Способ контроля прерываний по полезному многоканальному сигналу в многоканальных линиях связи и устройство для его осуществления

 

1. Способ контроля прерываний по пoлeзнo fy многоканальному сигналу в многоканальных линиях связи, заключающийся в том, что в пункте контроля ответвляют часть энергии полезного сигнала, обрабатывают ответвленную часть энергии полезного сигнала и регистрируют результаты обработки, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности контроля прерываний при нестационарном полезном сигнале и одновременного уменьшения минимальной дпительности обнаруживаемых прерываний за счет сокращения времени анализа, при обработке уменьшают дисперсию ответвленой части полезного сигнала путем формирования нескольких его копий, сдвинутых на интервалы времени, превьпнающие радиус автокорреляции флуктуирующей компоненты огибающей исходного полезного сигнала, выбора в каждый момент наибольшего сигнала из нескольких его копий и усреднения модуля вьйранного сигнала за время, меньшее заданной минимальной длительности t мин прерьгоания, подлежащего обнаружению, затем сравнивают обработанный С1п:нал с автоматическим регулируемым пороговым уровнем и по результату сравнения принимают решение о наличии прерывания , а также определяют его длительность , причем автоматически регулируемый пороговый уровень получают путем вторичного усреднения модуля выбранного ранее сигнала за интервал времени, намного превьшзающий минимальную длительность прерывания С мин. сл 2. Устройство для контроля прерываний по полезному многоканальному сигналу D многоканапьнь1х линиях связи, содержащее в пункте контроля ответвитель части энергии . полезного сигнала и регистрирующий блок, отличающееся тем, что введены блок уменьшения дисперсии , блок регулируемого порога и решающий блок, при этом выход ответ 1 вителя части энергии полезного сигнала подключен к входу блока умень шения дисперсии, состоящего из де4 текторов, последовательно соединенZfS ных фильтра верхних частот, вход которого является входом блока уменьшения дисперсии, и многоотводной линии задержки, последовательно соединенных блока выбора наибольшего значения сигнала и интегратора, вы .ходы многоотводной линии задержки через детекторы соединены с входами блока выбора наибольшего значения сигнала, а выход интегратора, кото

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

{{9} {1{}

{s{}a Н 04 В 3/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕ П=ПЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3434093/24-09 (22) 05.05.82 (46) 15.07.85. Бюл. Ф 26 (72) Л.А. Бойкова и А.А. Магазаник (53) 621.317.619(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 650235, кл. Н 04 В 3/46, 1975 (прототип) . (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРЕРЫВАНИЙ ПО ПОЛЕЗНОМУ МНОГОКАНАЛЬНОМУ

СИГНАЛУ В МНОГОКАНАЛЬНЫХ ЛИНИЯХ

СВЯЗИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ контроля прерываний по полезному многоканальному сигналу в многоканальных линиях связи, заключающийся в том, что в пункте контроля ответвляют часть энергии полезного сигнала, обрабатывают ответвленную часть энергии полезного сигнала и регистрируют результаты обработки, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности контроля прерываний при нестационарном полезном сигнале и одновременного уменьшения минимальной длительности обнаруживаемых прерываний за счет сокращения времени анализа, при обработке уменьшают дисперсию ответвленой части полезного сигнала путем формирования нескольких его копий, сдвинутых иа интервалы времени, превышающие радиус автокорреляцин флуктуирующей компоненты огибающей исходного полезного сигнала, выбора в каждый момент наибольшего сигнала из нескольких его копий и усреднения модуля выбранного сигнала за время, меньшее заданной минимальной длительности Т мин прерывания, подлежащего обнаружению, затем сравнивают обработанный сигнал с автоматическим регулируемым пороговым уровнем и по результату сравнения . принимают решение о наличии прерывания, а также определяют его длительность, причем автоматически регулируемый пороговый уровень получают путем вторичного усреднения модуля выбранного ранее сигнала за интервал времени, намного превышающий минимальную длительность прерывания С мин.

2. Устройство для контроля прерываний по полезному многоканальному сигналу в многоканальных линиях связи, содержащее в пункте контроля ответвитель части энергии . полезного сигнала и регистрирующими блок, отличающееся тем, что введены блок уменьшения дисперсии, блок регулируемого порога и решающий блок, при этом выход ответвителя части энергии полезного сигнала подключен к входу блока уменьшения дисперсии, состоящего из детекторов, последовательно соединенных фильтра верхних частот, вход которого является входом блока умень шения дисперсии, и многоотводной линии задержки, последовательно соединенных блока выбора наибольшего значения сигнала и интегратора, вы.ходы многоотводной линии задержки через детекторы соединены с входами блока выбора наибольшего значения сигнала, а выход интегратора, кото1 рый является выходом блока уменьшения диспер ии, подключен к первому входу решающего блока и к входу блока регулируемого порога, состоящего из формирователя порогового уровня и последовательно соединенных интегратора, порогового элемента и коммутатора, второй и третий

167743 входы которого соединены соответственно с выходами интегратора и формирователя порогового уровня, а выход коммутатора, который является выходом блока регулируемого порога, подключен к второму входу решающего блока, выход которого подключен к входу регистрирующего блока.

35

Изобретение относится к технике радио и проводной связи и может использоваться для автоматического обнаружения и оценки прерываний в многоканальных системах связи и управления.

Известен способ контроля прерываний по полезному многоканальному сигналу в многоканальных линиях связи, заключающийся в том, что в пункте контроля ответвляют часть энергии полезного сигнала, обрабатывают ответвленную часть энергии полезного сигнала и регистрируют результаты обработки, а также известно устройство для осуществления этого способа, содержащее в пункте контроля ответвитель части энергии полезного сигнала и регистрирующий блок (1) .

Однако известный способ не обеспечивает возможность контроля преры,ваний при нестационарном полезном сигнале и имеет большую длительность обнаружения прерываний. 25

Цель изобретения — обеспечение возможности контроля прерываний при нестационарном полезном сигнале и одновременное уменьшение минимальной длительности обнаруживаемых пре- 30

1 рываний за счет сокращения времени анализа.

Цель достигается тем, что согласно способу контроля прерываний по полезному многоканальному сигналу в многоканальных линиях связи, заключающемуся в том, что в пункте контроля ответвляют часть энергии полезного сигнала, обрабатывают ответвленную часть энергии полезного сигнала и регистрируют результаты обработки, при обработке уменьшают дисперсию

2 ответвленной части полезного сигнала путем формирования нескольких его копий, сдвинутых на интервалы времени, превышающие радиус автокорреляции флуктуирующей компоненты огибающей исходного полезного сигнала, выбора в каждый момент наибольшего сигнала из нескольких его копий и усреднения модуля выбранного сигнала эа время, меньшее заданной минимальной длительности с мин прерывания, подлежащего обнаружению, затем сравнивают обработанный сигнал с автоматически регулируемьи пороговым уровнем и по результату сравнения принимают решение о наличии прерывания, а также определяют его длительность, причем автоматически регулируемый пороговый уровень получают путем вторичного усреднения модуля выбранного ранее сигнала за интервая времени, намного превышающий минимальную длительность прерывания С мин.

В устройство для контроля прерываний по полезному многоканальному сигналу в многоканальных линиях связи, содержащее в пункте контроля ответвитель части энергии полезного сигнала и регистрирующий блок, введены блок уменьшения, дисперсии, блок регулируемого порога и решающий блок, при этом выход ответвителя части энергии полезного сигнала подключен к входу блока уменьшения дисперсии, состоящего из детекторов,- последовательно соединенных фильтра верхних частот, вход которого является входом блока уменьшения дисперсии, и многоотводной линии задержки, последовательно соединенных блока выбора наибольше1167743

15

35 го значения сигнала и интегратора, выходы многоотводной линии задержки через детекторы соединены с входами блока выбора наибольшего значения сигнала, а выход интегратора, который является выходом блока уменьшения дисперсии, подключен к первому входу решающего блока и к входу блока регулируемого порога, состоящего из формирователя порогового уровня и последовательно соединенных интегратора, порогового эле мента и коммутатора, второй и третий входы которого соединены. соответственно с выходами интегратора и формирователя порогового уровня, а выход коммутатора, который является выходом блока регулируемого порога, подключен к второму входу решающего блока, выход которого 20 подключен к входу регистрирующего блока.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема устройства, реализующего предлагаемый способ; 25 на фиг. 2 — эпюры напряжений, поясняющие принцип предлагаемого способа; на фиг. 3 — то же, в увеличенном временном масштабе (для интервала времени АБ).

Устройство для реализации предлагаемого способа содержит (фиг. 1) ответвитель 1 части энергии полезного сигнала, блок 2 уменьшения дисперсии, состоящий иэ фильтра

3 верхних. частот, многоотводной линии 4 задержки, и детекторов

5< — 5„, блока 6 выбора наибольшего значения сигнала и интегратора

7, решающий блок 8, состоящий из 40 компаратора 9 и элемента согласования 10, блок 11 регулируемого порога, состоящий из формирователя

12 порогового уровня, интегратора

13, порогового элемента 14 и коммутатора 15, регистрирующий блок 16.

По части энергии многоканального сигнала, ответвляемой на контролируемой линии связи, формируют несколько (и, на фиг. 2 и = 4) копий ответвленного сигнала (фиг. 2а-2 или фиг. 3 a — q ), сдвинутых на интервал времени ht, больший радиуса автокорреляции t<, флуктуирующей компоненты огибающей многоканального сигнала, причем все копии обладают огибающей, полностью подобной огибающей исходного многоканального сигнала. Каждую из копий детектируют (преобразование по модулю, фиг. 2 - ), или фиг. 3 -)) затем выбирают наибольший в каждый момент времени из продетектированных сигналов (выбор максимального сигнала фиг. 2 ц или фиг. Зи). Преобразование по модулю может осуществляться как до, так и после многоотводной линии задержки

4 в зависимости от удобства ее построения. На фиг. 2 рассмотрен случай преобразования по модулю (детектирования) поспе многоотводной линии задержки. Выбранный сигнал с новой огибающей, обладающей меньшей дисперсией, подвергают первому усреднению эа время, несколько меньшее требуемой минимальной длительности о мин обнаруживаемого и прерывания, что дополнительно снижает дисперсию, обусловленную флуктуирующей компонентой огибающей многоканального сигнала, но не снижает медленных изменений многоканального сигнала и сохраняет прерывания длительностью ь мин и больше (сигнал после первого усреднения показан на и фиг. 2 > или фиг. Зк).

Если в исходном многоканальном сигнале имеются интенсивные низкочастотные составляющие с периодом, большим < мин, то для снижения дисперсии, обусловленной этими составляющими, они отфильтровываются, для чего в сигнале, поступающем от ответвителя 1, предварительно отфильтровывают нижнюю часть частотного спектра ответвленного многоканального сигнала. Эта операция снижает низкочастотные флуктуации выбранного ранее и усредненного сигнала (усредненный сигнал с предварительной фильтрацией показан на фиг. 2 h или фиг. 34) . Сигнал с уменьшенной дисперсией, но обладающий медленными вариациями, соответствующими медленным изменениям долговременной средней мощности многоканального сигнала и сохранивший прерывания длиннее мин, подвергают второму усреднению с временем усреднения Т> > много большим, чем средняя длительность прерываний, наблюдаемых на конч ролируемой линии, но меньшим, чем радиус автокорреляции Т„ долговременных изменений средней мощности мно5 1 гоканального сигнала.(фиг. 2 м или фиг. 31), С усредненным повторно сигналом, который является (в соответствующем масштабе) регулируемым пороговым уровнем, сравнивают полученный ранее сигнал с уменьшенной дисперсией и на основании сравнения принимают решение о нормальном прохождении многоканального сигнала или ,о понижении его уровня ниже заданного порогового значения, т.е. о наличии прерывания. Процесс сравнения и принятия решения показан на фиг. 2 н - о или фиг. 3 11 -о), Если прерывание является длительным (отказ) и превышает время Т, повторного усреднения, то регулируемый пороговый уровень замещают фиксированным пороговым уровнем, соответствующим номинальной мощности многоканального сигнала в данной линии связи на время отсутствия многоканального сигнала до восстановления нормального значения регулируемого порогового уровня.

Сигнал о принятом решении регистрируют и при необходимости подвергают статистической обработке, отображению на дисплее и другим необходимым операциям или используют в АСУ линии.

Из приведенного описания операций, реализующих предлагаемый способ видно что он основан на: ослаблении дисперсии быстро меняющейся части (флуктуаций), огибающей многоканального сигнала, выявлении медленно меняющегося долговременного среднего уровня многоканального сигнала, который испбльзуется для задания требуемого значения порогового уровня анализа, сопоставлении сигнала, обладающего уменьшенной дисперсией, с этим значением долговременного среднего порогового уровня и на осI новании сопоставления принятии решения о наличии прерывания.

При этом должны выполняться следующие неравенства: к п, 6t ъ.э к tt

Эти условия легко выполняются в многоканальных системах даже при задании малых значений с мин порядка 1Π— 10 и мены е, поскольку при реальных многоканальных сигналах Т„. превышает t< на много поряд167743

10 !

55 ков. Существенно, что не требуются стационарность многоканального сиг- . нала и прогнозирование (экстраполяция) его значений с учетом флуктуаЦнйе Устройство работает следующим образом.

Часть энергии многоканального сигнала, ответвленная от контролируемой линии связи ответвителем 1 (фиг.. 1), поступает через фильтр 3 верхних частот блока 2 уменьшения дисперсии на многоотводную линию

4 задержки, которая создает и копий ответвленной части энергии многоканального сигнала, каждая из которых сдвинута на время д t от— носительно предыдущей. С отводом многоотводной линии задержки 4 сигналы поступают на 1 детекторов 5

5< — 5 и продетектированные сигналы поступают на блок 6 выбора наибольшего значения сигнала в каждый данный момент из продетектированных сигналов, Если преобразование по модулю осуществляется до многоотводной линии задержки 4,. то детекторы 5

5> заменяются одним детектором, включаемым до многоотводной линии задержки 4,и с выхода многоотводной линии задержки 4,созданные копии уже продетектированного сигнала, также поступают на блок 6 выбора наибольшего значения сигнала из сигналов.

Полученная огибающая с меньшей дисперсией подается с выхода блока

6 на интенгатар 7, где подвергает— ся усреднению с временем (О 5 мин (t i 7ь мин), что дополнительно уменьшает дисперсию ..

Усредненный сигнал подается с интегратора 7 на выход блока 2 уменьшения дисперсии.

Решающий блок 8 содержит компаратор 9, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым входами решающего блока 8 соответственно, а выход компаратора 9 через элемент согласования 10 соединен с выходом решающего блока 8.

Усредненный сигнал с малой дисперсией, поступающий с выхода блока

2 уменьшения дисперсии на первый . вход компаратора 9, сравнивается компаратором с регулируемым пороговым уровнем, поступающим на второй

1167743

45 вход компаратора 9 с выхода блока

11 регулируемого порога. По результату сравнения компаратор 9 выдает сигнал о наличии прерывания, если сигнал на первом входе компаратора

9 опускается ниже регулируемого порогового уровня на втором входе компаратора. Этот сигнал поступает. через элемент согласования 10 на вход регистрирующего блока 16, в ко- 10 тором производится регистрация прерывания и другие необходимые операции по обработке данных о наличии прерывания.

Сигнал с малой дисперсией, пос- f5 тупающий с выхода блока 2 уменьшения дисперсии, повторно усредняется интегратором 13 блока 11 с вре- менем усреднения Т . Вторично усредненный сигнал на выходе ин- 20 тегратора 13 воспроизводит медленные изменения долговременной средней мощности многоканального сигнала, но не испытывает флуктуаций и не прерывается при прерываниях 25 многоканального сигнала, за исключением самых длительных прерываний, соответствующих отказам тракта.. Сигнал, являющийся регулируемым пороговым уровнем (в соответст- Зо вующем масштабе), поступает на пороговый элемент 14 и на первый вход коммутатора 15, нормально находящегося в положении "Регулируемый порог", и далее поступает на второй вход компаратора 9 решающего блока 8. Пороговый уровень, следящий за медленными изменениями долговременной средней мощности многоканального сигнала, обеспечивает постоянство относительного уровня, по результатам сравнения с которым принимается решение о наличии прерывания.

При нормальных значениях усредненного сигнала на выходе интегратора 1 3 пороговый элемент 14 заперт.

Если этот сигнал сильно уменьшается в результате длительного прерывакия (отказа), то пороговый элемент 14 выдает сигнал переключения на .управляющий вход коммутат ра 15, последний переклочается в положение "Фиксированный порог" и пропускает на свой выход фиксированный уровень, поступающий от формирователя 12 порогового уровня, соответствующего номинальной мощности многоканального сигнала в данной линии.

Это предотвращает срабатывание решающего блока 8 от шумов, которые поступают на его вход в отсутствие полезного сигнала. Пороговый элемент 14 обладает большим гистерезисом, благодаря чему возвращение его в исходное состояние происходит лишь после того, как по окончании длительного перерыва (восстановление тракта) сигнал на выходе интегратора 13 вырастет до нормального значения. Только после этого коммутатор 15 переключается снова в нормальное положение Регулируемый порог".

Таким образом, предлагаемый способ и устройство дают возможность контролировать по прохождению информационного многоканального сигнала прерывания в трактах многоканальной связи, в том числе короткие прерывания порядка долей миллисекунд и менее (в зависимости от числа каналов в системе), без применения специальных контрольных сигналов.

В предлагаемом способе отпадает требование к стационарности многоканального сигнала и реализация предлагаемого способа и устройства получается проще, чем в известных способе и устройстве, поскольку не нужна сложная система прогнозирования сигнала при быстрых и нерегулярных флуктуациях мощности многоканального сигнала.

Кроме того, предлагаемый способ приемлем и при относительно малом числе каналов — меньше, чем в известном способе. Это позволяет применять его для контроля не только телефонного ствола в целом, но и отдельных групп, например третичных.

Для осуществления контроля не требуется применение каких-либо устройств с передающей стороны линии, тракт передачи не загружается дополнительными сигналами и рабочая полоса частот тракта используется полностью для передачи полезной информации. Применение контрольных сигналов для выявления прерываний малой длительности потребовало бы выделения для них большой части рабочей полосы частот тракта, что снизило бы его пропускную способность.

1167743

1167743 м

I I

Фик 2

Составитель Е. Голуб

Техред О.Ващишина Корректор О. Тигор

Редактор Т. Митеико

Заказ 4445/54 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий

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

Ю филиал ППП "Патент", r . Ужгород, ул. Проектная, 4