Устройство для измерения коэффициента ошибок в цифровых трактах передачи информации

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОШИБОК В ЦИФРОВЫХ ТРАКТАХ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ, содержащее. на передающей стороне генератор контрольного сигнала, а на приемной стороне генератор эталонного сигнала,, вход которого соединен с выходом блока синхронизации, а выход подключен к опорному входу детектора ошибок, два счетчика, выходы которых подключены к входам решающего блока, выход которого подключен к. блоку индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения путем различения ошибок срыва синхронизации и пакетов ошибок , в него введены последовательно соединенные блок выбора интервалов, анализатор структуры сигнала несовпадений и -накопитель, при этом выход детектора ошибок подключен к входу блока выбора интервалов, второй выход которого подключен к другому входу накопителя, а третий выход - к входу первого счетчика, выход накопителя подключен к входу (Л второго счетчика, а выход анализатора структуры сигнала несовпадений с подключен к входу блока синхронизации .

„„SU„„1040 1 A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(50 Н 04 1. 11/08.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA

К ABTOPCHOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ключен к опорному входу детектора ошибок, два счетчика, выходы которых подключены к входам решающего блока, выход котoporo подключен к блоку индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения путем различения ошибок срыва синхронизации и пакетов ошибок, в него введены последовательно соединенные блок выбора интервалов, анализатор структуры сигнала несовпадений и накопитель, при этом выход детектора ошибок подключен к входу блока выбора интервалов, второй выход которого подключен к другому входу накопителя, а третий выход — к входу первого счетчика, g выход накопителя подключен к входу второго счетчика, а выход анализатора структуры сигнала несовпадений подключен к входу блока синхронизации. (21 ) 3299903/18-09 (22 ) 11.06.81 (46 ) 07.09.83. Вюл. 9 33 (72 ) A.Â. Курилов (53 ) 621. 391. 833 (088. 8 ) (56 ) 1. Патент Франции Р 2345017, кл. Н 04 L 1/02, опублик. 1977.

2. Grawford: Т. and others.

А High-Speed Pattern Generator and

an Error Detector for 7esting Digital Systems.-Hewlett Ряckard Journal tfovember 1973, vol 25, Но3, рр 16-24 (прототип). (54 ) (57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

КОЭФФИЦИЕНТА ОШИБОК В ЦИФРОВЫХ TPAKTAX ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ, содержащее. на передающей стороне генератор контрольного сигнала, а на приемиой стороне генератор эталонного сигнала,. вход которого соединен с выходом блока синхронизации, а выход подЪ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

10406j7

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для построения контрольно-измерительной аппаратуры цифровых систем передачи информации, в частности в приборах для измерения коэффициентов ошибок.

Известно устройство для измерения коэффициента ошибок двоичных элементов цифровой связи, содержа" .щее на передающей стороне источник цифрового сигнала, а на приемной стороне два определенным образом настроенных демодулятора, выходы которых подключены к входам сумматора- по модулю два, а выход сумматора по модулю два связан через счетчик с решающим блоком (1 ).

Недостатком данного устройства является низкая точность, поскольку оно не:обеспечивает выделение всех возникающих ошибок передаваемой информации в местах их возникновения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения коэффициентов ошибок, содержащее на передающей стороне генератор контрольного сигнала, а на приемной стороне генератор эталонного сигнала, вход которого соединен с выходом блока синхронизации, а выход подключен к .опорному входу детектора ошибок, и два счетчика, выходы которых подключены к входам решающего блока, выход которого подключен х блоку индикации (2 ). . Однако данное устройство также обладает низкой точностью. При срыве синхронизации в процессе измерения к ошибкам, вносимым исследуемой системой, добавляются ошибки за счет несовпадения сравниваемых рассинхронизированных последовательностей.

Случайность момента срыва синхронизации делает невозможным получение достоверного результата при любой вероятности ошибок в исследуемой системе. Кроме того, известное устройство не позволяет различать ошиб-. ки за счет срыва синхронизации и пакеты ошибок, что также не позволяет добиться высокой точности измерения. !

Цель изобретения — повышение точ-1 .ности измерения путем различения ошибок срыва синхронизации.от пакетов ошибок.

Для достижения поставленной цели в устройство для измерения коэффи циента ошибок в цифровых трактах передачи информации, содержащее напередающей стороне генератор конт-.. рольного сигнала, а на приемной стороне генератор эталонного сигнала, вход которого соединен с выходом блока синхронизации, а выход под. ключен к опорному входу детектора ошибок, два счетчика, выходы которых подключены к входам решающего блока, выход которого подключен к блоку индикации, введены последовательно соединенные блок выбора ин5 терв алов, анализ ато р структуры сигнала несовпадений и накопитель, при этом выход детектора ошибок подклю чен к входу блока выбора интервалов, второй выход которого подключен к другому входу, накопителя, а третий

10 выход - к входу первого счетчика, выход накопителя подключен к входу второго счетчика, а выход анализатора структуры сигнала несовпадений подключен к входу блока синхрони-!

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — .временные диаграммы работы устройства.

Устройство для измерения коэффициента ошибок в цифровых трактах на передающей стороне A содержит генератор 1 конТрольного сигнала, а на приемной стороне Б — детектор 2 ошибок, генератор 3 эталонного сигнала, блок 4 синхронизации, блок 5 выбора интервалов, накопитель 6,:счетчики 7 и 8, анализа-. тор 9.структуры сигнала несовпадений, решающий блок 10 и блок 11

ЗО индикации.

Устройство работает следующим образом.

Генератор .1 контрольного сигнала преобразует последовательность такто35 вых импульсов (фиг. 2а) в последовательность известной структуры (фиг. 26 ), в которой после прохождения через исследуемую систему .возникают ошибки (фиг. 2в ). На приор емной стороне генератор 3 эталонного сигнала формирует сигнал (фиг.2г) ..той же структуры, что и на выходе генератора 1 контрольного сигнала (фиг. 26). Блок 4 синхрониэации

45 (контрольного и эталонного сигналов совмещает по фазе эти сигналы на входах детектора 2 ошибок, на выходе которого путем поэлементного сравнения контрольного и эталонного сигналов формируется сигнал несов5О падений (фиг. 2д). В блоке 5 выбора интервалов сигнал, несовпадений разделяется на серий по п элементов (конец каждой серии отмечен

"метками" на фйг. 2ж, совпадающими

55 с импульсами на фиг. 2к ), которые

":поступают в накопитель 6, обеспе чивающий накопление (в+3 ) серий по и элементов (где m=O, 1, 2 ... ).

Анализатор. 9 производит анализ

60 структуры сигнала несовпадений (фиг. 2д) на наличие несовпадений, за счет срыва синхронизации сравнйваемых сигналов. Поскольку структура контрольного и эталонного сиг 5 налов известна и детерминирована, 1040б17 то сигнал несовпадений, вызванных рассинхронизацией сравниваемых сигналов, также детерминированный, что позволяет отличать его от паке-,, тов ошибок, стРуктура которых случайна. Например, при использовании в качестве контрольного и эталонно" — : го сигналов М-последовательности, при срыве сийхронизации сигнал несовпадений представляет собой такую же M-последовательность, но : 0 ймеющую сдвиг относительно любой. из сравниваемых. Таким образом, при срыве синхронизации сигнал несовпадений в анализируемом интервале имеет известную структуру, что ..: !5 позволяет установить факт срыва синх-ронизации.,При этом на выходе ана- лизатора 9 формируется импульс (фиг. 2 е), стирающий в накопителе. б .сигнал несовпадений в,интервале, р в котором установлен срыв синхронизации, а также в m ему предшествовавших. Стирание сигнала в этих предшествующих интервалах необходимо из-за возможности появления несовпадений в конце первого из (!и+1) интервалов, тогда как сам . факт срыва синхронизации может быть установлен анализатором 9 в интервале, следующем через m интервалов от истинного момента срыва (например, при.срыве синхронизации из-за перерыва связи и последующих переходных процессов возвращения в режим. устойчивой работы, при которых труд+ но установить детерминированность. З5 структуры сигнала несовпадений.).

Пакеты ошибок имеют случайную .структуру и при их появлении в сигнале несовпадений анализатор 9, импульс, не вырабатывает. :40

В общем случае после каждого обнаруженного срыва синхронизации стирается п„.(п!+! ) элементов. Выбор числа (m+t ) стираемых интервалов и их длина и зависят от приниципа 45

t построения анализатора 9, в частности от задержки принятия решения о срыве синхронизации при заданной вероятности ошибки р . Например, .О айализатор может работать по .пРинципу численного анализа сигнала несовпадений в каждом интервале, используя тот факт, что при срыве .:.. синхронизации M-последовательностей, применяемых и качестве контрольного. . и эталонного сигналов, сигнал .не-- -.. .совпадений представляет собой такую: же последовательность с периодом =2О-1 (где г — число разрядов регистров сдвига генераторов 1 и З.и,::" соответственно,.минимальная длина; 60 неповторяющихся комбинаций), причеь(".-. средняя частота появления несовпадений (в данном случае детерминированных) равна 0,5 с, достаточной точностью. Тогда число несовпадЕнйй, 5 в интервале длиной и при отсутствий

« -1. ошибок равно 0,5-п,. Ф вЂ . Правило принятия решений анализатором должно быть таким,.чтобы вероятность ложного решения о срыве синхронизации за счет попадания в интервал большого числа ошибок была пренебрежимо мала. Для этого можно увеличить и<, поскольку число детерминированных несовпадений в каждом интервале с возрастающей точностью стремится к 0,5 и., а число ошибок стремится

1 соответственно к р .n .., и при незаО висимых ошибках достаточно надежным будет принятие решения о срыве синхронизации при числе несовпадений в интервале длиной и. больше k где

k 0,5 ° и ° -( ф - 1

1, 2

+ n,.р ) °

Счетчик 7 подсчитывает число М импульсов несовпадений в сигнале на выходе накопителя 6 (фиг. 2ж), который уже не содержит несовпадений, вызванных срывом синхронизации. Счетчик 8 подсчитывает общее число и элементов в и нестертых интервалах (фиг. 2и), что соответствует выражению

Н

n - Mn., 1 причем при постоянной длине интервалов, т.е, п = па, общее число элементов и, используемых для определения ошибок, равно n N.n<. В этом случае счетчик 8 может быть подключен к дополнительному выходу накопителя 7 или к соответствующему выПри коррелированных ошибках число

k следует увеличить. Требуемое зна-. чение и можно определить, исходя

1 иэ допустимой вероятности ложного определения срыва синхронизации (т.е. вероятности того, что в интервале длиной и число одних ошибок

1 превысит k ) при заданных з.и р

Для уменьшения задержки принятия .Решения и, как следствие, длительности процесса измерения можно учесть зависимость n ° от уи р и уменьшать

Ф О в процессе измерения длину интервалов и; при уменьшении периода L измерительных сигналов и вероятности измеряемой ошибки ро.

Импульс от анализатора 9 включает также блок 4 синхронизации, который обеспечивает восстановление фазирования сравниваемых сигналов, причем на время работы блока 4 синхронизации процесс измерения прекращается ввиду неизбежности возникновения .искажений -эталонного сигнала.и, как следствие, возникновения импульсов ошибки в сигнале несовпадений, не связанных с исследуемой системой. ! !

1040617

25 !! pp Ь N pp ny (m+1 ) "

0ш и no N n, t.N n +и (т+! ) r)30 п p(m+1 ) r

ПО

U 4,Рб/А7 сидра аы ий к а . . . . . (=„-== л

// ugecc

Фж юГ сыщу;у

Йарщм urrmepkvar п

Pug Z

Составитель 3. Рапопорт

Редактор П. Макаревич Твхред M,Íàäü Корректор В. Бутяга

Заказ 6949/59 . Тираж 677 Подписное

ВНИИПИ ГОсударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ходу блока 5 выбора интервалов, на которых сигнал представляет собой импульсы в конце нестертых интервалов (фиг. 2к ). Решающий блок 10 произведет вычисление коэффициента ошибок по формуле

"+

И 121 оа й- и !О причем результаты вычислений выводятся на блок 11 индикации.

Если число срывов синхронизации за сеанс измерения равно r, то число стертых элементов ай и (m+1)r. Общее число и элементов в сеансе и й и +пц(щ+! )r причем среднее число ошибок за весь 2О сеанс 8> ро и -, а среднее число стертых ошиоок из-за срывов синхронизации

Средний коэффициент ошибок, определяемый устройством, равен т.е. среднее значение коэффициента ошибок равно измеряемой вероятности р и не зависит от числа срывов. Это означает, что требуемая точность (такая же, как при полном отсутствии срывов синхронизации) может быть получена даже при большой вероятности срыва синхронизации и, соответственно, большой длине стертых интервалов за счет соответствующего увеличения длительности сеанса измерения, Измерение будет продолжаться до тех пор, пока не будет получено требуемое при заданной точности число нестертых интервалов, причем эти интервалы можно набирать в любой последовательности со стертыми, тогда как в известном устройстве необходимо, чтобы за весь сеанс, содержащий

N np элементов не было ни одного срыйа синхронизации. При большой . вероятности срыва синхронизации по сравнению с измеряемой вероятностью ошибки вероятность получения достоверного результата с помощью известного устройства стремится к нулю.

Таким образом, предлагаемое устройство определяет коэффициент ошибок подсчетом ошибок только в нестертых интервалах, исключая искажение результатов измерения за счет срывов синхронизации контроль.ного и эталонного сигналов и обеспечивая тем самым повышение точности измерения.