Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время широкое применение получили системы подвижной радиосвязи - одиочастотного и двухчастотиого симплекса, частотного и временного дуплекса, радиотелефонии. Одной из основных проблем разработки таких систем "являюгог жесткие требования по обеспечению качественной и надежной радиосвязи и заданной зоне обслуживания. Данная проблема может быть решена следующими путями: '
оптимальным построением систем подвижной радиосвязи:
рациональным использованием частотного ресурса:
улучшением характеристик и повышением качества работы радиостанций.
Одним из важных направлений решения этой проблемы является контроль работоспособности подвижных радиостанций (ПР) н реальных условиях. При этом их функционирование должно соответствовать нормированным значениям набора параметров, указанных ГОСТом и обеспечивающих выполнение ими функциональных задач в системе радиосвязи.
В настоящее время в реальных условиях в большинстве систем радиосвязи проводится контроль только мощности несущей передатчика и чув-" ствителыюсти приемника. Это осуществляется, например, в радиостанциях "Транспорт", "Маяк". "Сапфир". "Волемот" и др. наиболее широко эксплуатируемых в системах подвижной сухопутной радиосвязи. В этом случае встроенными устройствами контроля осуществляется проверка мощности несущей передатчика электронным способом и. чувствительности приемника с помощью генераторов шума. Контроль указанных параметров позволяет лишь определить способность передатчика ПР генерировать на своем выходе ВЧ сигнал заданного уровня, а приемника - принимать слабые сигналы и не обеспечивает пх надежного функционирования в реальных условиях. Основным фактором проявления этого недостатка является отсутствие контроля таких параметров, как амплитудно-частотной модуляционной характеристики (АЧМХ) п коэффициента нелинейных искажений (КНИ) передатчика, а также амплитудно-частотной характери-, стики (АЧХ) и КНИ приемника, позволяющих определить способность передатчика формировать и передавать, а приемника принимать сигнал с заданными параметрами.
В то же время, как показывают статистические данные экспериментальных исследований отказов работоспособности'радиостанций, именно
контроль данных параметров в реальных условиях является важным фактором дополняющим обеспечение качественной и надежной радиосвязи.
Существуют также устройства дистанционного к'онтроля ПР. Такие устройства реализованы на базе стационарной радиостанции (СР). которая вместе с ПР образует систему радиосвязи, при этом контроль работоспособности ПР ограничивается проверкой чувствительное приемника при излучении СР сигнала контроля и получении от'контролируемой ПР сигнала подтверждения. Недостатком работы таких устройств является неоднозначность оценки чувствительности приемника ПР. связанной с несовершенством используемого алгоритма взаимодействия между стационарной и контролируемыми ПР. не учитывающего изменений положения ПР на местности во время движения.
В связи с этим организация контроля параметров радиостанций, основанная на имеющихся в серийно выпускаемых радиостанциях встроенных устройствах контроля, а также имеющихся устройствах дистанционного контроля, не может обеспечить в полной мере работоспособность ПР, так как отличается ограниченным набором контролируемых параметров, необеспечивающих полноту контроля. В тоже время, в связи с появлением в настоящее время большого количества радиостанций, актуальность проведения контроля набора параметров в реальных условиях определяется необходимостью обеспечения качественной и надежной радлосвя-. зи в заданной зоне обслуживания и электромагнитной совместимости систем радиосвязи за счет своевременного определения и оперативной замены неисправных ПР, а для оперативных служб и возможностью восстановления их работоспособности с помощью специальной аппаратуры контроля системы радиосвязи.
Очевидно, создать эффективную систему контроля набора параметров радиостанций при их эксплуатации в реальных условиях на базе встроенных или дистанционных устройств возможно только с использованием современных технических и программных средств.
Целью диссертационной работы является разработка и исследование средств автоматизированного контроля набора параметров ПР в реальных условиях.
Для достижения поставленной цели были решены следующие основ- » ные задачи:
экспериментальные исследования контролируемых параметров, влияющих па надежность и качество работы систем радиосвязи:
разработка и.анализ алгоритмов встроенного и дистанционного контроля набора параметров:
разработка структурных схем и исследование характеристик автоматизированных систем контроля (АСК):
разработка и анализ адаптивных устройств контроля параметров ПР.
Методы исследования. Для решения перечисленных задач использовались методы спектрального анализа, цифровой обработки сигналов, математического анализа, экспериментального исследования, программной реализации управляющих алгоритмов.
Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:
экспериментально обоснована необходимость разработки автоматизированного контроля набора параметров ПР. обеспечивающего повышение надежности и качества работы систем радиосвязи:
разработан и проанализирован алгоритм встроенного автоматизированного контроля АЧХ и КИИ приемопередатчиков ПР, отличающийся использованием метода параллельного сравнения цифровых отсчетов эталонного сигнала и сигнала, несущего информацию о значениях контролируемых параметров, и на базе предложенного алгоритма разработана структурная схема встроенной АСК:
разработан алгоритм и осуществлен анализ дистанционного автоматизированного контроля параметров ПР, отличающийся возможностью контроля набора параметров, и на его базе разработана структурная схема дистанционной АСК;
разработан алгоритм работы адаптивного устройства контроля мощности несущей передатчиков ПР, позволяющего автоматически регулировать значение мощности несущей в заданных пределах.
Автор защищает:
результаты анализа статистических данных экспериментального исследования значений параметров ПР;
алгоритм встроенного авюматнзированного контроля АЧХ и КНИ приемопередатчиков ПР;
алгоритм автоматизированного дистанционного контроля набора параметров ПР;
алгоритм декодирования сигналов взаимодействия в дистанционных АСК;
варианты построения встроенных и дистанционных АСК:
результаты анализа быстродействия и достоверности контроля набора параметров АСК;
алгоритм работы и структурную схему адаптивного устройства контроля мощности несущей передатчиков ПР.
Практическая ценность полученных в диссертационной работе результатов состоит в следующем:
разработана практическая схема управляющего устройства АСК:
разработана практическая схема устройства декодирования сигналов взаимодействия дистанционных АСК;
разработана практическая схема индикационно-регистрирующего устройства АСК;
разработано адаптивное устройство контроля мощности несущей передатчика ПР на базе квадратурных усилителей;
разработаны программы работы основных узлов АСК.
Реализация результатов работы. Исследования, проведенные в дпс-' сертационной работе, являются частью научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по теме госбюджетной НИР № 31256, договоров о творческом сотрудничестве с отделом связи УВД АВО Воронежской высшей школы МВД России и НИИСТ МВД России.
Результаты диссертационной работы в виде:
управляющего устройства на базе однокристальной микроЭВМ. реализующего алгоритм работы ПР и алгоритм декодирования сигналов взаимодействия дистанционных АСК внедрены в НИИ "ВЕГЛ" в серийно выпускаемых заводом "Сигнал" радиостанциях комплекса "Сапфир" (г.Воронеж, акт внедрения 01.02.1995г.):
индикационно-регистрирующего устройства АСК на базе однокристальной микроЭВМ внедрены на заводе "Сигнал" в серийно выпускаемых радиостанциях комплекса "Транспорт" (г.Воронеж, акт внедрения от 25.03.1991г.);
встроенного автоматизированного контроля АЧХ трактов приемопередатчиков ПР защищены авторским свидетельством (А.С. СССР № 1800625. Устройство для контроля амплитудно-частотной характеристики четырехполюсников. Опубл. в Б.И., 1993, № 9);
варианта построения управляющего устройства АСК на базе однокристальной микроЭВМ защищены авторским свидетельством. (А.С. СССР №1688263. Устройство для контроля электромонтажа. Опубл. в Б.И., 1991, №40).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных конференциях ВГТУ (г. Воронеж, 1990). НИИ "БЕГА" (г. Воронеж. 1990). НИИСТ МВД России (г.
Москва, 1992); научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ВВШ МВД России (г. Воронеж. 1994.1997), межвузовской научно-практической конференции "Охрана-97" (г.Воронеж. 1997), научных семинарах кафедры радиотехники ВВШ МВД России.
Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в четырнадцати печатных работах, включающих девять статей, тезисы трех докладов, описания двух авторских свидетельств. .
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 134
страницах машинописного текста, иллюстрирована рисунками на 32 стра
ницах и состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы
из 103 наименований и пяти приложении. '
