Устройство контроля качества дискретных каналов связи с переменными параметрами

 

УСТРОЙСТЮ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ДИСКРЕТНЫХ КАНАЛОВ СВЯЗИ С ПЕРЕМЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ, содержащее корреляционный приемник, первый выход которого соединен через экспоненциапьный детектор с первым входом делителя и с первым Входом блока вычисления отношения сигнал/шум, состоящий из. последовательно соединенных первого квадратора , интегратора, первого блока усреднения, блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом вто рого йвадратора, и делителя, второй вход которого соединен с выходом BTOf рого квадратора, вход которого соединен с выходом второго блока усреднения, при этом другие выходы корреляционного приемника подключены через дополнительные экспоненциальные детекторы к входам сумматора, выход которого соединен с вторым входом делителе}, выход которого подключен к первому входу первого порогового блока, к второму входу которого подключен выход блока масштабирования, €лок анализа , первый вход которого соединен с входом блока., масштабирования, отл Ичающееся тем, что, с целью повышения тсСчности контроля путем слежения за. сигналом, в него введены второй пороговый блок, счет .чик, формирователь временных интер- , валов, первый и второй ключи и триггер , при этом первый выход блока вычисления отношения сигнал/шум соединен с вторым входом блока анализа, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первым входом и выходом первого ключа, второй вход которого соединен с выходом первого порогового блока, а второй вы (Л ход блока вычисления отношения сигнал/шум соединен с входом второго С. порогового блока и первым входом второго ключа, второй вход и выход котоN-b - ,рого соединены соответственно с выхоU дом триггера и входом блока масштабирования , причем выход второго пороо гового блокасоединен с первым вхоD1 дом счетчика, второй вход и выход 35 j;;. которого соединены соответственно с выходом формирователя временных интервалов и с первым входом тригге:ра , второй вход которого соединен с выходом формирователя временных интервалов , причем вход корреляционного приемника и второй вход блока вы;числения отношения сигнал/шум объеди;иены и являются входом устройства.

СОЮЗ COBEYCHNX . СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) (д) Н 04 В 3/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕЦЩ,. ;.;..",," - Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ " - -:- -. 1é гн

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA (21) 3333714/18-09 (22) 04.09,81 (46) 23.11.83. Бюл. 9 43 (72) В.И.Зинчук, Н.ИЛ1укин, С.Ю.Якименко и Г.А.Кочергин (53) 621.395.664(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N- 938416, кл. Н 04 В 3/46, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

9 930705, кл. Н 04 В 3/46, 1930 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА.

ДИСКРЕТНЫХ КАНАЛОВ СВЯЗИ С ПЕРЕМЕННЫNH HAPANETPANH содержащее корреляционный приемник, первый выход которого соединен через экспоненциальный детектор с первым входом делителя и с первым входом блока вычисления отношения сигнап/шум, состоящий из последовательно соединенных первого квадратора, интегратора, первого блока усреднения, блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом второго квадратора, и делителя, второй вход которого соединен с выходом вто рого квадратора, вход которого соединен с выходом второго блока усреднения, при этом другие выходы корреляционного приемника подключены через дополнительные экспоненциальные детекторы к входам сумматора, выход которого соединен с вторым входом делителФ, выход которого подключен к первому входу первого порогового блока, к второму входу которого подключен выход блока масштабирования, блок анализа, первый вход которого соединен с входом блока.,масштабирования, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля путем слежения эа сигналом, в него введены второй пороговый блок, счетчик, формирователь временных интервалов, первый и второй ключи и триггер, при этом первый выход блока вычисления отношения сигнал/шум соединен с вторым входом блока анализа, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первым входом и выходом первого ключа, второй вход которого соединен с выходом пер-,р с вого порогового блока, а второй вы" ход блока вычисления отношения сигнал/шум соединен с входом второго порогового блока и первым входом второго ключа, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом триггера и входом блока масштабирования, причем выход второго порогового блока соединен с первым входом счетчика, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом формирователя временных интервалов и с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом формирователя временных интервалов, причем вход корреляционного приемника и второй вход блока вычисления отношения сигнал/шум объединены и являются входом устройства.

105б472, Изобретение. относится к .технике передачи дискретных сообщений и может использоваться для оценки качества каналов связи с переменными параметрами при К-ичном (многократном) приеме дискретных сообщений. .Известно устройство для контроля качества дискретных каналов связи с переменными параметрами, содержащее блок анализа и когерентный приемник 10 сигналов, блок вычисления отношения сигнал/шум, экспоненциальные детекторы, делитель, пороговые блоки„ блоки масштабирования и блоки усреднения Я .

ОднЬко известное устройство не обеспечивает минимум вероятности необнаружения ошибки при постоянной вероятности ложного обнаружения .ошибки в решениях приемника. 20

Наиболее близким техническим решением является устройство контроля . качества дискретных каналов связи с

t переменными параметрами, содержащее корреляционный приемник, первый выход 25 которого соединен через экспоненциальный детектор с первым входом делителя и с первым входом блока вычисления отношения сигнал/шум, состоящий из последовательно соединенных первого квадратора, интегратора, первого блока усреднения, блока вычитания, второй вход которого соеди.нен с выходом второго квадратора, и .делителя, второй вход которого соединен с выходом второго квадратора, вход которого соединен с выходом второго блока усреднения, при этом другие выходы корреляционного приемника подключены через дополнительные экс- А0 ,ноненциальные детекторы к входам;сумматора, выход которого соединен с вторым зходом первого делителя„ выход

;которого подключен к первому входу .первого порогового блока, к второму вхаду которого подключен выход бло.ка масштабирования, блок анализа,,первый вход которого соединен с входом блока масштабирования (2 .

Однако это устройство имеет низ50 .кую точность контроля.

f, Цель изобретения — повышение точности контроля путем слежения за сиг налом.

Поставленная цель достигается тем,55 что в устройство контроля качества дискретных каналов связи с переменными параметрами, содержащее корреля" ционный приемник, первый выход которого соединен через экспоненциальный детектор с первым входом делителя и с первым входом блока вычисления отношения сигнал!шум, состоящий из последовательно соединенных первого квадратора, интегратора, первого блока усреднения, блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом второго квадратора, и делителя, второй вход которого соединен с выходом второго квадратора, вход которого соединен с выходом второго блока усреднения, при этом другие выходы корреляционного приемника подключены через дополнительные экспоненциальные детекторы к входам сумматора, выход которого соединен с вторым входом первого делителя, выход которого подключен к первому входу первого по- рогового блока, к второму входу которого подключен выход блока масштабирования, .блок анализа, первый вход которого соединен со входом блока маоштабирцвания, введены второй пороговый блок, счетчик, формирователь временных интервалов, первый и второй ключи и триггер, при этом первый выход блока вычисления отношения сигнал/шум соединен с вторым входом блока анализа, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первым .входом и выходом первого ключа, второй вход которого соединен с выходом первого порогового блока, а второй выход блока вычисления отношения сигнал/шум соединен с входом второго порогового блока и первым входом второго ключа, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом триггера и входом . блока масштабирования, причем выход второго порогового блока соединен с первым входом счетчика, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом формирователя временных интервалов и с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом формирователя временных интервалов, причем вход корреляционного приемника и второй вход блока вычисления отношения сигнал/шум объединены и являются входом устройства.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство контроля качества дис-, кретных каналов связи с переменными

10 вероятности ложного обнаружения. Если значение оценки отношения сигнал/шум больше порога, то сигнал считается. обнаруженным, если меньше — то принимается решение об отсутствии сигнала. Принятие решения об отсутствии сигнала сопровождается появлением импульса на выходе второго порогового блока 22. Импульсы с выхода второго порогового блока 22 поступают на счет20 чик 21, Счетчик осуществляет накопление импульсов, соответствующих необнаружению сигналов, на интервале времени ТСЧ ° Интервал времени ТСЧ зада.ется формирователем временных интервалов 23, на выходе которого появляются импульсы с периодом Т (период

Т Ч определяется характеристиками канала связи, для каналов с замираниями он выбирается пропорциональ30 ным длительности замираний). Эти импульсы поступают на сбросовый вход счетчика и установочный вход триггера 24. Величина интервала времени

TcQ равна TtC=(2 -1) Т l где

35 1 0,7-0,8; Т вЂ” длительность сигнала, а r- — число двоичных разрядов, т.е. емкость счетчика согласована с дли гельностями сигнала и замираний в канале. Стабильность формирователя

40 временных интервалов может быть невысокой (+10X}, на точности контроля это практически не скажется. Максимальное число импульсов, поступающих с второго порогового блока, ко45 торое может сосчитать счетчик без г переполнения, равно 2 -1. Чтобы исключить переполнение, интервал времени Т „ чменьшается на 20-30Х, т.е.

ЧМакс как указывалось Т,„=Т „„,, I. Если на счетчик поступило 2"-1 импульсов, то в последний разряд счетчика будет за.писана "1". Дальнейшее поступление .:импульсов не изменяет состояния последнего разряда счетчика. Это сос-!

55 тояиие последнего разряда счетчика. в

I момент действия импульсов с выхода

; формирователя временных интервалов 23 переэаписывается в триггер 24, после

3 l0 параметрами содержит корреляционный:

I приемник l, состоящий из умножителей

2, интеграторов 3, блока 4 принятия решения и блока 5 выбора максимума, блок 6 вычисления .отношения сигнал/шум, состоящий из первого квадратора 7, интегратора 8,+ перво

ro блока 9 .усреднения, блока 10 выиитания, второго блока 11 усреднения, второго квадратора 12 и делителя .13, сумматор 14, экспоненциальный детектор 15, дополнительные экспоненциальные детекторы 16, делитель

17, первый пороговый блок 18, блок

19 масштабирования, блок 20 анали за, счетчик 21, второй пороговый блок 22, формирователь 23 временных. интервалов, триггер 24, первый 25 и, .второй 26 ключи, Устройство работает .следующим образом.

На вход корреляционного приемника

1 поступает смесь помехи и сигнала.

В умножителях 2 эта смесь умножается на опорные сигналы, соответствующие информационным символам. После интегрирования в интеграторах 3 сигналы поступают на блок принятия реше ния 4 и блок выбора максимума 5.

По команде с блока принятия решения

4 блок выбора максимума 5 подключает интегратор 3, на выходе которого наблюдается максимальный выходной сигнал, к второму блоку усреднения

ll который осуществляет усреднение выходного сигнала интеграторов 3 sa время, необходимое для приема неско кнх сигналов. Полученная средняя величина максимального сигнала с выхода интеграторов 3 возводится в квадрат вторым квадратором 12 и подается на входы блоков 10 вычитания и дели теля 13 блока 6. Эта величина пропорциональна средней мощности сигнала

Одновременно смесь сигнала с помехой поступает на первый квадратор 7 и после интегрирования интегратором .8 поступает на первый блок 9 усредне- ния. Величина, поступайщая с выхода первого блока 9 усреднения, на вход блока 10 вычитания, пропорциональна средней мощности процесса, представляющего смесь сигнала с шумом. С выхода блока 10 вычитания на вход делителя 13 поступает величина, про.порциональная средней мощности шума.

На выходе делителя 13 образуется величина, пропорциональная отношению

56472 . ° сигнал/шум при наличий сигнала. Эта же величина является статистикой обнаружения (.статистика Стьюдента).

С выхода. делителя 13 оценка отношения сигнал/шум поступает на второй ключ 26 и на второй пороговый блок !

22, где осуществляется сравнение ее с постоянным порогом, выбранным так, чтобы обеспечить постоянство заданной

1056472 чего этим же импульсом производится обнуление счетчика 21. На последующем интервале времени ТК в счетчике I

21 вновь производится подсчет импульсов необнаружения с выхода второ- 5 го порогового блока 22, и т,д.

Если импульсы необнаружения следуют так часто на интервале То,что их чиСло больше или равно 2"-1, то принимается решение об отсутствии сигнала. В этом случае на выходе триггера 24 появляется высокий потенциал (т.е. из последнего разряда счетчика 21 переписывается единица).

Если импульсы необнаружения следуют, редко например,при,замираниях уровня сигнала) и их число меньше 2"-1 то считается, что передача не прерывалась (сигнал отсутствует). На выходе триггера 24 появляется низкий .(нулевой) потенциал в момент действия, :импульсов с выхода формирователя.вре менных интервалов 23.

Выходной сигнал триггера 24 поступает на первый 25 и второй 26 ключи и блок 20 анализа. Если на выходе триггера 24 присутствует высокий потенциал, то оба ключа 25 и 26 закрываются, при этом закрывается выход устройства контроляи оценка отноше- 30 ния сигнал/шум h<< не проходит на блок масштабирования 19 и блок 20 анализа.

На блок 20 поступает высокий потенциал с триггера 24, несуший информацию о том, что перецача информации отсутствует и о качестве канала можно судить только по мощности шума, оценка которой поступает на блок 20 с блока 10 вычитания.

В том случае, если второй ключ 25, открыт (т.е. считается, что сигнал присутствует) значение оценки сигнал/ шум поступает на блок 19 масштабирования, где образуется пороговая величина, поступающая на пороговый 45 первый блок 18. Оптимальное значение пороговой величины, обеспечивающей постоянство вероятности ложного обнаружения ошибки, зависящей от отношения сигнал/шум, обеспечивается со ответствующим выбором передаточной характеристики блока 19 масштабиро:вания.

На выходе экспоненциального детектора 15 выделяется максимальный сиг- 55 нал, пропорциональный отношению правдоподобия, который поступает на один ,из входов делителя 17. На выходах дополнительных экспоненциальных де" текторов 16 образуются сигналы, пропорциональные отношениям правдоподобия, которые суммируются в сумматоре 14. Сигнал с выхода сумматора

14 поступает на другой вход делителя 17. На выходе делителя 17 образуеася величина, пропорциональная частному от деления максимального сигнала на сумму всех М сигналов.

Если это частное меньше пороговой величины, то на выходе первого rtoрогового блока )8 появляется импульс, соответствующий тому, что решение, внесенное корреляционным приемником, ошибочно. Эти импульсы с первого порогового блока 18 через первый ключ

25 поступают на блок 20, где осуществляется подсчет импульсов, соответствующих ошибочным решениям и вы-. носится решение о качестве канала.

Если принимается решение об отсутствии передачи полезной информации, то первйй ключ .25 закрывается и импульсы с первого порогового блока 18 на блок 20 не поступают, так как эти импульсы несут ложную информацию о якобы плохом к.ачестве принимаемых сигналов, хотя на самом деле сигналы отсутствуют. Таким образом, предлагаемое устройство контроля качества дискретных каналов связи позволяет повысить точность контроля по сравнению с известным в каналах„ где возможI ны временные пропадания сигнала и перерывы в передаче информации. В таких каналах известное устройство дает ложную .оценку качества, преимущественно в сторону снижения качества канала, что вызывает необоснованные перестройки параметров адаптивных линий связи и в целом приводит к снижению эффективности систем передачи информации.

Введение в известное устройство нескольких простых блоков, позволив ших осуществить принцип совместного обнаружения — оценивания, привело к устранению этих недостатков, к повышению точности и объективности контроля качества канала связи и, как следствие, к снижению числа необоснованных перестроек адаптивных линий и к повышению эффективности систем передачи информации.

Причем в условиях отсутствия перерывов в передаче информации предло!

056472

Составитель Е. Голуб

Техред Т.Маточка Корректор C.ùex ð

Редактор Т.Киселева

Заказ 934i/56 Тираж 677 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 женное устройство .и известное устройство обеспечивают одинаковую точ ностьь контроля, при наличии же перерывов информации предложенное устройство сохраняет необходимую точность контроля, а предлагаемое устройство выдает ложную информацию о качестве

\ канала,