本发明介绍一种波道转换系统，并具体地介绍了一种转换正常波道和备用波道的波道转换系统，若不考虑数字无线电发射波道中存在衰减的情况，则这种转换没有位误差（bit error）。 在常用的数字无线电发射电路中，考虑到正常波道的有效工作时间及其设备故障，将一个备用波道分配给多个正常波道。当一个给定的正常波道出故障时，该波道转换到备用波道。在对正常波道传输线进行维护和检查以及需要进行抗衰减测量时，出现了正常波道有效工作时间的问题。在这种情况下，就数字无线电传输电路的有效工作时间而论，转换正常波道和备用波道的不中断波道转换系统具有极为重要的意义。
图1是采用了常用的波道转换系统的数字无线电传输电路的发射方与接收方的主要部分的方框图。该传输电路具有第一、第二、……第m个正常波道。参阅图1，由预置的倍频器/多路信号分离器（未画出）提供的已倍频的数字信号S44-1，S44-2，……S44-m分别加到分离电路38-1、38-2、……38-m上。第一分离器的输出加到相应通道的双极到单极（在下文中称为B/U）转换器41-1、41-2、……41-m上，第二分离输出加到相应的转换电路39-1、39-2、……39-m上。在正常工作时，这些已倍频的数字信号被B/U转换器41-1、41-2、……41-m由双极信号转换为单极信号。发射信号处理电路（XMTG SIGPROC CKT）42-1、42-2、……42-m将帧同步位和奇偶检验位分别插进单极信号。发射数据由发射信号分配电路（XMTG SIGDISTR CKT）44-1、44-2、……44-m和调制器/发射机（MOD & XMTR）45提供到接收方。来自导频信号发生器40（设在发射方）的导频信号总是通过转换电路39-1、39-2、……39-m，B/U转换器41，发射信号处理电路42，发射信号转换电路43和调制器/发射机45传输到接收方。
在接收方，各个正常波道的已倍频的数字信号（每个信号已经通过接收机/解调器46接收和解调）加到帧同步电路（FRAME SYNC CKT）47-1、47-2、……47-m，帧同步电路检测相应的帧同步位。然后，已倍频的数字信号的位（在发射方加上的）通过接收信号同步转换电路（RECD SIG SYNC SW）49-1、49-2、……49-m被接收信号处理电路（RECD SIG PROC CKT）50-1、50-2、……50-m分离。分离出的位信号被单极到双极（U/B）转换器51-1、51-2、……51-m从单极信号转变为双极信号。然后，双极信号作为已倍频的数字信号S45-1、S45-2、……S45-m经由转换电路（SW）52-1、52-2、……52-m加到倍频器/多路信号分离器单元。在接收方的备用波道中，来自接收机/解调器46的导频信号经由帧同步电路（FRAME SYNC CKT）47、接收信号分配电路（RECD SIG DISTR CKT）48、接收信号处理电路（RECD SIG PROC CKT）50、U/B转换器51和转换电路52-1、52-2、……52-m加到导频检波器（PILOT DET）53上。导频信号总是用来监测备用波道，而正常波道处于工作状态，以便立即转换正常波道和备用波道。
在这里列举一个示例说明由于电路故障第二正常波道转换到备用波道的情况。在第一至第m正常波道以正常的状态工作时，由发射信号分配电路44-1、44-2、……44-m的已倍频的数字信号加到调制器/发射机45和备用波道的发射信号转换电路43上，如上所述。当第二正常波道被备用波道取代时，发射信号转换电路43的输入根据预定的方案转换。第二正常波道已倍频的数字信号代替导频信号加到备用波道的调制器/发射机45上并发射到接收方。在该状态，对第二正常波道的已倍频的数字信号通过作为第二正常波道和备用波道的两个发射电路发射到接收方。
通过第二正常波道发送的已倍频的数字信号经由接收机/解调器46和帧同步电路47-2加到接收信号同步转换电路49-2。同时，来自备用波道的已倍频的信号通过接收机/解调器46、帧同步电路47和接收信号分配电路48加到接收信号同步转换电路49-2上。接收信号同步转换电路49-2将作为正常波道基准数据的数据位信息与备用波道的已倍频的数字信号的数据位相比较。当正常波道和备用波道的数据位相互匹配时，正常波道转换到备用波道。通过备用波道的已倍频的数字信号经由接收信号同步转换电路49-2，接收信号处理电路50-2，U/B转换器51-2和开关电路52-2加到多路倍频器/多路分离器上。这样，可以防止由于第二正常波道的故障所引起的电路中断。
在发射边，当第二波道的B/U转换器41-2、发射信号处理电路42-2或发射信号分配电路44-2中发生故障时，或者是在接收方，正常波道的接收信号同步转换电路49-2、接收信号处理电路50-2或U/B转换器51-2中发生故障时，转换电路39-2工作以提供已倍频的数字信号S44-2（而不是导频信号）给备用波道的B/U转换器41。该信号通过相应于备用波道的发射信号处理电路42、发射信号转换电路43和调制器/发射机45提供到接收方。在接收方，经由备用波道发出的已倍频的数字信号通过接收机/解调器46、帧同步电路47、接收信号分配电路48、接收信号处理电路50和U/B转换器51加到开关电路52-2上。得到的信号作为已倍频的数字信号S45-2加到多路倍频器/多路分离器上。
在上述的常用的波道转换系统中，发射信号转换电路安排在正常发射波道与备用波道之间的备用波道中，同时，发射信号分配电路分别安排在正常波道中。发射电路系统是复杂且庞大的。此外，正常波道与备用波道之间的转换控制因之而复杂。在接收方备用波道的帧同步电路中出现帧同步误差并且延长了波道转换时间，由此降低了波道效率。
本发明的目的是提供消除了上述常见缺点的一种波道转换系统。
为了实现本发明的上述目的，提供了由预定数的正常波道和备用波道组成的数字式无线电发射电路中的波道转换系统，该系统包括：信号供给装置，用于将通过备用波道从电路出现故障的预定的发射正常波道给出的已倍频的数字信号提供给接收正常波道，预定的发射正常波道相应于接收正常波道;信号分频装置，用来分频已倍频的数字信号，经由正常波道提供给接收方和分频已倍频的数字信号经由备用波道提供给接收方，信号分频装置的分频比为N（N是一个不小于1的整数）;信号顺序变换装置，用来根据独立的顺序变换控制信号独立地变换由信号分频装置经由正常波道和备用波道提供的已倍频的数字信号数据串的顺序;位比较装置，用于将正常波道和备用波道经由信号顺序变换装置发出的已倍频的数字信号的数据位信息与作为基准信号的预定的正常波道和备用波道之一的已倍频的数字信号的位信息相比较，并用来产生相应于数据位信息的重合/不重合的顺序变换控制信号;不中断信号转换装置，用来在来自信号顺序变换装置的正常波道的数据位信息与备用波道的数据位信息一致时，在顺序变换控制信号的作用下，在预定的正常波道和备用波道的已倍频的数字信号之间进行变换;信号倍增装置，用于以N倍增已选择出的波道的已倍频的数字信号，已倍频的信号是由于不中断信号转换装置产生的。
图1是表示数字式无线电发射电路的主要部分的方框图，该电路采用了普通的波道转换系统;
图2是表示根据本发明的一个实施例的数字式无线电发射电路的主要部分的方框图;
图3是图2电路所包括的接收信号不中断转换电路的主要部分的方框图;
图4A至4L分别为用来解释接收信号不中断转换电路工作方式的时间图。
参阅附图将详细描述本发明。
图2是根据本发明一个实施例的数字无线电发射电路接收方和发射方的主要部分的方框图。
该数字无线电发射电路具有一个备用波道和第一至第m个正常波道。发射包括分离电路1-1至1-m，转换电路（SW）2-1至2-m，一个导频发生器（PILOT GEN）3，B/U转换器（B/UCONV）4，4-1至4-m，发射信号处理电路（XMTG SIG PROC CKT）5，5-1至5-m和一个调制器/发射器（MOD和XMTR）6。接收方包括一个接收器/解调器（REC和DEMOD）7，帧同步电路8，8-1至8-m，接收信号处理电路（RECD SIG PROG CKT）9，9-1至9-m，一个接收信号供给电路（RECD SIG SUPPLY CKT）10，接收信号不间断转换电路（RECD SIGHITLESS SW CKT）11-1至11-m，U/B转换器12，12-1至12-m，转换电路（SW）13-1至13-m和一个导频检波器（PILOT DET）14。设有旁注数字的参考号数表示备用波道中的元件。其它的元件包括在正常波道中。
参考图2，来自预设的倍频器/多路分离器单元的已倍频的数字信号S0-1，S0-2，……S0-m加到分离电路1-1，1-2，……1-m上。第一分离信号分别加到B/U转换器4-1，4-2，……4-m上，第二分离信号分别加到转换电路2-1，2-2，……2-m上。在正常的工作状态，已倍频的数字信号经过B/U转换器4-1，4-2，……4-m，发射信号处理电路5-1，5-2，5-m和调制器/发射器6加到接收方。由安置在发射的导频发生器3发出的预设的导频信号经过转换电路2-1，2-2，……2-m加到备用波道中的B/U转换器4上，并且，导频信号始终是经过B/U转换器4，发射信号处理电路5和调制器/发射器6加到接收方。在这种情况下，本方案的数字无线电发射电路与如上所述的适用于普通波道转换系统的普通的数字无线电发射电路之间的主要差别是-去掉图1中的备用波道的发射信号转换电路43和各个正常波道的发射信号分配电路44-1，44-2，……44-m。
在接收，通过接收器/解调器7被接收和解调的各个正常波道的已倍频的数字信号，经由帧同步电路8-1，8-2，……8-m、接收信号处理电路9-1，9-2，……9-m、接收信号不中断转换电路11-1，11-2，……11-m，U/B转换器12-1，12-2，……12-m和转换电路13-1，13-2，……13-m，作为已倍频的数字信号S1-1，S1-2，……S1-m送给预设的倍频器/多路分离器单元。在接收方的备用波道，来自接收机/发射机7的导频信号经过帧同步电路8、接收信号处理电路9、接收信号供给电路10、U/B转换器12和转换电路13-1，13-2，……13-m加到导频检波器14上。该导频信号与普通的导频信号具有相同功能。
下面将描述备用波道代替发生电路故障的第二正常波道的工作方式。进行不中断波道转换的主要装置包括发射方的转换电路2-1，2-2，……2-m。当转换电路2-2根据预定方式将第二正常波道转换到备用波道时，已倍频的数字信号S0-2经由第二正常波道加到接收方，并且经由转换电路2-2，U/B转换器4、发射信号处理电路5和相应于备用波道的调制器/发射器6，代替导频信号加到接收方。
通过第二正常波道无线电发射线发出的已倍频的数字无线电信号经由帧同步电路8-2和接收信号处理电路9-2加到接收信号不中断转换电路上。同时，通过备用波道的无线电发射线发出的已倍频的数字信号经由帧同步电路8，接收信号处理电路9和接收信号供给电路10加到接收信号不中断转换电路11-2上。
图3示出了接收信号不中断转换电路11-2的主要部分。加到接收信号不中断转换电路11-2的第二正常波道和备用波道的已倍频的数字信号包括两串数据信号。参阅图3，在每两个相邻的方框图之间连线上的“S加旁注号”表示流经的信号。图4A至4L是图3所示信号的时间图。下面将叙述图3给出的接收信号不中断转换电路11-2的原理和工作方式。
由备用波道的接收信号供给电路10提供的数据信号S2和时钟信号S3加到相位调整电路17，并且被连接到备用波道的设备所固有的延迟时间移相。信号S2和S3产生了数据信号S4（图4C）和时钟信号S5（图4D）。图4A至4L中的参考符号n标出表示数据长度的位数。数据信号S4加到缓冲存储器19并被存储在预定的地址。同时，时钟信号S5加到时钟脉冲分频器18上。在这种情况下，数据信号S2包括两串的数据信号，并且被分成两个时钟信号S8和S9（图4I和4J），这两个时钟信号的相位差为 1/2 位。时钟信号S8和S9加到缓冲存储器19和信号顺序变换电路21上。根据两个已被分频的时钟信号S8和S9，读出存储在缓冲存储器19中预定地址的数据信号S4。因此，读出信号是作为数据信号S6（图4K）和数据信号S7（图4L）给出的，这两个信号的相位差相应于 1/2 位。信号S6和S7加到信号顺序变换电路21上。时钟脉冲分频器18和脉冲存储器19组成一个信号分频电路20，用来将双极输入信号S2分频成双极信号S6和S7。时钟信号S8和S9的波形被转换，并且通常产生已转换过的波形信号。但是，在图4I和4J的信号波形中，数据信号S4（图4C）被分成信号S6和S7（图4K和图4L）。
如备用波道中的相同工作方式，经由正常波道提供的数据信号S15和时钟信号S16通过相位细调电路23提供了数据信号S17和时钟信号S18，相位细调电路用来精细地调节连接到正常波道的设备所固有的相位延迟。然后，信号S17和S18被相位粗调电路24调相。图4A示出的数据信号S19加到缓冲存储器26上，图4B示出的时钟信号S20加到时钟脉冲分频器25上。由缓冲存储器26和时钟分频器25组成的信号分频器的性质与由缓冲存储器19和时钟分频器18组成的备用波道信号分频器电路20的性质相同。时钟分频器18产生相位差相应于 1/2 位的时钟信号S23和S24（图4E和4F）。时钟信号S23和S24加到缓冲存储器26和信号顺序变换电路28上。根据时钟信号S23和S24，从缓冲存储器26中读出相位差相应于 1/2 的数据信号S21和S22（图4G和4H）。数据信号S21和S22加到信号顺序变换电路28。具有如图4E和4F所示波形的时钟信号S23和S24，根据时钟分频器25的工作状态，可以被反转。
在该实施例中，根据下述理由用信号分频器电路20和27把数据信号分开。
根据正常波道和备用波道的数据信号S19和S4之间的相对关系是很清楚的，所给出的正常波道和备用波道的传播路径长度之间的相位差使得备用波道比正常波道延迟约一位。在这种情况，接收信号不中断转换电路11-2不能将正常波道的数据信号转换成备用波道的数据信号。为了建立适当的转换定时，正常波道和备用波道的数据信号和时钟信号由图3的信号分频电路27和20分成两等分，然后分频信号加到信号顺序变换电路28和21上。正常波道和备用波道的数据信号S21和S22以及数据信号S6和S7分别在图4G和4H以及图4K和4L中给出。但是，当数据信号S6和S7完成转换时，在预定的时间能够比较数据信号S7和S21以及数据信号S6和S22。
照这样，输入数据信号和时钟信号是分频的，所以，能够消除由无线电传输线中发射路经长度差别引起的正常波道与备用波道之间的位误差，由此而实现了正常波道和备用波道之间的不中断的信号转换。
当数据信号的波形如图4G，4H，4K和4L所示时，正常波道与备用波道之间不能进行不中断转换。这是因为在备用波道中时钟分频器18的不明确的操作定时。为了解决这一问题，在正常波道和备用波道中安置信号顺序变换电路28和21。根据由正常波道和备用波道选择控制电路37和36提供的选择控制信号S34和S33，改变数据信号串。下面将叙述由正常波道到备用波道的转换原理。在选择控制信号S33没有加到信号顺序变化电路21上时，电路21提供作为数据信号S10和S11的输入数据信号S6和S7给缓冲存储器22。在这种情况下，相应于数据信号S6的时钟信号S8由时钟信号S8和S9中选择出来。选择出的时钟信号S12加到不中断信号转换电路31上。当信号顺序变换电路21接收信号S33时，该电路将输入数据信号S6和S7改变为数据信号S11和S10。在这种情况下，选择出时钟信号S9并作为时钟信号S12。
如上所述的相同操作也可以适用于信号顺序变换电路28。在这种情况，加到信号顺序变换电路21上的输入数据信号S6和S7用信号S21和S22，输入时钟信号S8和S9，信号S23和S24;输出数据信号S10和S11，信号S25和S26;输出时钟信号S12，信号S27以及选择控制信号S33，信号S34代替。
根据由时钟分频器34提供的时钟信号S39和S40，从缓冲存储器22中读出数据信号S10和S11。读出信号作为数据信号S13和S14加到位比较器30和不中断信号转换电路31上。
按照缓冲存储器22的相同方式，从缓冲存储器29中读出作为数据信号S28和S29的数据信号S25和S26。数据信号S28和S29加到位比较器30和不中断信号开关电路31上。
得到时钟信号S39和S40以便使从压控振荡器33的输出被时钟分频器34分成 1/2 。压控振荡器33的振荡频率由相位比较器32提供的相位误差信号S38来控制。相位比较器32将不中断信号转换电路31提供的时钟信号S50与时钟信号S39相比较，并产生相位误差信号S38。当正常波道转换到备用波道时，相应的时钟信号S50最终与备用波道时钟信号同步。但是，当备用波道转换到正常波道时，相应的时钟信号S50最终与正常波道时钟信号同步。
位比较器30将缓冲存储器29和22提供的数据信号S28和S29的数据串与相应的位单元中数据信号S13和S14的数据串相比较。位比较器30根据相应数据串的位之间的重合或不重合，产生逻辑“1”或逻辑“0”的输出信号S30。当位比较器30检查重合/不重合时，它提供信号S46给控制单元100。当信号S46表示重合时，正常波道转换控制信号S47由控制单元100加到不中断信号转换电路31。否则，控制单元100不提供信号S47。来自位比较器30的输出信号加到备用波道选择控制电路36和正常波道选择控制电路37上。备用波道选择控制电路36接收信号S30和来自控制单元100的备用波道转换控制信号S31，并根据“与”操作产生选择控制信号S33。信号S33加到信号顺序变换电路21上。响应选择控制信号S33的信号顺序变换电路21所产生的数据信号S10和S11被变换以分别对应于图4L和4K所示的数据信号S7和S6。根据与图4J所示的时钟信号S9相一致选择出的时钟信号，时钟信号S12加到不中断信号转换电路31上。
以上叙述了将来自信号顺序变换电路28和21的数据信号经由缓冲存储器29和22提供给位比较器30和不中断信号转换电路31的工作顺序。位比较器30将由缓冲存储器29和22提供的数据信号S28和S29的数据串的位与数据信号S13和S14的相应数据串的位相比较。与上述的情况不同是由于属于备用波道的数据信号S13和S14的数据串被信号顺序转换电路21所转换，数据信号S28（图4G）的位与数据信号S13（图4L）的位相比较。同时，数据信号S29（图4H）的位与数据信号S14（图4K）的位相比较。从图4G和4L之间的关系以及图4H和4K之间的关系可以清楚地看到，尽管确实存在着 1/2 位的相位差，但相应的数据信号串被鉴别为相互是重合的。来自位比较器30的信号S30表示重合，并且加到正常波道和备用波道选择控制电路37和36上。同时，表示重合的数据信号S46加到控制单元100上。在这一状态，备用波道选择控制电路36不能产生选择控制信号S33。
直到接收了来自位比较器30的重合信号S46，控制单元100才提供预定的正常/备用波道转换信号S47给不中断信号转换电路31。此时，位排列相互匹配的正常波道数据信号S28和S29以及备用波道数据信号S13和S14加到不中断信号转换电路31上。同时，正常波道时钟信号S27和备用波道时钟信号S12也加到不中断信号转换电路31上。根据正常/备用转换信号S47，正常波道数据信号S28和S29即刻转换到备用波道数据信号S13和S14。正常波道时钟信号S27转换到备用波道时钟信号S12。数据信号被不中断转换并作为数据信号S35和S36而出现。信号S35和S36加到频率倍增器35上。时钟信号被不中断信号转换电路31转换。然而，通过压控振荡器33提供这些信号，因此时钟信号的相位逐渐移动以得到适于备用数据取样的最佳相位，而防止了转换过程中相位的突变。选择出的备用波道时钟信号S50作为锁相系统的基准信号提供给相位比较器32。相位比较器32产生用来从缓冲存储器29和22中读出数据信号的时钟信号S39和S40。从压控振荡器33中产生与初始时钟信号（即分频以前的时钟信号）频率相同的时钟信号S41，也采用了基准信号。时钟信号S41加到频率倍增器35上。根据时钟信号37存储在频率倍增器35中预定地址的数据信号S35和S36响应由压控振荡器33提供的并具有初始频率的时钟信号S41而被读出。进而，两个数据串转变成一个数据串并作为数据信号S42发出。同时，产生相应于时钟信号S41的时钟信号S43。信号S42和S43加到U/V转换器12-2（图2）上。必须指出，在图2中略去了图3所示的正常波道转换控制信号S32、备用波道转换控制信号S31、位重合信号S46和正常/备用转换控制信号S47。
参阅图2，被接收信号不中断转换电路11-2转换的备用波道数据信号和时钟信号加到U/B转换器12-2上，并且受到预定的信号格式转换处理。转换过的信号通过开关电路13-2加到预定的倍增器/多路分离器上。
在上述实施例中，提供给接收信号不中断转换电路11-2的正常波道和备用波道数据信号由两串数据信号组成。但是，本发明能够用于这样一种情况，即数据信号由多于两串的数据信号所组成的情况。在上述实施例中，正常波道的数据信号被转换成备用波道的数据信号。然而，当备用波道转换成正常波道时，也可以进行相同的转换操作以得到同样的效果。
根据如上详述的本发明，受到波道转换的正常波道的数据信号和备用波道数据信号，以分频比为N分频（N为1或大于1的整数）。当正常波道和备用波道的数据信号的位相互之间不重合时，N分频的数据信号的数据串之一的顺序改变，以建立正常波道与备用波道数据信号之间的重合。在这种条件下，进行波道转换，由此而省掉了发射方的发射信号分配电路，所以减小系统的规模。同时，能够简化正常波道与备用波道之间的转换控制，并且缩短了波道转换时间。
补正 85108880
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说明书 4 13 将通过备用波道 通过备用波道将
18 …顺序变换控制信号独 …顺序变换控制信号，独
5 3 用于以N倍增 用于以N倍乘
17 发射包括分离… 发射方包括分离…
6 11 由安置在发射的 由安置在发射方
19 在接收 在接收方
11 1 以便使从压控 以使电压控制