефона подключен к первому входу сумматора, выход управляющего генератора соединен с вторым входом сумматора, первый выход блока управления через цифроаналоговый преобразователь подключен к третьему входу сумматора, выход которого соединен с входом второго усилителя низкой частоты, выход первого детектора служебных сигналов подключен к второму входу формирователя управляющих сигналов, второй выход блока управления подключен к третьему входу формирователя управляющих сигналов, второй выход которого подклю чен к входу управляемого блока стабилизированных генераторов.

1474860

1474860

Составитель А.Александров

Техред Л.Олийнык Корректор M.Ñàìáoðñêàÿ

Редактор И.Шмакова

Заказ 1912/57 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. жгород, ул. Гагарина, lt у Гага ина 101