МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ПРИЕМА, ДЕМОДУЛЯЦИИ И ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ ЛИНИЙ СВЯЗИ
MULTIFUNCTIONAL SYSTEM FOR RECEPTION, DEMODULATION AND PROCESSING OF COMMUNICATION LINE SIGNALS

Изобретение относится к области радиотехники и цифровой техники и может быть использовано в системах связи для приема, демодуляции и обработки широкого класса сигналов со сложной структурой модуляции, помехоустойчивого (ПУ) кодирования, скремблирования, перемежения и мультиплексирования.
Известен ряд систем ([1] Патент №2224373 от 20.02.2004 г. «Станция технического контроля линий связи», [2] Патент №2239287 от 27.10.2004 г. «Станция технического контроля сигналов линий связи»), обеспечивающих электромагнитный и информационный доступ к узкому кругу сигналов линий связи.
Недостатком этих станций является возможность работы по узкому кругу сигналов и низкая пропускная способность, а также отсутствие в этих станциях устройств ПУ декодирования, дескремблирования, деперемежения, в то время как в существующих системах связи эти преобразования над сигналом имеют место, что обеспечивает высокую помехоустойчивость и высокое качество связи.
Известна также система ([3] Патент №2224375 от 20.02.2004 г. «Многофункциональная система приема, демодуляции и обработки сигналов I-IV уровней иерархического уплотнения»), взятая за прототип и содержащая последовательно соединенные антенну с приводом и системой наведения, фильтр приема, малошумящий усилитель (МШУ), предварительный усилитель высокой частоты, делитель мощности, k - радиоприемных устройств, коммутатор по промежуточной частоте, к выходам которого подключено n-трактов демодуляции и обработки в составе, последовательно соединенных, демодулятора, демультиплексора IV уровня, демультиплексора III уровня, демультиплексора II уровня, демультиплексора I уровня, а также ПЭВМ с монитором и клавиатурой, выходы которой подключены к входам всех устройств системы.
Недостатком прототипа является его сложность, возможность работы только по стандартным рекомендациям МККТТ, отсутствие в системе ПУ декодеров, дескремблеров, деперемежителей, а также необходимость использования дорогостоящих функциональных модулей (в частности демультиплексоров).
Целью изобретения является упрощение системы, расширение функциональных возможностей и максимальное использование средств вычислительной техники.
Для достижения указанной цели предлагается система, содержащая антенну с приводом и системой наведения и автосопровождения и МШУ с преобразователем частоты, а также ПЭВМ управления и взаимодействия, выходы которой подключены к управляющим входам привода с системой наведения и автосопровождения и МШУ с преобразователем частоты, в которую дополнительно введены многоканальное цифровое приемно-демодулирующее устройство (ПДУ), каждый выход которого подключен к n-ПЭВМ демультиплексирования высокоскоростных цифровых потоков и k-ПЭВМ демультиплексирования низкоскоростных цифровых потоков, при этом входы/выходы ПЭВМ управления и взаимодействия, ПЭВМ демультиплексирования высокоскоростных потоков и ПЭВМ демультиплексирования низкоскоростных потоков соединены между собой локальной сетью, а управляющий выход ПЭВМ управления и взаимодействия также подключен к управляющим входам многоканального приемно-демодулирующего устройства.
На чертеже приведена функциональная схема предлагаемой системы.
1
2
n
1
2
n
Система содержит последовательно соединенные антенну 1 с приводом, системой наведения и автосопровождения 2, МШУ с преобразователем частоты 3, многоканальное цифровое приемно-демодулирующее устройство 4, параллельно включенные ПЭВМ демультиплексирования высокоскоростного цифрового потока 5, 5, …5, а также ПЭВМ управления и взаимодействия 6 и ПЭВМ демультиплексирования низкоскоростных потоков 7, 7, …7, при этом входы/выходы всех ПЭВМ объединены локальной сетью, а управляющий выход ПЭВМ управления и взаимодействия 6 подключен к управляющим входам входящих в систему устройств 2…4.
Система функционирует следующим образом.
1
2
n
Антенна 1 с использованием привода и системы наведения 2 нацеливается на интересующий объект излучений. Принятый антенной 1 сигнал через МШУ с преобразователем частоты 3 поступает на вход многоканального цифрового приемно-демодулирующего устройства 4 ([4] - Патент №2305375 от 27.08.2007 г. «Многоканальное приемно-демодулирующее устройство фазоманипулированных сигналов систем связи»). Радиоприемное устройство (РПУ) блока 5 обеспечивает настройку полосой ≈72 МГц на любой участок контролируемой полосы частот и преобразование его в ПЧ 140 МГц. Далее в РПУ осуществляется квантование сигнала ПЧ по теореме Котельникова и преобразование каждой выборки в 11-13-разрядный код. Каждый из демодуляторов блока 4 обеспечивает настройку на любой сигнал в полосе 72 МГц (количество сигналов в полосе 72 МГц может достигать нескольких десятков), осуществляет цифровую демодуляцию, помехоустойчивое декодирование, дескремблирование, деперемежение (если такие преобразования имеют место в контролируемом сигнале), и в сопровождении тактовой частоты цифровой поток поступает на ПЭВМ демультиплексирования высокоскоростных цифровых потоков 5, 5, …5. Демультиплексирование осуществляется программно.
Серийно выпускаемые ПЭВМ обеспечивают программное демультиплексирование цифровых потоков на скорости 2-3 Мбит/с.
1
2
n
1
1
2
1
2
n
1
2
n
Пусть в нашем случае демодулирован цифровой поток на скорости 8 Мбит/с. Тогда ПЭВМ 5, 5, …5 работают следующим образом. По команде от управляющей ПЭВМ 6 цифровой поток от ПДУ 4 начинает записываться на ЖМД и обрабатывается в ПЭВМ 5. Поскольку скорость записи больше скорости обработки, то по заполнении ЖМД ПЭВМ 5 цифровой поток начинает записываться на ЖМД ПЭВМ 5 и т.д. Количество ПЭВМ 5 зависит от скорости входного цифрового потока. В нашем случае для демультиплексирования потока на скорости 8 Мбит/с достаточно четыре ПЭВМ 5. Демультиплексированные потоки на ПЭВМ 5, 5, …5 по локальной сети поступают на ПЭВМ управления и взаимодействия 6, где они сшиваются и на скорости 2 Мбит/с по локальной сети выдаются на ПЭВМ 7, 7, …7, каждая из которых демультиплексирует цифровой поток на скорости ≈2 Мбит/с.
1
2
n
1
2
n
1
2
n
1
2
n
Управление блоками 2, 3, 4, 5, 5, 5, …5, 7, 7, …7 осуществляется от ПЭВМ 6. Вместо ПЭВМ 5, 5, 5, …5, 7, 7, …7 могут использоваться микроконтроллеры.
В результате использования изобретения получен следующий технико-экономический эффект:
- упрощена схема системы;
- обеспечена цифровая обработка сигнала ПЧ;
- обеспечены функции ПУ декодирования, дескремблирования, деперемежения;
- обеспечено максимальное использование средств вычислительной техники в части управления, взаимодействия, демультиплексирования;
- обеспечена возможность адаптации системы под новые сигналы программными методами без физического изменения схемы электрической.
В наше время в ФГУП «РНИИРС» разработано и серийно выпускается четырехканальное цифровое приемно-демодулирующее устройство (ИУЯД.467747.072), разрабатывается восьмиканальное устройство, а также отработана программная обработка цифровых потоков на скорости до 2,4 МГбит/с с использованием ПЭВМ.