Устройство для прогнозирования состояния канала связи

 

Изобретение относится к электросвязи и обеспечивает сокращение времени прогнозирования. Устр-во содержит формирователь (Ф) сигнала текущей оценки 1, дискриминатор зон значений оценки 2, Ф 3 временных интервалов , счетчик 4 временных интервалов , коммутатор 5, блоки 6 и 7 вычисления , блоки 8 и 9 сложения, блоки 10 и П памяти, блок 12 деления, блок 13 сравнения, датчик 14 пороговых сигналов, Ф 15 сигналов сброса, блок 16 индикации, Ф 17 порога усечения и блок 18 изменения пороговых сигналов. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 Н 04 В 3/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4023770/24-09 (22) 19.02.86 (46) 07.07.87.Вюл. Ф 25 (72) В.Ф.Комарович, В.А.Липатников, А.М.Лабунец и А.И.Мансуров (53) 621.396.664 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1256217, кл. Н 04 В 3/46, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

СОСТОЯНИЯ КАНАЛА СВЯЗИ (57) Изобретение относится к злектросвязи и обеспечивает сокращение времени прогнозирования. Устр-во содержит формирователь (Ф) сигнала текущей оценки 1, дискриминатор зон значений оценки 2, Ф 3 временных интервалов, счетчик 4 временных интервалов, коммутатор 5, блоки 6 и 7 вычис. ления, блоки 8 и 9 сложения, блоки

l0 u ll памяти, блок 12 деления, блок 13 сравнения, датчик 14 пороговых сигналов, Ф 15 сигналов сброса, блок 16 индикации, Ф 17 порога усечения и блок 18 изменения пороговых сигналов. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

1322487 п) 1.(1

Н Э

К рн пма«

Ф

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано для прогнозирования качества канала связи в процессе его текущего контроля.

Цель изобретения — сокращение времени.

На фиг.1 представлена электрическая функциональная схема устройства для прогнозирования состояния канала связи; на фиг.2 — электрическая функ- !0 циональная схема формирователя порога усечения; на фиг.3 — электрическая функциональная схема блока вычисления порога усечения; на фиг.4 электрическая функциональная схема !5 блока вычисления среднеквадратичного отклонения, Устройство для прогнозирования состояния канала связи (фиг,l) содержит формирователь 1 сигнала текущей 20 оценки, дискриминатор 2 зон значений оценки, формирователь 3 временных интервалов, счетчик 4 временных интервалов, коммутатор 5, первый и второй блоки 6 и 7 вычислений, первый и второй блоки 8 и 9 сложения, первый и второй блоки 10 и ll памяти, блок 12 деления, блок !3 сравнения, Ф датчик 14 пороговых сигналов, формирователь 15 сигналов сброса, блок 30

16 индикации, формирователь 17 порога усечения и блок 18 изменения пороговых сигналов.

Формирователь 17 порога усечения (фиг.2) содержит первый, второй и третий элементы И 19 — 21, первый, второй и третий блоки 22 — 24 памяти, блок 25 вычитания, блок 26 сравнения, блок 27 вычисления порога усечения и блок 28 деления. 40

Блок 27 вычисления порога усечения. (фиг.3) содержит первый, второй и третий сумматоры 29 — 31, первый и второй умножители 32 и 33, первый и второй блоки 34 и 35 памяти, блок 36 45 вычитания, первый, в горой и третий блоки 37 " 39 деления и блок 40 вычисления среднеквадратичного отклонения.

Блок 40 вычисления среднеквадратичного отклонения (фиг„4) содержит первый, второй, третий, четвертый и . пятый сумматоры 41 - 45, первый, второй, третий и четвертый умножители 5

46 — 49 и первый, второй, третий, четвертый и пятый блоки 50 — 54 деления.

Устройство (фиг„l) работает следующим образом.

Сигнал "Ошибка" поступает на входы формирователя сигнала текущей оценки и дискриминатора 2 зон значений оценки, Формирователь 1 сигнала текущей оценки просчитьвает ошибки в течение интервала измерения („), задаваемого формирователем 3 временных интервалов, классифицирует состояние канала связи, вырабатьвая текущую оценку качества канала связи за истекший и-й интервал измерения в довичной системе оценок ("Норма" (Н), "Авария" (А). Дискриминатор

2 зон значений оценки разделяет возможное число ошибок эа интервал времени при оценке H (А) íà m эон (m ), 10) при этом максимально возможному числу ошибок (при оценке А) и при отсутствии ошибок (оценка Н) присваивается неивысший номер эоны

К, промежуточным зонам присваиваются номера К (j=I,m). Счетчик 4 временных интервалов осуществляет подсчет количества наблюдаемых интервалов времени и выдает сигнал о номере временного интервала на формирователь 17 порога усечения. Коммутатор 5 в соответствии с поступающим на него сигналом "Норма" или " Авария обеспечивает подключение сигнала о номере зоны соответственно на вход первого блока 6 вычисления или на вход втор го блока ? вычисления, где на основе сигнала о номере зоны К () 1,m), об- щего числа зон ш и максймального чис à n„ (n„ P„ ) производится построение приращений 3F (п) ипи

dF> (n) эмпирических интегральных функций распределения исправного и аварийного состояния канала связи на и-м интервале наблюдения

К 14 (и)

ДР (и)

Крс импекс

В первом и втором блоках 8 и 9 сложения производится. суммирование значений приращений йРн(п) и hFp(n) с соответствующими значениями эмпирической интегральной функции распределения, вычисленной эа (n-1) временных интервалов Р„(п-1) и F (и-l ), которые поступают с выходов первого и второго блоков 10 и 11 памяти.

1322487

1 (n)

Fw Cn)

F „(n) 15

25

1-Р где С) ——

1 Ы У! ь

С (—— т

F (n) = F„(n-1) +.Р„(п);

М() 4() м(Значения F„(n) и F (и) поступают на входы блока 12 деления и на запись в первый и второй блоки 10 и

ll памяти.

Блок 12 деления осуществляет операцию арифметического деления 10 и выдачу значения арифметического отношения правдоподобия logl (n) L(n) на вход блока 13 сравнения.

Блок 13 сравнения на основе сравнения L(n) со значениями пороговых сигналов

g (и) = С „(! — и/пм,„,) ";

gg (и) = С (1 n/пмцкд) 4

Решающее правило в этом случае записывается следующим образом: при

L(n „„,) >r С* принимается решение "Нор-, ма; при L(n „,) < С принимается решение "Авария" .

Сигнал с. выхода блока 13 сравнения подается на вход формирователя

15 сигналов сброса, с выхода которого подается сигнал на сброс счетчика 4 временных интервалов, на первый и второй блоки 10 и ll памяти для перевода их в исходное состояние и на формирователь 17 порога усечения. для формирования нового порога усечения.

Формирователь 17 порога усечения (фиг.2) работает следующим образом.

В процессе реализации .последовательной процедуры номера временных интервалов, выдаваемых счетчиком 4 временных интервалов в такте с,управляющим сигналом "Сброс", поступающим от формирователя 15 сигналов сброса в момент принятия решения о качестве канала связи, проключаются вторым элементом И 20 на второй блок 23 памяти, информация из которого после заполнения считывается в блок 27 выс и р — заданные вероятности 30 ошибок 1-ro и 2-го рода;

r u r — параметры, характеризую1 2 щие начальные значения крутизны сходящихся по- 35 рогов и определяющие скорость приближения процесса к усечению задаваемых из блока 18 изменения пороговых сиг-40

1 налов, обеспечивает принятие решения о прогноэируемом состоянии канала связи.

Решающее правило записывается следующим образом: при L(n) 3 g „(n) принимается решение "Норма"; при

L(n) g (п) принимается решение "Авария"; при g (и) (L(n) (g „(n) решение не принимается, наблюдения продолжаются на (n+1) интервале (n+1 ( пм» кс= Р кс )

После наблюдения n„,-го интервамбкс ла, определяемого формирователем 17 порога усечения, сигнал с его выхода поступает в блок 13 сравнения, в котором L(n„ „,= Р ) сравнивается со значением порога С, задаваемого датчиком 14 пороговых сигналов. ч исле ни я по ро г а ус еч ения, о т куда вновь вычисленное значение порога поступает на блок 26 сравнения, первый и третий элементы И 19 и 21. В результате сравнения Р;-го значения порога усечения с Р; -м, хранящимся в третьем блоке 24 памяти, на первый и третий элементы И 19 и 21 поступает "!" или "0", означающие соответственно, что Р; „ Р, или Р;, = P, .

Единица, поступающая из блока 26," сравнения, инвертируясь, закрывает

I третий элемент И 21 и открывает первый элемент И 19, через который значение P. иэ блока 27 вычисления по-! рога усечения записывается в третий блок 24 памяти, стирая старое значение порога усечения Р . Ноль, поступающий из блока 26 сравнения, закI рывает первый элемент И 19, и, инвертируясь, открывает третий элемент

И 21, через который значение P. поступает на первый блок 25 вычитания. В этом блоке от значения Р„„, вычитается значение Р,, записанное в первом блоке 22 памяти, затем результат делится на два в блоке 28 деления и записывается в третий блок 24 памяти, стирая старое значение порога усечения Р;, . До тех пор, пока Р,- не

1 D-1

+ ---(— -)р + 1(5 D+1 деления величины 1nD на два, т.е.

10 1nD у = — р-, и вычисление среднеквадра.тического отклонения разложением в ряд (до третьего члена включительно) величины е

К=1

5 1322487 6 будет заменен описанным способом на 1nD в ряд (до третьего члена включир, в блок 13 сравнения (фиг.1) тельно ) будет поступать пороговое значение момента усечения равное P

Э (1nD = 2Г(— -$ +--(— -) +

1 D+1 3 D+1

Блок 27 вычисления порога усечения (фиг.3) работает следующим образом.

Иэ второго блока 23 памяти (фиг.2) значения Х моментов принятия решения о состоянии канала связи поступают на первый сумматор 29 и второй умножитель 33 (фиг.3). В первом сумматоре 29 накапливается сумма, Х поступающих значений Х„и выдается 15 на второй блок 38 деления и первый умножитель 32. Во втором блоке 38 деления производится операция деления м суммы Х на величину М, постуКв\ лающую иэ второго блока 35 памяти и равную объему второго блока 23 памяти, т.е. происходит вычисление усредненного значения номера интервала принятия решения X 25 . Во втором умножителе 33 производится операция умножения поступаю,щих значений X самих на себя и нот

2 тактовая выдача Х„во второй сумматор 30 где происходит вычисление З0 м суммы X Полученная таким обра2

Кл1 М" зом сумма Х в третьем блоке 39 (ел 1 деления делйтся на величину М, поступающую из второго блока 35 памяти.

В первом умножителе 32 производится операция умножения величины сумм мы . X, полученной из первого сум(у,и1 матора 29, самой на себя и выдачи 40 ревультете (Й. Х ) в первей блок,37 (е и 1 деления. В последнем величина

2 (с Х 77 делится ие величину M neph=1

45 вого блока 34 памяти и выдается на блок 36 вычитания. В последнем вычисляется значение дисперсии D величины Х путем вычитания величины м (L X ) /М,поступающей из первого 50 к= блока 37 деления, иэ величины

Х /M, поступающей из третьего

2 км блока 39 деления °

В блоке 40 вычисления среднеквадратичного отклонения производится процедура извлечения квадратного корня иэ D путем разложения величины

9 2 3

6 = е 1 + - + - + Z

1 2 6

В третьем сумматоре 31 вычисляется величина р порога усечения, равная

1 сумме величины Х,, поступающей из второго блока 38 деления, и 5, поступающей из блока 40 вычисления среднеквадратичного отклонения, т ° е.

P = Х+Б.

Блок 40 вычисления среднеквадратичного отклонения (фиг . 4 1 работает следующим образом.

Вычисленное в блоке 36 вычитания значение дисперсии поступает на первый и третий сумматоры 41 и 43, где происходит операция сложения соответственно с "-1 " и "+1 ", т.е. вычисление (D-1) и (0+1). Затем в третьем блоке 52 деления происходит вычисление отношения (D-1) /(D+1) и выдача результата на первый вход четвертого сумматора 44, первый и третий умножители 46 и 48. В третьем умножителе

48 и в четвертом блоке 53 деления производится последовательное вычисление второго слагаемого разложения

1nD путем умножения (D-1)/(П+1) самого на себя трижды и деления полученной величины на три, т.е. — ((D-1) /(D+1))1 .

3

В первом умножителе 46 и в первом блоке 50 деления вычисляется последовательно третий член разложения, 1 равный — — P(D-1) /(D+1) j . В четвертом

5 сумматоре 44 зти три величины складываются, т.е. вычисляется

1nD D-1 (D-1) л, + +

2 0+1 3 (D+1) (1)-1)

5 (D+1)

1322487 и значение у подается на второй и четвертый умножители 47 и 49, а также на второй сумматор 42. В четвертом умножителе 49 и пятом блоке 54 деления последовательно происходит 5 вычисление второго члена разложения величины е в ряд, т.е. у /2, в

1 2 четвертом умножителе 49 — умножение у самого на себя .а в пятом блоке деления 54 — деление на два. Аналогично во втором умножителе 47 и во втором блоке 51 деления вычисляется третий член разложения е, т.е. у /6. В пятом сумматоре 45 вычисляется среднеквадратичное отклонение

6 = е путем сложения сигналов, посУ тупающих по трем входам сумматора, т.е. у

+ — — + — — + 20

1! 2! 3!

6= е 1

Из пятого сумматора 45 величина

О подается на третий сумматор 31.

Формула изобретения

1. Устройство для прогнозирования состояния канала связи, содержащее первый и второй блоки памяти, датчик пороговых сигналов, блок индикации, дискриминатор зон значений оценки и формирователь временных интервалов, последовательно соединенные первый блок вычислений и первый блок сложе35 ния, последовательно соединенные формирователь сигнала текущей оценки, коммутатор, второй блок вычислений, второй блок сложения, блок деления, блок сравнения, формирователь сигна- 4О лов сброса, счетчик временных интервалов и блок измерения пороговых сигналов, выходы которого подключены к второму и третьему входам блока сравнения, четвертый вход которого соеди-45 нен с первым выходом датчика пороговых сигналов, второй и третий вьг.:оды которого подключены к второму и третьему входам блока измерения пороговых сигналов, выход блока сравнения подключен к блоку индикации, а выход формирователя сигнала сброса подключен к первым входам первого и второго блоков памяти, выход первого блОка сложения подключен к другОму входу блока деления и к второму входу первого блока памяти, выход которого подключен к другому входу первого блока сложения, выход второго блока сложения подключен к другому входу второго блока памяти, выход которого подключен к другому входу второго блока сложения, другой выход коммутатора подключен к входу первого блока вычислений, а другой вход соединен с выходом дискриминатора зон значений оценки, первый вход которого является входом устройства и соединен с первым входом формирователя сигнала текущей оценки, второй вход которого соединен с первым выходом формирователя временных интервалов, второй выход которого подключен к другому входу счетчика временных интервалов, третий выход подключен к второму входу дискриминатора зон значений оценки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени, введен формирователь порога усечения, выход которого подключен к пятому входу блока сравнения, первый вход соединен с выходом счетчика временных интервалов, а второй вход соединен с выходом формирователя сигналов сброса.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что формирователь порога усечения содержит первый блок памяти, блок сравнения и первый элемент И, последовательно соединенные второй элемент И, второй блок памяти, блок вычисления порога усечения, третий элемент И, блок вычитаний, блок делений и третий блок памяти, выход которого является выходом формирователя порога усечения, первым и BTopbIM входом которого являются первый и второй входы второго элемента И, выход первого блока памяти подключен к другому входу блока вычитаний, выход первого элемента И подключен к входу третьего блока памяти, первый вход соединен с выходом блока вычисления порога усечения и с первым входом блока сравнения, выход которого подключен к инверсному входу третьего элемента И и второму входу первого элемента И, а второй вход соединен с выходом третьего блока памяти.

3. Устройство по п.2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок вычисления порога усечения содержит первый блок памяти, последовательно соединенные первый сумматор, первый умножитель и первый блок деления, последовательно соединенные второй

9 1322487 блок памяти и второй блок деления, последовательно соединенные второй умножитель, второй сумматор, третий блок деления, блок вычитания, блок вычисления среднеквадратичного отклонения и третий сумматор, выход которого является выходом блока вычисления порога усечения, входом которого является вход второго умножителя, который соединен с входом первого сумматора, выход которого подключен к другому входу второго блока деления, выход которого подключен к другому входу третьего сумматора, выход первого блока памяти подключен к другому входу первого блока деления, выход которого подключен к другому входу блока вычитания.

От Й 15 &л & Ф

Г„

4. Устройство по п.З, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок вычис- ления среднеквадратичного отклонения содержит первый и второй сумматоры,. последовательно соединенные первый умножитель и первый блок деления, по следо ватель но соединенные второй умножитель и второй блок деления, последовательно соединенные третий сумматор, третий блок деления, третий умножитель, четвертый блок деления, третий сумматор, четвертый умножитель, пятый блок деления ипятый сумматор, выход которого является выходом блока вычисления среднеквадратичного отклонения, входом которого является вход третьего сумматора, который через первый сумматор подключен к другому входу третьего блока деления, выход которого подключен к второму входу четвертого сумматора и к входу первого умножителя, выход первого блока деления подключен к третьему входу четвертого сумматора, выход которого подключен к входу второго умножителя и через второй сумматор к второму входу пятого сумматора, третий вход которого соединен с выходом второго блока деления.!

322487

Составитель В.Камалягин

Редактор Е.Папп Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор А. Зимокосов

2879/56 Тираж 638 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

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

Заказ

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4