Устройство для контроля качества канала связи
Изобретение относится к электросвязи. Цель изобретения - повышение точностиконтроля качества канала связи с изменяющимся группированием ошибок. Устройство содержит два делителя, дешифратор, дв'а реверсивных счетчика, элемент НЕ, триггер, пять элементов И, два блока памяти, два адресных счетчика/одновибратор. блок управления. Оценка состояния канала ведется путем вычисления условной вероятности неискаженного приема кодового блока. Увеличение объема выборки способствует повышению точности индентификации степени группирования ошибок в канале связи. 2 ил.
(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (s1)s Н 04 В 3/46
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ I (21) 4846976/09 (22) 02.07.90 (46) 30.01.92. Бюл. hb 4 (71) Рязанский радиотехнический институт (72) А.Н.Гаврилов, B,Н.Карпов и А.H,Ïûëüкин т (53) 621.395.664(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
bh 1592949, кл. кл. Н 04 В 3/46, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА КАНАЛА СВЯЗИ (57) Изобретение относится к электросвязи.
Цель изобретения — повышение точности
Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано для анализа состояния каналов связи, подверженных воздействию помех, приводящих к появлению ошибок группового характера с изменяющейся степенью группирования.
Известно устройстводля контроля качества канала связи, содержащее реверсивный счетчик; на счетный вход которого подан сигнал ошибки, а вход вычитания соединен с выходом элемента WIN, один из входов которого соединен с выходом делителя с переменным коэффициентом деления, на вход которого подан входной сигнал, другие входы элемента ИЛИ соединены с выходами блоков умножения.
Однако такое устройство ориентировано на каналы с независимыми ошибками и имеет невысокую точность контроля каналов связи с группированием ошибок. контроля качества канала связи с изменяющимся группированием ошибок. Устройство содержит два делителя, дешифратор, два реверсивных счетчика, элемент НЕ, триггер, пять элементов И, два блока памяти, два адресных счетчика, одновибратор, блок управления. Оценка состояния канала ведется путем вычисления условной вероятности неискаженного приема кодового блока, Увеличение объема выборки способствует повышению точности индентификации степени группирования ошибок в канале связи. 2 ил.
Известно также устройство для контро- Я ля канала связи, которое обеспечивает повышение точности оценивания состояния канала связи с различной степенью группи- а рования ошибок за счет введения элемен.тов ИЛИ, счетчика проб, элементов ( совпадения, регистра сдвига и новых связей.
Однако эвристический выбор интервала пакетирования и коэффициентов множителей в этом устройстве, основанный на интуиции разработчика, не гарантирует . требуемого качества оценивания степени .; группирования ошибок. Кроме того, устрой- в ство дает только две градации состояния канала — "Авария" и "Норма", что недостаточно для эффективного управления процессом передачи информации по каналу.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля канала связи, которое обеспечивает повышение
1709544 точности оценивания состояния канала связи с различной степенью группирования ошибок за счет введения элементов НЕ, второго реверсивного счетчика, второго регистра и новых связей.
В данном устройстве выделяется три степени группирования ошибок; низкая, средняя и высокая. Для оценивания степени группирования ошибок в канале вычисляют условную вероятность неискаженного приема блока при условии, что предыдущий блок принят с ошибками, и сравнивают полученную оценку с предварительно вычисленными пороговыми значениями.
Условная вероятность неискаженного приема оценивается по результатам приема N блоков в соответствии с формулой
po/ t = zl xl
I=1 - 1=1 где х — признак приема i-го блока, принимающий значения "0" при неискаженном приеме, "1" — при искаженном приеме;
zi — случайная величина, принимающая значение "1", если имеет место неискаженный прием при условии искаженного предыдущего приема, "0" — в противном случае.
Пороговые значения вероятности рф определяются по формуле ро!1= 2 — 1, где а — показатель группирования ошибок, который принимает значения от 0 до 1 и соответствует различным степеням группирования ошибок.
Полученная по результатам анализа N блоков оценка условной вероятности роу1 сравнивается с предварительно вычисленными по формуле (2) значениями, соответствующими трем выбранным степеням группирования, и принимается решение о степени группирования ошибок в канале.
Недостатком известного устройства является невысокая точность оценивания, обусловленная следующими обстоятельствами.
Для получения высокой точности оценивания необходим большой объем контролируемой выборки N. Величина N равна разрядности сдвиговых регистров, что при-. водит к большим аппаратурным затратам при их реализации. Поэтому область применения устройства ограничивается малым объемом выборки N, что не обеспечивает достаточную точность оценивания состояния канала связи.
Цель изобретения — повышение точности ксЬтроля качества канала связи с изменяющейся степенью группирования ошибок.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство контроля качества канала связи, содержащее последовательно соединенные первый реверсивный счетчик, первый
5 делитель и дешифратор, второй реверсивный счетчик, выход которого подключен к второму входу первого делителя, последовательно соединенные элемент НЕ и триггер и последовательно соединенные второй
10 делитель и первый элемент И, инверсный выход и второй вход которого соединены соответственно с входом сброса триггера и с выходом элемента НЕ, вход которого является входом сигнала ошибки устройства
15 для контроля качества канала связи. тактовым входом и выходами которого являются соответственно вход второго делителя и соответствующие выходы дешифратора, введены одновибратор,. блок управления, 20 второй, третий, четвертый и пятый элементы
И, первый и второй блоки памяти и первый и второй адресные счетчики, Выход второго делителя подключен к входам первого и второго адресных счетчиков и блока управ25 ления, первый выход которого подключен к входам разрешения записи первого и второго блоков памяти и к первым входам второго и четвертого элементов И, выходы которых подключены к входам сложения со30 ответственно первого и второго реверсивных счетчиков. Второй выход блока управления подключен к входам разрешения считывания первого и второго блоков памяти и к первым входам третьего и пятого
35 элементов И, выходы которых подключены к входам вычитания соответственно первого и второго реверсивных счетчиков. Выход первого адресного счетчика подключен к адресному входу первого блока памяти, ин40 формационный вход и выход которого соединены соответственно с входом элемента НЕ и с вторыми входами второго и третьего элементов И. а выход второго адресного счетчика подключен к адресному
45 входу второго блока памяти, выход и информационный вход которого соединены соответственно с вторыми входами четвертого и пятого элементов И и с выходом одновибратора, вход которого соединен с выходом
50 триггера.
Обеспечение повышения точности оценки состояния канала с изменяющейся степенью группирования ошибок достигается введением двух блоков памяти, двух
55 адресных счетчиков, четырех элементов И, одновибратора, устройства управления и новых связей, Повышение точности контроля качества канала связи с изменяющейся степенью группирования ошибок обусловлено тем, 1709544 что в предлагаемом устройстве исключены применяемые в известном устройстве многоразрядные (N-разрядные) сдвиговые регистры, а используемые счетчики имеют разрядность !о9гй «N, что позволяет при равных аппаратурных затратах получить больший объем контролируемой выборки, а значит повысить точность контроля.
На фиг,1 представлена структурная схе- 10 ма предлагаемого устройства; на фиг.2временные диаграммы, иллюстрирующие его работу.
Устройство для контроля качества канала связи содержит последовательно соеди- 15 ненные первый делитель 1 и дешифратор 2, выходы 3 которого являются выходами устройства, первый 4 и второй 5 реверсивные счетчики, соединенные соответственно с первым и вторым входами первого делителя 20
1, второй делитель 6, вход которого подключен к входу 7 "Тактовая частота", а выход соединен с первым входом nepadt.o элемента И 8, выход которого соединен с входом установки "0" триггера 9, а второй вход под- 25 ключен к входу установки "1" триггера 9 и выходу элемента НЕ 10, вход которого является входом И "Ошибка" устройства, а также первый 12 и второй 13 блоки памяти, первый 14 и второй 15 адресные счетчики, 30 второй — пятый элементы И 16 — 19, одновибратор 20, а также блок 21 управления.
Информационный вход первого блока 12 памяти соединен с входом 11 "Ошибка" устройства, а информационный вход второго 35 блока 13 памяти подключен к.выходу одновибратора 20, соединенного своим входом с выходом триггера 9. Адресные входы пер-.
coro 12 и второго 13 блоков памяти соединены соответственно с выходами первого 40
14 и второго 15 адресных счетчиков„счетные входы которых соединены с выходом второго делителя 6 и входом блока 21 управления, первый выход которого соединен с входами записи блоков 12 и 13 памяти и 45 йервыми входами второго элемента И 16 и четвертого элемента И.18. а второй выход— с входами считывания блоков 12 и 13 памяти и первым входами третьего элемента И 17 и пятого элемента И 19. Выход первого бло- 50 ка 12 памяти подключен через второй вход второго элемента И 16 к суммирующему входу жрвого реверсивного счетчика 4, а через второй вход третьего элемента И 17 — к вычитающему входу этого счетчика, Выход 55 второго блока 13 памяти подключен через четвертый элемент И 18 к суммирующему входу второго реверсивного счетчика 5, а через второй вход пятого элемента И 19 — к вычитающему входу этого счетчика, Устройство для контроля качества канала связи работает следующим образом.
В исходном состоянии счетчики 4, 5, 14 и 15, блоки 12 и 13 памяти и триггер 9 обнулены. Процесс контроля состояния канала связи сводится к вычислению оценки (1), получаемой на выходе делителя 1, и сравнению этой оценки с пороговыми значениями (2), осуществляемыми дешифратором 2.
С выхода блока обнаружения ошибок (не показан) на вход 11 "Ошибка" поступают признаки xi искаженного:. и правильного приема кодовых блоков в виде последовательности "1" и "0", которые подаются на информационный вход первого блока 12 па-, мяти емкостью в N слов по 1 биту каждое, где N — объем контролируемой выборки или длина выборки. Одновременно с поступлением признаков xi на суммирующий вход адресного счетчика 14 с выхода делителя 6 поступают тактовые импульсы, период поступления которых равен периоду следования признаков х1, совпадающему С периодом следования кодовых блоков. Очередной тактовый импульс устанавливает на выходах счетчика 14 код адреса, по которому импульсом считывания с второго выхода блока
21 управления считывается признак х1-1ч, за-. писанный по этому же адресу íà (i-N)-м такте (при i После считывания на вход записи блока 12 с первого выхода устройства 21 управления поступает импульс записи, который производит запись признака х1 по этому адресу на место считанного признака xi-tu. Считанный из блока 12 признак хна поступает через схему совпадения И 17, открытую в момент действия импульса считывания с второго выхода блока 21 управления, на вычитающий вход реверсивного счетчика 4, Записываемый в оперативное запоминающее устройство признак х1 поступает через элемент И 16, открытый в момент действия импульса записи с первого выхода устройства 21. управления, на суммирующий вход счетчика 4. По истечении и тактов с начала работы устройства в блоке 12 запоминается последовательность признаков, характеризующих прием последних N кодовых блоков, а в счетчике 4 образуется код, числовое значение которого равно сумме xj u j =1 формируется в соответствии с выражением $1 = $ь1+ х1 - хна, i = 1,2,... Таким образом, в оперативном запоминающем устройстве 12 хранятся признаки приема последних N кодовых блоков, а в 1709544 15, 20 30 35 тор 20, запускаемый по переходу из "0" в .40 "1", остается в исходном состоянии "О", сореверсивном счетчике 4 производится вычитание.значения признака х(-(ч приема (I-N)-го блока и прибавление значения признака х(приема текущего i ãî блока. Процесс формирования суммы Si иллюстрируется временными диаграммами на фиг.2. Ка«следует из диаграмм. при считывании значения x(=1 и записи х(=1 импульсы проходят на счетчик 4, изменяя его состояние (сплошная линия). Если xi-(ч-О или x(=0, то соответствующие импульсы на счетчик 4 не проходят (пунктирная линия) и состояние счетчика 4 не изменяется. Штриховкой показаны состояния ячеек оперативного запоминающего устройства, предшествующие моменту записи текущего значения признака приема кодового блока. Объем памяти N блока 12 выбирается из. условия обеспечения требуемой точности оценивания состояния канала связи — величины ошибок первого и второго рода или дисперсии оцЕнки степени группирования ошибок. Цикл работы счетчика 14 выбирается равным объему выборки N. Для получения оценки (1) в устройстве из последовательности признаков xi формируется последовательность случайных величин z(, принимаЮщих значение "1", если имеет место искаженный прием при условии правильного приема на предыдущем такте, и "О" — в противном случае. Последовательность z(формируется следующим образом. При отсутствии ошибок х(= О и на выходе элемента НЕ 10 имеется."1". Элемент И 8 открыт и с выхода делителя б на вход установки "О" триггера 9 периодически проходят тактовые импульсы, удерживая его в состояние "О". В этой ситуации одновибраответствующем сигналу z(=0. С появлением сигнала x(=1 на выходе элемента НЕ формируется "О", который устанавливает триггер 9 в состояние "1" и закрывает элемент И 8, запрещая сброс триггер 9 в состояние "1" и закрывает элемент И 8, запрещая сброс триггера 9 в состояние "О". При переходе триггера 9 из состояния "О" в "1" запускается одновибратор 20, формирующий импульс, длительность которого равна периоду следования тактовых импульсов. Таким образом, в течение одного такта на выходе одновибратора 20 образуется "1", соответствующая сигналу г(=1. В случае искаженного последующего приема (хн-1- 1) триггер 9 остается в исходном состоянии, а одновибратор 20 возвращается в состояние "О",.соответствующее сигналу zi= О. В случае неискаженного последующего. приема 55 (хн.1-0) "1" открывает элемент И 8 и тактовый импульс с выхода делителя 6, проходящий через него, сбрасывает триггер 9 в состояние "О". Одновибратор 20 при этом остается в состоянии "О", соответствующем сигналу гн.1-0. Таким образом, на выходе одновибратора 20 формируются импульсы длительностью, равной периоду тактовой частоты. в моменты, когда сигнал х(меняет свое значение "0" на "1", т.е. в моменты, совпадающие с началом серий искаженных блоков. Сигналы z(записываются в блок 13 по адресам, устанавливаемым адресным счетчиком 15, и подсчитываются на интервале контролируемой выборки N счетчиком сигнала zi аналогично сигналам x(. Процесс об- . работки сигнала г(протекает практически синхронно и синфазно с процессом обработки сигналов х(, В результате обработки в счетчике 5 формируется сумма и Dl g г(= Di-1+ zl zl-N, (= 1,2,... (=1 Суммы Я(и Оь полученные на каждом такте i в счетчиках 4 и 5. поступают на, делитель 1, где вычисляется оценка вероятности (1) О(po/t = S(Делитель 1 может быть реализован табличным способом на основе постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), на адресные входы которого подаются коды Рь S(, а с выхода считываются коды оценки ро/1(() = D(iS(, записанные в ПЗУ на этапе программирования. Полученное на выходе делителя 1 кодов .значение кода оценки руi(i) преобразуется дешифратором 2 в сигнал на одном из его выходов 3, соответствующем различной степени групнирования ошибок. Дешифратор 2 может быть реализован на основе ПЗУ, на адресные входы которого поступают коды оценки роу1((). Все значения кода оценки разбиваются на группы. При разбиении на три группы для первой группы, соответствующей. низкой степени группирования, значение кода оценки лежит, в пределах от О до роу(-f(а=0,3), для второй группы, соответствующей средней степени группирования ошибок, — от ро/(- f{a- 0.3) до poj> - f (а = 0,5), для третьей группы, соответствующей высокой степени группирования ошибок. — от pot(= f (a = 0,5) до pol(- f (а = 0.8). Значения роу((а) вычисляются на стадии проектирования устройства по формуле (2). Для значений кодов первой группы в ПЗУ записываются коды "1" в разряде, соединенном с первым выходом дешифратора 2. Для значений кодов второй 1709544 10 группы в ПЗУ записываются коды с "1" в разряде, соединенном с вторым выходом дешифратора 2, для значений кодов третьей группы в ПЗУ записываются, коды с "1" в разряде, соединенном с третьим выходом 5 дешифратора 2. Блок 21 управления, вырабатывающий на каждом такте импульс считывания и следующий за ним импульс записи, может быть построен в виде двух последовательно 10 включенных линий задержки, через которые проходят тактовые импульсы с выхода делителя 6. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность оценива-. 15 ния состояния канала с изменяющейся степенью группирования ошибок за счет увеличения объема контролируемой выборки N при ограниченных аппаратурных затратах на реализацию устройства. - 20 Формула изобретения Устройство для контроля качества канала связи, содержащее последовательно соединенные первый реверсивный счетчик, первый делитель и дешифратор, второй ре- 25 версивный счетчик, выход которого подключен к второму входу первого делителя, последовательно соединенные элемент НЕ и триггер и последовательно соединенные второй делитель и первый элемент И, ин- 30 версный выход и второй вход которого соединены соответственно с входом сброса триггера и с выходом элемента. НЕ, вход которого является входом сигнала ошибки устройства для контроля качества канала 35 связи, тактовым входом и выходами которого являются соответственно вход второго делителя и соответствующие выходы дешифратора, отл и ч а ю щ ее с я тем. что, с целью повышения точности контроля качества канала связи с изменяющимся группированием ошибок, в него введены одновибратор, блок управления, второй, третий, четвертый и пятый элементы И, первый и второй блоки памяти и первый и второй адресные счетчики, при этом выход второго делителя подключен к входам первого и второго адресных счетчиков и блока управления, первый выход которого подключен к входам разрешения записи первого и второго блоков памяти и к первым входам второго и четвертого элементов И, выходы которых подключены к входам сложения соответственно первого и второго реверсивных счетчиков, второй выход блока управления подключен к входам разрешения считывания первого и второго блоков памяти и к первым входам третьего и пятого элементов И, выходы которых подключены к входам вычитания соответственно первого и второго реверсивных счетчиков, выход первого адресного счетчика подключен к адресному входу первого блока памяти, информационный вход .и выход которого соединены соответственно с входом элемента НЕ и с вторыми входами второго и третьего элементов И, а выход второго адресного счетчика подключен к адресному входу второго блок памяти, выход и информационный вход которого соединены соответственно с вторыми входами четвертого и пятого элементов И и с выходом одновибратора, вход которого соединен с выходом триггера. 1709544 Тюййе3ви ОВЦАМ увюиюиЯ и ИФ@юьсм . счимфпаа с йока Я Милф1ьсю Маиса Ф trtu f2 Иэнвнвние . адреса бра t2 счвлюиквн 14 признак х йстаяиие . с-й ячейа аюака t2 ЬФ|чвя61ааф Вэа счевчика 4 LP ppyeape счевчика 4 Фиг.2 Составитель А. Гаврилов Редактор М. Петрова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M. Шароши Заказ 437 Тираж ВНИИПИ Г Подписное. осудэрственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина 101
