устройство диагностики и обеспечения технической готовности средств радиосвязи

Формула изобретения

Устройство диагностики и обеспечения технической готовности средств радиосвязи, состоящее из первого понижающего преобразователя (1ПП), имеющего усилитель принимаемого входного сигнала (УС1), переменный аттенюатор (ПА), первый смеситель (СМ1), полосовой фильтр (ПФ), устройство автоматической регулировки усиления (УАРУ), второй смеситель (СМ2) и второй усилитель (УС2), управляющей платы приемопередатчика с внешним запуском (УППВЗ), имеющей аналого-цифровой преобразователь (АЦП), регистрирующую схему АРУ (РСАРУ), устройство памяти, представляющее собой электронно-перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ЭППЗУ), при этом принимаемый входной сигнал подается на вход УС1, выход которого подключен к входу ПА, выход ПА соединен с входом СМ1, к выходу последнего подключен вход ПФ, к первому входу УАРУ подключен выход ПФ, выход УАРУ подключен к входу СМ2, вход УС2 соединен с выходом СМ2, отличающееся тем, что дополнительно введены устройство вероятностного прогнозирования (УВП), блок коммутации (БК) и аналогичный первому второй блок понижающего преобразователя (2ПП), при этом первые вход и выход УВП, третий вход и первый выход АЦП, первые вход и выход ЭППЗУ соединены между собой, второй выход УВП подключен к первому входу БК, третий и четвертый выходы УВП подключены к устройствам управления питанием 1ПП и 2ПП соответственно, первый и второй выходы РСАРУ подключены ко второму и третьему входам БК, к четвертому и пятому входам БК подключены выходы УС2 1ПП и 2ПП соответственно, первый и второй выходы БК соединены с первым и вторым входами АЦП, третий и четвертый выходы БК подключены к входам УАРУ 1ПП и 2ПП соответственно, пятый выход БК соединен с входом РСАРУ, а шестой выход подключен к схеме преобразования принимаемого выходного сигнала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к области диагностирования приемного модуля средства радиосвязи, и может найти применение в устройствах диагностирования и резервирования средств радиосвязи.

Согласно [1], задачами технического диагностирования являются:

1. контроль технического состояния;

2. поиск места отказа и определение причин отказа (неисправности);

3. прогнозирование технического состояния.

Известные устройства [2, 3] позволяют решать только две первые задачи диагностирования (контроль технического состояния и поиск места отказа). Данные устройства позволяют обнаруживать неисправности приемопередатчика в приемном модуле радиосвязи базовой приемопередающей станции, путем измерения значения управляющего напряжения устройства автоматической регулировки (АРУ) и значения детектирования промежуточной частоты (ПЧ), выдаваемого понижающим преобразователем, с последующим сравнением их с соответствующими опорными значениями и определять отказавший блок (усилитель понижающего преобразователя или АРУ понижающего преобразователя).

Однако третью задачу диагностирования (прогнозирование технического состояния) с использованием данных устройств решить не представляется возможным.

При возникновении отказов в системах связи (в том числе и радиосвязи), возникают перерывы связи и абоненты теряют возможность (на определенное время) пользоваться услугами системы радиосвязи. К сетям связи предъявляются высокие требования по обеспечению минимального времени перерыва связи. Так, например, на основе требований [4 п.3.7.11, п.3.7.12] для аналоговых трактов и каналов сбоем считается перерыв связи длительностью 300 мс и более, а под отказом понимается перерыв более 10 с. В цифровых каналах и трактах отказом считается перерыв связи более 10 с.

Общим недостатком описанных выше устройств является то, что они не способны обеспечить требуемые значения времени перерыва связи. Время перерыва связи, получаемое при применении устройств, осуществляющих переключение на резерв только по факту возникновении отказов, состоит из времени включения и настройки понижающего преобразователя на рабочую частоту, а также переключения с основного средства радиосвязи на резервное и превышает требуемые значения перерывов связи. Наличие постоянно включенных резервных средств радиосвязи приводит к излишнему расходу их ресурса, электроэнергии, сил и времени обслуживающего персонала и т.п.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство [3], обеспечивающее обнаружение неисправностей в схеме приемопередающего модуля базовой приемопередающей системы (БПС) радиосвязи. Данное устройство выбрано в качестве прототипа. Оно включает в себя понижающий преобразователь (ПП), в состав которого входят усилитель принимаемого входного сигнала (УС1), переменный аттенюатор (ПА), первый смеситель (СМ1), полосовой фильтр (ПФ), устройство автоматической регулировки усиления (УАРУ), второй смеситель (СМ2), второй усилитель (УС2), регистрирующую схему АРУ (РСАРУ), и управляющую плату приемопередатчика с внешним запуском (УППВЗ), состоящую из микропроцессора (МП), аналого-цифрового преобразователя (АЦП), устройства памяти, представляющего собой электронно-перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ЭППЗУ). Схема понижающего преобразователя по своей структуре соответствует обычной схеме построения приемного модуля средства радиосвязи. При этом принимаемый сигнал подается на вход усилителя входного сигнала, выход которого подключен к входу ПА, выход аттенюатора соединен с входом СМ1, к выходу первого смесителя подключен вход ПФ, а выход полосового фильтра подключен к первому входу УАРУ, второй вход устройства автоматической регулировки усиления параллельно соединен с первым выходом РСАРУ и первым входом АЦП, выход УАРУ подключен к входу второго смесителя, вход второго усилителя соединен с выходом второго смесителя, а выход подключен к входу РСАРУ, второй выход регистрирующей схемы АРУ соединен с вторым входом АЦП, третий вход и первый выход аналого-цифрового преобразователя, первые вход и выход микропроцессора и первые вход и выход ЭППЗУ соединены между собой.

Данное устройство позволяет обнаруживать неисправности в работе приемопередающего модуля базовой приемопередающей системы радиосвязи, при этом технический результат достигается за счет сравнения мгновенных данных управляющего напряжения УАРУ и мгновенных данных напряжения детектирования ПЧ, выдаваемых понижающим преобразователем с заранее заданными опорными значениями, хранящимися в устройстве памяти.

Недостатком прототипа является то, что в нем отсутствует возможность прогнозирования появления отказов (неисправностей) в приемном модуле базовой приемопередающей радиостанции, тем самым не анализируется заранее выход из строя элементов схемы приемного тракта. Данный недостаток снижает техническую готовность средства радиосвязи, а также не позволяет оператору или устройству автоматики заблаговременно производить переключение неисправного средства радиосвязи на резервное, что является причиной невыполнения требований по своевременной доставки информации [5]. При этом резервное средство радиосвязи должно быть постоянно включенным, что приводит к расходованию ресурса как основного, так и резервного средства радиосвязи.

Целью изобретения является разработка устройства диагностики и обеспечения технической готовности средств радиосвязи, обеспечивающего повышение технической готовности средства радиосвязи путем вероятностного прогнозирования возможности возникновения отказов (неисправностей) в его приемном модуле, в результате чего появляется возможность преждевременного, т.е. до появления отказа (неисправности), переключения средства радиосвязи, которое может отказать, на резервное. При этом резервное средство радиосвязи включается непосредственно перед моментом передачи на него функций основного средства радиосвязи.

Для достижения технического результата в устройстве самодиагностики для обнаружения неисправностей приемопередатчика в приемном модуле радиосвязи базовой приемопередающей системы (БПС), включающем в себя ПП, УС1, ПА, СМ1, ПФ, УАРУ, СМ2, УС2, РСАРУ, УППВЗ, МП, АЦП, ЭППЗУ, причем принимаемый сигнал подается на вход усилителя входного сигнала, выход которого подключен к входу ПА, выход аттенюатора соединен с входом СМ1, к выходу первого смесителя подключен вход ПФ, а выход полосового фильтра подключен к первому входу УАРУ, второй вход устройства автоматической регулировки усиления параллельно соединен с первым выходом РСАРУ и первым входом АЦП, выход УАРУ подключен к входу второго смесителя, вход второго усилителя соединен с выходом второго смесителя, а выход подключен к входу РСАРУ, второй выход регистрирующей схемы АРУ соединен с вторым входом АЦП, третий вход и первый выход аналого-цифрового преобразователя, первые вход и выход микропроцессора и первые вход и выход ЭППЗУ соединены между собой, исключен микропроцессор, регистрирующая схема АРУ перенесена на управляющую плату приемопередатчика с внешним запуском, а также исключена связь первого выхода РСАРУ с первым входом АЦП и второго выхода регистрирующей схемы АРУ с вторым входом АЦП, но дополнительно введены

- устройство вероятностного прогнозирования (УВП), при этом первые вход и выход УВП, третий вход и первый выход АЦП, и первые вход и выход ЭППЗУ соединены между собой, второй выход устройства вероятностного прогнозирования подключен к первому входу блока коммутации, третий и четвертый выходы подключены к устройствам управления питанием первого (УПР1) и второго (УПР2) понижающих преобразователей соответственно;

- блок коммутации (БК), в котором первый вход соединен со вторым выходом УВП, ко второму и третьему входам вместо АЦП подключены первый и второй выходы регистрирующей схемы АРУ, к четвертому и пятому входам блока коммутации подключены выходы вторых усилителей первого и второго понижающих преобразователей соответственно, первый и второй выходы блока коммутации соединены с первым и вторым входами аналого-цифрового преобразователя, третий и четвертый выходы блока коммутации подключены к входам устройства автоматической регулировки усиления соответственно первого и второго понижающих преобразователей, пятый выход БК соединен с входом регистрирующей схемы АРУ, а шестой выход подключен к схеме преобразования принимаемого выходного сигнала;

- второй блок понижающего преобразователя, который подключен аналогично первому блоку понижающего преобразователя и является резервным.

В связи с новой совокупностью существенных признаков, полученных введением новых блоков, обеспечивается повышение достоверности оценки технического состояния средства радиосвязи. Результат достигается за счет вероятностного прогнозирования появления неисправностей в его приемном модуле и переключения неисправного модуля средства радиосвязи на резервное до появления отказа (неисправности).

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, тождественные признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного устройства условию патентоспособности “новизна”. Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния преобразований, предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения, на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности “изобретательский уровень”.

Заявленное устройство поясняется чертежами, на которых показаны

- фиг.1 - структурная схема устройства диагностики и обеспечения технической готовности средств радиосвязи;

- фиг.2 - вариант структурной схемы устройства вероятностного прогнозирования;

- фиг.3 - вариант структурной схемы блока коммутации.

Устройство диагностики и обеспечения технической готовности средств радиосвязи, показанное на фиг.1, содержит первый понижающий преобразователь 1, в который входят усилитель принимаемого входного сигнала 1.1, переменный аттенюатор 1.2, первый смеситель 1.3, полосовой фильтр 1.4, устройство автоматической регулировки усиления 1.5, второй смеситель 1.6, второй усилитель 1.7, управляющую плату приемопередатчика с внешним запуском 2, имеющую устройство вероятностного прогнозирования 2.1, аналого-цифровой преобразователь 2.2, электронно-перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство 2.3, блок коммутации 2.4, регистрирующую схему АРУ 2.5, второй понижающий преобразователь 3. Принимаемый входной сигнал подается на вход первого усилителя 1.1. Выход первого усилителя 1.1 подключен к входу переменного аттенюатора 1.2. Выход аттенюатора 1.2 соединен с входом первого смесителя 1.3. К выходу первого смесителя 1.3 подключен вход полосового фильтра 1.4. Первый вход устройства АРУ 1.5 подключен к выходу полосового фильтра 1.4. Второй вход устройства автоматической регулировки усиления 1.5 соединен с третьим выходом блока коммутации 2.4. Выход устройства АРУ 1.5 подключен к входу второго смесителя 1.6.

Вход второго усилителя 1.7 соединен с выходом второго смесителя 1.6. Выход второго усилителя 1.7 подключен к четвертому входу блока коммутации 2.4. Первый вход блока коммутации 2.4 соединен со вторым выходом УВП 2.1. Ко второму и третьему входам БК 2.4 подключены первый и второй выходы регистрирующей схемы АРУ 2.5. К пятому входу блока коммутации 2.4 подключен выход второго усилителя второго понижающих преобразователей 3.7. Первый и второй выходы БК 2.4 соединены с первым и вторым входами аналого-цифрового преобразователя 2.2. Четвертый выход блока коммутации 2.4 подключен к входу устройства автоматической регулировки усиления 3.5 второго понижающего преобразователя. Пятый выход БК 2.4 соединен с входом регистрирующей схемы АРУ 2.5, а шестой выход подключен к схеме преобразования принимаемого выходного сигнала. Третий вход и первый выход аналого-цифрового преобразователя 2.2, первые вход и выход устройства вероятностного прогнозирования 2.1 и первые вход и выход ЭППЗУ 2.3 соединены между собой по общей шине. Второй выход устройства вероятностного прогнозирования 2.1 подключен к первому входу блока коммутации 2.4. Третий и четвертый выходы УВП подключены к устройствам управления питанием первого и второго понижающих преобразователей соответственно.

Для заявляемого устройства принципиально неважно раскрывать структуру приемного тракта высокой частоты (ВЧ) обычной приемопередающей структуры, которая уже известна [6] (стр.258-263, рис. 6.1).

Основные элементы устройства диагностики средств радиосвязи: первый понижающий преобразователь 1, в который входят усилитель принимаемого входного сигнала 1.1, переменный аттенюатор 1.2, первый смеситель 1.3, полосовой фильтр 1.4, устройство автоматической регулировки усиления 1.5, второй смеситель 1.6, второй усилитель 1.7, как вариант, представлены в [6] (стр. стр.274-277, рис. 6.14, 6.15, 6.16) соответственно.

Регистрирующая схема АРУ 2.5 известное устройство [6] (стр.445-447) и предназначено для обнаружения мгновенного значения напряжения детектирования ПЧ и для определения мгновенного значения управляющего напряжения АРУ. Как вариант, РСАРУ может быть выполнена на базе устройства выборки и хранения аналогового сигнала с использованием микросхемы КР1110СК2.

Аналого-цифровой преобразователь 2.2 известное устройство [7] (стр.432-446) и служит для преобразования мгновенного значения напряжения детектирования ПЧ и мгновенного значения управляющего напряжения АРУ, поступающие от преобразователя 1 или 3, в цифровые значения.

Электронно-перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство 2.3 - известное устройство [7] (стр.314-327) и предназначено для хранения опорных значений, подлежащих сравнению со значением напряжения детектирования ПЧ (как вариант может быть выполнено на базе микросхемы КР558РР1).

Устройство вероятностного прогнозирования 2.1 - известное устройство [8] (стр.158-159 рис.17) и предназначено для определения и сигнализации вероятности выхода (невыхода) диагностического параметра за допустимые пределы в определенный (заданный) момент времени, а также сигнализации работающего (основной или резервный) в данный момент времени понижающего преобразователя. Как вариант, может быть может быть выполнен по схеме, представленной на фиг.2. Включает в себя блок коммутации и измерения (БКИ) 2.1.1, блок памяти (БП) 2.1.2, блок весовых коэффициентов (БВК) 2.1.3, блок вычисления вероятностных характеристик априорной информации (БВ1) 2.1.4, блок вычисления условных апостериорных вероятностей (БВ2) 2.1.5, блок коррекции результатов (БКР) 2.1.6, блоки индикации (БИ) 2.1.7 и управления (БУ) 2.1.8.

Блок коммутации 2.4 - известное устройство [7] (стр.447-455, рис.5.162, г.) представляет собой восьмиканальный аналоговый коммутатор с дешифратором и служит для управления приемопередающими модулями. Он обеспечивает соединение второго усилителя работающего в данный момент времени понижающего преобразователя со схемой преобразования принимаемого выходного сигнала, а также переключение на резервный понижающий преобразователь 3 с преобразователя 1 (и наоборот) при получении сигнала от устройства вероятностного прогнозирования 2.1 о вероятности выхода диагностического параметра за допустимые пределы в определенный момент времени. Как вариант, может быть выполнен на базе микросхемы КР590КН6, имеющей время переключения 300 мкс, по схеме, представленной на фиг.3.

Устройство работает следующим образом. В соответствии с тем, что устройство диагностики и обеспечения технической готовности средств радиосвязи, включающее первый понижающий преобразователь 1, который состоит из усилителя 1.1 для усиления принимаемого входного сигнала, переменного аттенюатора 1.2, первого смесителя 1.3, полосового фильтра 1.4, устройства автоматической регулировки усиления 1.5 для управления уровнем сигнала, соответствующим усиленному принимаемому входному сигналу, второго смесителя 1.6, второго усилителя 1.7, управляющую плату 2 приемопередатчика с внешним запуском, имеющую устройство вероятностного прогнозирования 2.1, предназначенное для определения и сигнализации вероятности появления неисправности в работе приемного модуля в определенный (заданный) момент времени, а также сигнализации работающего (основной или резервный) в данный момент времени понижающего преобразователя, аналого-цифровой преобразователь 2.2 для преобразования значения напряжения детектирования ПЧ, полученного из понижающего преобразователя, и значения управляющего напряжения АРУ в цифровые значения, электронно-перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство 2.3 для хранения заранее заданного первого максимального и заранее заданного первого минимального значения уровня принимаемого входного сигнала, заранее заданного второго максимального и заранее заданного второго минимального значений, соответствующих значениям напряжения детектирования ПЧ, и для хранения таблицы соответствия преобразованного к цифровому виду мгновенного значения управляющего напряжения АРУ уровню принимаемого входного сигнала, блок коммутации 2.4, предназначенный для проключения сигнала с выхода второго усилителя работающего в данный момент времени понижающего преобразователя на схему преобразования принимаемого сигнала, а также переключения по сигналам устройства вероятностного прогнозирования неисправного приемного модуля на резервный регистрирующей схемы АРУ 2.5, которая управляет коэффициентом усиления АРУ путем обнаружения мгновенного значения напряжения детектирования промежуточной частоты и определения значения управляющего напряжения АРУ, второй понижающий преобразователь 3.

Устройство работает по следующему алгоритму.

С началом диагностирования принимаемый входной сигнал подается на вход первого усилителя 1.1 для усиления принимаемого сигнала, далее переменный аттенюатор 1.2 регулирует уровень усиленного сигнала. После этого первый смеситель 1.3 преобразует сигнал высокой частоты (ВЧ) с отрегулированным уровнем к надлежащей частоте, а полосовой фильтр 1.4 удаляет нежелательные сигналы из преобразованного сигнала. Далее сигнал поступает на первый вход устройства автоматической регулировки усиления 1.5, которое усиливает входной сигнал с произвольным коэффициентом усиления, когда интенсивность входного сигнала находится в его собственном рабочем диапазоне, и вводит усиленный сигнал далее по схеме. Затем второй смеситель 1.6 преобразует сигнал с отрегулированным уровнем к промежуточной частоте (ПЧ), а второй усилитель 1.7 усиливает преобразованный сигнал и выводит его через блок коммутации 2.4 на схему преобразования выходного сигнала в регистрирующую схему АРУ 2.5 РСАРУ 2.5 измеряет сигнал напряжения детектирования ПЧ (“В”), которое является конечным выходным сигналом понижающего преобразователя, считывает результат сравнения измеренного значения напряжения с опорным значением и регистрирует значение “А” управляющего напряжения АРУ с целью управления коэффициентом усиления АРУ. Соответственно работа АРУ 1.5 и РСАРУ 2.5 позволяет понижающему преобразователю 1 поддерживать уровень выходного сигнала на требуемом уровне и в заданном диапазоне, несмотря на изменения входного сигнала.

Далее значение “А” управляющего напряжения АРУ и значение “В” напряжения детектирования ПЧ с первого и второго выходов регистрирующей схемы АРУ через блок коммутации поступают на первый и второй входы аналого-цифрового преобразователя 2.2. АЦП 2.2 преобразует эти два значения напряжения в 8-разрядные цифровые значения, находящиеся в диапазоне от 0 до 255. Затем, учитывая, что первые вход и выход устройства вероятностного прогнозирования 2.1 (УВП), третий вход и первый выход АЦП 2.2. и первые вход и выход электронно-перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства 2.3 (ЭППЗУ) соединены между собой по общей шине, УВП 2.1. получает соответствующие значения сравнения из таблицы преобразования, хранящиеся в ЭППЗУ 2.3 для преобразованных к цифровому виду значений управляющего напряжения АРУ и значения напряжения детектирования ПЧ от АЦП 2.2. После чего УВП 2.1 сравнивает соответствующие значения сравнения с их предельными значениями, хранящимися в ЭППЗУ 2.3, и на основе этого сравнения определяет время возможного выхода диагностического параметра за допустимые пределы (возможный отказ).

Опорные значения заранее заданного первого минимального и первого заданного максимального уровней принимаемого входного сигнала вначале измеряются, исходя из рабочего диапазона приемопередающего модуля, на принимаемом входном сигнале. Иными словами, они устанавливаются оператором системы в процессе разработки аппаратного обеспечения понижающего преобразователя. Опорные значения, представляющие собой заранее заданное второе минимальное и заранее заданное максимальное значения, соответствующие значениям напряжения детектирования ПЧ, определяются в процессе калибровки, исходя из измеренных максимального, минимального и среднего значений напряжения детектирования ПЧ, хранящихся в ЭППЗУ 2.3. Когда в работе усилителя 1.1 понижающего преобразователя возникает неисправность, уровень принимаемого входного сигнала, который передается от АРУ понижающего преобразователя 1, выходит за пределы заранее заданных первых минимального и максимального значений. Когда возникает отказ АРУ 1.5, напряжение детектирования ПЧ выходит за пределы заданных вторых максимального и минимального значений. Соответственно факт отказа либо усилителя, либо АРУ понижающего преобразователя устанавливается путем сравнения значения управляющего напряжения АРУ (“А”) и значения напряжения детектирования ПЧ (“В”) с заранее заданными опорными значениями.

Как утверждалось выше, устройство вероятностного прогнозирования 2.1, находящееся на управляющей плате 2 приемопередатчика с внешним запуском, непрерывно оценивает изменяющиеся параметры. На первом этапе работы УВП 2.1 с помощью блока коммутации и измерения 2.1.1 сравнивает мгновенное значение управляющего напряжения АРУ “А”, выдаваемое понижающим преобразователем, с заранее заданными первым минимальным и первым максимальным значениями уровня принимаемого входного сигнала. Полученные значения поступают в ячейки памяти блока памяти 2.1.2, а также умножаются на коэффициенты веса блока 2.1.3. Далее с помощью блоков вычисления вероятностных характеристик априорной информации БВ1 2.1.4 и блока вычисления условных апостериорных вероятностей БВ2 2.1.5 оценивается техническое состояние и осуществляется прогноз появления отказа (неисправности) в усилителе понижающего преобразователя, т.е. время (Тр) с заданной вероятностью, в течение которого будет сохраняться работоспособность усилителя понижающего преобразователя. Если значение управляющего напряжения АРУ стремится к величине, превышающей допустимые пределы заранее заданных первого минимального или первого максимального значений уровня принимаемого входного сигнала, то блок индикации 2.1.7 выдает сигнализацию о вероятности появления неисправности в работе приемного модуля и минимальное время (Tmin) сохранения работоспособности усилителем 1.1, которое соответствует отрезку времени до первого достижения границы допуска одним из измеряемых параметров. При этом блок управления 2.1.8 выдает управляющий сигнал “УПР-2” (“УПР-1”) на устройство управления питанием резервного понижающего преобразователя 3 (1) для включения питания и прогрева блоков понижающего преобразователя. Сигнал поступает с выхода 4 или 3 устройства вероятностного прогнозирования 2.1 в зависимости от того, какой из понижающих преобразователей является в данный момент резервным. По истечении времени Tmin блок управления 2.1.8 через выход 2 УВП 2.1 выдает команду блоку коммутации 2.4 на переключение на резервный понижающий преобразователь 3. Одновременно блок индикации 2.1.7 включает сигнализацию, что в данный момент времени функции основного понижающего преобразователя выполняет 3 преобразователь.

Если уровень преобразованного принимаемого входного сигнала остается между заранее заданными первым минимальным и первым максимальным значениями, наступает второй этап работы. УВП 2.1 сравнивает мгновенное значение напряжения детектирования ПЧ “В”, выдаваемое понижающим преобразователем, с заранее заданным вторым минимальным значением и заранее заданным вторым максимальным значением, соответствующими значению детектирования ПЧ.

Соответственно оценка технического состояния и прогноз появления неисправности в работе АРУ понижающего преобразователя осуществляется аналогично предыдущему этапу. В случае, если устройство вероятностного прогнозирования 2.1 определяет вероятность выхода в определенный момент времени мгновенного значения напряжения детектирования ПЧ за допустимые пределы, т.е. ниже заранее заданного второго минимального значения или выше заранее заданного второго максимального значения, вначале выдается управляющий сигнал с выхода 4 (3) на включение питания и прогрев резервного понижающего преобразователя и выдается сигнализация о возможном отказе в приемном модуле, а затем по окончании времени Tmin блок коммутации 2.4 с помощью блока управления 2.1.8 также осуществляет переключение на резервный понижающий преобразователь 3. Кроме этого, блок индикации 2.1.7 аналогично включает сигнализацию, что в данный момент времени функции основного понижающего преобразователя выполняет 3 преобразователь. Конец работы.

При соответствии диагностируемых параметров на данном этапе норме блок индикации выдает информацию о сохранении приемным модулем средства радиосвязи работоспособного состояния, а блок управления 2.1.8 вновь переводит устройство вероятностного прогнозирования 2.1 на первый этап работы. Конец работы.

Блок коммутации регулирует периодичность поступления информации на УВП. Минимальный период времени поступления информации на УВП должен быть не менее времени срабатывания блока коммутации (t_комм=300 мкс). Минимально необходимое количество поступлений информации на УВП (для определения времени возможного возникновения отказа) определялась, исходя из следующего соотношения [9стр. 16]:

где N - минимальное количество поступлений информации на УВП о значениях управляющего напряжения АРУ и напряжения детектирования ПЧ, необходимое для обеспечения требуемой точности и достоверности прогнозирования (оценки); t - значение аргумента функции Лапласа; - точность прогнозирования (оценки); - достоверность прогнозирования (оценки). Тогда, для =0,01 и =0,99 (t=2,53)

Общее время (T), затрачиваемое на сбор N значений управляющего напряжения АРУ и напряжения детектирования ПЧ (например, для минимального периода поступления информации на УВП =400 мкс) будет рассчитываться по следующему соотношению:

Оценка эффективности

1. Оценка эффективности проведена путем сравнения минимально допустимого времени перерыва связи для предлагаемого устройства по отношению с существующими. Время перерыва связи, получаемое при применении устройств, осуществляющих переключение на резерв только при возникновении отказов, будет равняться сумме времен включения и настройки понижающего преобразователя на рабочую частоту, а также переключения с основного средства радиосвязи на резервное.

Время перерыва связи, получаемое при применении предлагаемого устройства, будет равняться времени переключения с основного средства радиосвязи на резервное. Таким образом, выигрыш по времени при применении предлагаемого устройства составит величину, равную сумме времен включения и настройки понижающего преобразователя на рабочую частоту, при условии равенства времен переключения с основного средства радиосвязи на резервное для предлагаемого и существующего устройств.

2. Расчет эффективности проведен также для оценки степени влияния от применения предлагаемого устройства на расход ресурса резервного средства радиосвязи. Если резервное средство постоянно включено и настроено, то оно будет расходовать столько же ресурса, как и основное средство радиосвязи. Тогда эффективность применения предлагаемого устройства будет рассчитываться по следующей формуле:

где - количество ресурса, расходуемого основным средством радиосвязи;

- количество ресурса, расходуемого резервным средством радиосвязи;

Если основное и резервное устройства являются однотипными и выполняется равенство и эффективность будет рассчитываться следующим образом:

Таким образом, при применении предлагаемого устройства общее количество ресурса, расходуемого при применении основного и резервного средств радиосвязи, снизится в два раза.

Источники информации

1. ГОСТ 20911-89. Техническая диагностика. Термины и определения. - М.: Издательство стандартов, 1989. - 13 с.

2. Изобретение “Способ и аппаратура для диагностики неисправностей приемопередатчика в базовой станции”: 35 U.S.C. § 119, регистрационный номер 1998-222921.

3. Изобретение “Способ и устройство самодиагностики для обнаружения неисправностей приемопередатчика в приемном модуле радиосвязи базовой приемопередающей станции”: патент RU 2153224 С1, (51)7 Н 04 В 7/005, 17/00, опубл. 11.06.99.

4. Основные положения развития Взаимоувязанной сети связи Российской Федерации на перспективу до 2005 года. Руководящий документ. Книга 1. Концептуально-целевые основы развития и общие организационно-технические положения. Утвержден Решением ГКЭС России от 20.12.1995 г., №140. - М.: Государственная комиссия по электросвязи при МС РФ, 1996.

5. Захаров Г.П. Методы исследования сетей передачи данных. - М.: Радио и связь, 1982. - 208 с.

6. Военные системы радиосвязи/Под ред. В.В.Игнатова. - Л.: ВАС, 1989 с.1-386.

7. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник/С.В.Якубовский, Л.И.Ниссельсон, В.И.Кулешова и др.; Под ред. С.В.Якубовского. - М.: Радио и связь, 1990, - 496 с.: ил.

8. Технические средства диагностирования: Справочник/В.В.Клюев, П.П.Пархоменко, В.Е.Абрамчук и др.; Под общ. ред. В.В.Клюев. - М.: Машиностроение, 1989, 672 с., ил.

9. Иванов Е.В. Имитационное моделирование средств и комплексов связи и автоматизации. - СПб.: ВАС, 1992. - 206 с.