专利名称：微波备用通道兼容彩色图像传输机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于数字微波通信领域。
现有的技术不足之处是现在一比一热备用的数字微波设备是用两套频率不同的设备同时工作来传送同一PCM信息的。这种通信方式既有优点也有缺点，其优点是提高了传送该信息的可靠性，缺点是在绝大部分时间上浪费了一套设备，降低了频谱利用率，浪费了无线电频率资源。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，借助这种一比一备用的数字微波设备，在技术上巧妙地利用备用设备的空闲性和信息沉余性，除保持正常传输原PCM信息外，还另外同时进行双工彩色图象及其伴音的传输。当不传输图象时，可以用它传输一个线群的960路非优先电话信号，几乎加倍了原设备的通信容量。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到通过实践考虑(长期运行统计)和理论估算(据瑞利概率密度函数均值)，备用通道被占用的几率很小。大多数情况下，电波在空间正常传播(99％时间不低于中值18dB的瑞利衰落)以及设备完好的概率远大于失常或故障的概率，这就使PCM信息码流经常取自主波道上，备波道传送的PCM码流就被舍弃。在电波传播失常或一些特殊情况下(如频率选择性多径衰落或主机损坏)，为保障PCM码流高质量传输的连续性。它又必须作为备用(这又是必然的)。这就是它作为一比一备用时为提高可靠性和降低利用率的矛盾。该机正是利用无损伤切换技术解决了这种矛盾。它既不影响PCM备用(仍能备得上)，又能在99％以上时间用来传输图像或其它信息(如多路电话、传真、数据等)。提高了设备和信道的利用率。
以下结合附图对本实用新型的构造和原理详述于后附图的图面说明如下
图1本实用新型安装关系图。
图2本实用新型TV－PCM鉴别器10与其它部分连接图图3收PCM质量鉴别器9内部结构图图4TV－PCM鉴别器10的结构框图图5TV－PCM鉴别器10的电路连接原理图本实用新型的安装关系如附图一，图中“9”为本实用新型所指的“数字微波备用通道兼容彩色图象传输机”，它联结于数字微波“主用信道机2”，“备用信道机1”和“PCM调制解调器3”，“微波监控设备11”之间。“4”为微波“收发天线”。该机一式两套，分别装于本站(附图一中A)和对方站(附图一中B)设备上，两站结构对称，设备相同，以实现双工图像通信。TV入、TV出是要发送和接收的图像及伴音信号(也可以是其它信息的视频基带信号，如电话、传真)，它们分别用75Ω－4同轴电缆及平恒传输线向外联结到图像图端设备上(其它信息联结到对应终端设备上)。PCM入PCM出是原设备传输的PCM信号，用同轴电缆联结到PCM终端设备上。
附图二是本实用新型的组成原理框图，下面结合该图对本实用新型内部结构、原理及联结关系分述。
本实用新型主要是在“信号调制器1”、“发信号门2”、“收信号门3”、“信号解调器4”、“S信号收发电路5”、“逻辑控制单元6”、“定时器7”、“发PCM质量鉴别器8”、“收PCM质量鉴别器9”现有技术的基础上将“TV－PCM鉴别器10”与上述电路有机地联系在一起。
“TV－PCM鉴别器10”由“平方器”、“17.184MHZ带通滤波器”、“高速运放”、“高速比较器”和“可触发单稳”五部分组成，它可以判断备用信道机接收的70MHZ中频信号是TV信息内容的调制，还是PCM信息内容的调制。
“TV－PCM鉴别器10”的IFAT端与外部备用信道机相连接，接收外部备用信道机来的中频信号，“TV－PCM鉴别器10”的DATA端通过b线与“逻辑控制单元6”相连接并传输数据。
“信号调制器I”由通用集成电路构成，其作用在于把要发送的0－8MHz的视频基带信号或TV信号调制成70MHZ的中频信号IFTV(既可是FM调频，也可为2FSK数字键控，以面板开关予置)。同时，它还由其d6口输出一路数据送往“逻辑处理单元6”的D6口，以向该单元汇报它自己的工作状态。IFTV信号从“信号调制器1”中的中放输出口用75Ω－4蕊同轴电联结到“发信号门2”的另一个中频输入端口IFSA。“逻辑控制单元6”是一个根据综合数据信息进行高速判断并发出指令的中心处理单元。送往“发信号门2”两端口的IFTV和IFPCM依据从“逻辑控制单元6”D1口的数据指令选择IFTV或IFPCM其中之一从SC口切换输出用75Ω－4同轴电缆送往外部微波备用信道机的IFIN70MHz中频入口，通过信道机、天线发往对方站。
从外部数字微波主、备用信道机“收信主中放”口输出的70MHz中频信号IF1、IF2分别通过75Ω－4同轴电缆联结到“收信号门3”的中频输入S′A、S′B端口。其输出端S′C、S′D通过75Ω－4同轴电缆分别联结到本实用新型“信号解调器4”中频输入口和外部数字微波设备“PCM调制介调器”的DEM口。“收信号门3”依据“逻辑控制单元6”D2线上送到本收信号门d2口上数据指令，决定以如何方式把输入信号分别送给外部的“PCM调制解调器”和本实用新型的“信号解调器4”来恢复发送端PCM信号和TV信号。“信号解调器4”和“信号调制器”相对应其作用在于把70MHz中频信号恢复成为0－8MHz的视频基带信号或是TV信号送对应终端。
外部主信道机“前置中放”RXIF口输出70MHz中频信号经75Ω－4同轴电缆联结于本实用新型的“收PCM质量鉴别器9”的中放IFAP端、该信号经“收PCM质量鉴别器”的鉴别处理，从DAT口送出控制数据，以a线送入“逻辑控制单元6”的A口。外部备用信道机“收主中放”IF OUT1端口输出70MHz中频信号经75Ω－4同轴电缆联结于本实用新型“TV－PCM鉴别器10”的中频衰减器IFAT口，该信号经“TV－PCM鉴别器”判别和处理，从DATA口给出控制数据，以b线送入“逻辑控制单元6”的B口。
这两个鉴别器(9和10)时刻在线鉴别接收PCM信号的质量状况和判断备用信道信号的性质，以a、b线并行输出数据向“逻辑控制单元6”A、B端口报告，以便该单元作用相应的综合控制。a、b线给A、B口的并行数据可能有四种状态“11”“10”“00”“01”，“11”表示主信道收PCM信号优良，不提出备用要求，备信道收到的信号性质是PCM，在“逻辑控制单元6”的控制下使微波设备均处于原始状态工作。“10”表示主信道接收PCM信号优良，备信道收的对方站送来的TV信号在“逻辑控制单元6”的控制下使“收信号门”将含有TV内容的中频送“信号解调器4”，恢复TV信号内容送往外部终端。“00”表示主信道接收状态趋向不良(此时PCM码流本身还没有劣化)、“逻辑控制单元6”给出同步控制数据，通过“S信号收发电路5”使对方站及时将PCM信号两信道并发，事先进入备用状态，完成无损伤切换前过程。“01”表示主信道虽接收趋向不良，但已完全进入备用状态(但此时PCM不一定取备用，仅作预防性准备而已)。
“S信号收发电路5”是一个站间信息交换单元，其输入输出信号口SC用平恒线联结到外部微波监控设备的REP中继盘，其数据口d3、d4，通过数据线联结到“逻辑控制单元6”的数据输入输出口D3、D4，进行对方站和本实用新型的信息数据交换。
“发PCM鉴别器8”的信号入口MOD向外部联结到本站主信道机发信端口，取得关于主信道向对方站发送的射频信号。通过“发PCM鉴别器8”来判别本站向空间发送PCM质量状况，并以数据输出端口d5向联结到“逻辑控制单元6”的数据器D5报告。
“定时器7”通过时序分相电路产生各种同步信号和时钟，送入“逻辑控制单元6”的T口，以满足同步控制的需要。
另外，还有设备状态信号从外部微波监控设备总告警盘的ALM RX，ALM TX端口用数据线联接到“逻辑控制单元6”的D7、D8数据入口，以监示微波设备的实时运行状况。
下面结合无损伤切换原理对本实用新型的各部分构成和电路分主次进一步详述。
传送TV信号应不影响原PCM的传输、即应保持原PCM信号的连续性，为此采用了无损伤切换技术，它是基于当接收主波道的中频载波比正常情况下的载波质量有所降低，但其解调的PCM码流还没有产生劣化或是该码率指标还高于给定指标的要求时，即将备用信道切换到PCM备用状态而获得。这里首要的是对含PCM信号的载波进行质量监测。
附图三是“收PCM质量监别器9”的内部结构，其功能是时刻不停地对主信道在线监测接收到的含有PCM信号内容的70MHz载波质量状况。其内部由“中频匹配器11”、“中频频谱监示器12”“K型衰落监测器13”和“组合鉴别器14”。来自外部微波设备接收的主波道70MHz载波信号首先进入“中频匹配器11”，它对外来输入的70MHz信号进行匹配，进行阻抗变换后，送“中频频谱监示器12”。该频谱监示器对接收到的含有PCM内容的4PSK调相中频的频谱抽取“70MHz点”，“70＋17.184MHz点”“70－17.184MHz点”和以70MHz为对称点的“上边带”及“下边带”五个频带点进行监测，在接收中频频谱良好情况下，调整电路因子，使这五个点对应的电平平恒并以五并行形式送“组合鉴别器14”，该鉴别器由组合电平比较器，在五个电平平恒时，组合鉴别器14的DAT口输出为“1”。“组合鉴别器14”的另一个输入信号来自“K型衰落监测器13”，它是一个70MHz中频电平监示器，通过监测AGC电压来实现，在无衰落情况下，调整AGC电压的工作点，使“组合鉴别器”输出“1”电平，其DAT＝1。DAT的输出以a线送“逻辑控制单元6”的A端。当电波传播出现频率选择性衰落使五个频带点出现倾斜、或者出现K型衰落(一般K型衰落最先出现)、或者出现两者之一时，“组合鉴别器14”的DAT口均输出“0”。电平，使“逻辑控制单元6”A＝0，以向其报告接收PCM信号可能趋向不良。调整“组合鉴别器”的门限，使它在PCM码流本身还远没有劣化，或是在误码率指标还远高于指标要求的某临界值即给出“0”电平(但此时70MHz中频载波已出现一定的选择性或K型衰落)，这是实现无损伤切换的前提。
附图四是“TV－PCM鉴别器10”的内部结构，其功能是判断备用信道机接收的70MHz中频信号是TB信息内容的调制还是PCM信息内容的调制。它由五部分组成“平方器21”“17.184MHz带通滤波器22”“高速运放23”“高速比较器24”和“可重复触发单稳25”。从外部备用信道机来的由PCM调制的4PSK中频信号是一个频带限制信号，由前述联结关系可知该中频信号由75Ω－4蕊同轴电缆送入“平方器21”，经平方器平方处理后，该70MHz中频调制信号在PCM“0”，“1”数据变换点上产生振幅变化，该处理信号中产生了17.184MHz的单向脉动分量，将它送入“17.184MHz带通滤波器22”进行窄带提纯，得到17.184MHz正弦钟频分量，该钟频经“高速比较器24”，它设置有门限电平控制电路单元，使比较器在钟频分量负半周顶端仅有 1/10 周期时间输出为“0”， 9/10 周期时间输出为“1”，这样，比较器就有频率为17.184MHz占空比为90％的方波输出，该方波送“可重复触发单稳25”通过调节该单稳RC时间常数，使其在该占空比信号作用下输出为“1”，通过前述b线向“逻辑控制单元6”的B端口送“1”，判明备信道接收的是含PCM内容的70MHz中频。而含TV调制内容的70MHz中频通过前述联结进入该“TV－PCM鉴别器”时，由于没有PCM“0”、“1”变换的振幅变化，平方处理后就没有17.184的脉动分量，比较器就没有17.184MHz，占空为90％的方波输出，因而“TV－PCM鉴别器”b线向“逻辑控制单元6”B端口输出“0”数据，判明备信道机接收的是TV内容的70MHz中频。至此，和前述“PCM质量鉴别器”一起，“逻辑控制单元”在随时情况下便可获得上述并行数据“11”“10”“00”“01”。
附图五是“TV－PCM鉴别器10”的电路原理图，图中C1、C2、R1、R2、R3构成75Ωπ型衰减器，以便使输入口和外部电路匹配，符合“平方器”对信号电平的要求。集成电路TA7607构成平方器(也可用其他模拟乘法器实现)，其R4－R6、C3－C6、L1是TA7607要求的外围元件，W1用来预置TA7607的工作点。17.184MHz带通是一个T型桥LC无源网络，它采用BPF－17组件。“高速运放”由SG012担任，它是平恒差动电路，接成不平恒电路使用，其输入端以75Ω型式和带通滤波器相连。“高速比较器”也用SG012构成，C7、C14是耦合电容，R7－R13、C8－C9是它们要求的外围元件。“可重复触发单稳”由ECL集成电路构成，W2、R14、C15、C16是其时间常数整定电路，L2－L5、C10－C13用于电源滤波、W7805、W7905是三端稳压组件，给各部分有源器件提供电源。本“TV－PCM鉴别器”的输出数据通过R送往“逻辑控制单元6”以从电路方面完成“TV－PCM鉴别器10”的鉴别功能。
“发信号门2”和“收信号门3”两结构相同，均由高频快速恢复二级管构成门电路组成。在门电路之后接一中频放大器，以补偿中频信号通过门电路的损耗。其门的开关状态是由±5V驱动电路来推动，该±5V电路受“逻辑控制单元6”送来数据的控制。
“逻辑控制单元6”由ECL门电路构成，其逻辑功能实现是通过对ECL门的不同组合来实现。“定时器7”是“逻辑控制单元”的时序部分，它由“500MHz主振器”、“频率合成器”和“分相器”构成。500MHz正弦信号通过合成器产生各种频率基准信号再通过分相器产生分相时序脉冲，以同步控制“逻辑控制单元6”各部分高速协调地工作。本单元的D4－D8口为其它各相应单元提供给本单元的数据，代表各相应部分的工作状态，他们和a、b线并行数据一起由“逻辑控制单元”作出综合判断，以D1－D3给出数据指令、控制“收信号门”“发信号门”“S信号收发电路”的信号流向和具体状态。
“发PCM鉴别器8”用来判别主信道发信机的PCM信号是否正常发出、其结构和“TV－PCM鉴别器”基本相同，区别在于其内部高速比较器设置门限不同。当有4PSK信号从主机发向空间，它的d5口输出数据“1”，反之为数据“0”，完成了对主信道机发PCM情况的鉴别。
本实用新型通过以上各部电路的协调工作，完成了TV备用通道信号的传输任务，当接收PCM信号质量良好时，备用通道传输彩色图象信号，当接收PCM信号的同时，预测其质量趋势可能向不良发展时，通过无损伤切换，备用通道又备上PCM信号，保持了原PCM信号的连续，畅通和TV信号的最佳传送。
本实用新型的优点是在11备用数字微波设备上应用本实用新型进行双工图象通讯或其它双工通信，可以做到(1)提高原设备利用率，节约了宝贵的无线频率资源，提高了频谱利用率和效率。
(2)在数字微波同方向的路由上开通图象通信或其它业务，不需再扩建专用信道或站，节约大量资金。
(3)和扩建相比，省工、省时，见效快。不需运行维护人员，节约用员开支。
(4)不传图像时，可传通8MC带宽视频信息即16超群的960路非优先性电话，扩充了设备容量。
权利要求1.一种包括“信号调制器1”，“发信号门2”、“收信号门3，”，“信号解调器4”，“S信号收发电路5”，“逻辑控制单元6”，“定时器7”，“发PCM质量鉴别器8”，“收PCM质量鉴别器9”，组成的彩色图象传输机，其特征在于还包括一个“TV-PCM”鉴别器10。
2.根据权利要求1所说的彩色图象传输机，其特征在于所说的“TV－PCM鉴别器10”是由“平方器21”、“17.184MHZ带通滤波器22”、“高速运放23”、“高速比较器24”和“可重复触发单稳25”构成，该鉴别器时刻在线监视备波道传输信息内容，以确定是TV或是PCM的调制，并和“PCM质量鉴别器9”，并以a、b并行数据线向“逻辑控制单元6”发出“11”“10”“01”随机报告数据，以便完成整机控制。
专利摘要一种具有由信号调制器、发信号门、收信号门、信号解调器，S信号收发电路，逻辑控制单元，定时器，收发PCM质量鉴别器组成的彩色图象兼容传输机属于通信领域，其主要特征在于连接TV—PCM质量鉴别器有机联系构成，能够借助于原1∶1数字微波系统的设备，有效地利用备用波道，通过对数字微波信号的无损伤切换，实现双工图象通信或其它通信。可广泛用于数字微波通信领域。
文档编号H04N1/42GK2126487SQ90208008
公开日1992年12月30日 申请日期1990年5月30日 优先权日1990年5月30日
发明者李跃华, 杨月芬, 周金顺, 刘玉丹 申请人:河南省电力工业局调度所