Обнаружитель битовой ошибки в последовательном цифровом тестовом потоке

 

Изобретение относится к цифровым системам передачи-приема информации и может быть использовано при измерении величины битовой ошибки п цифровой системе связи и в цифровой системе записи воспроизведения телеметрической информации . Цель изобретения состоит в повышении достоверности приема информации путем управления глубиной регенерации входного последовательного цифрового потока . В состав устройства входят формирователь импульсов, аналого-цифровой преобразователь, два компаратора, делитель частоты, синхронизатор, два одновибратора, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, три инвертора, триггер, элемент И, генератор псевдослучайной последовательности . РаСота устройства основана на сравнении бит за битом вторым элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ априорно известного двоичного числа, записанного в регистры генератора псевдослучайной последовательности , с копией этого сигнала, восстановленной с регулируемым уровнем регенерации и сфазированной с точностью до бита. 2 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 08 С 25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

gggg

5 )ЩЩШШ( ( (61) 1322355 (21) 4879748/24 (22) 02.11.90 (46) 30.08.92. Бюл. М 32 (72) Г.Д.Пантелеев, О.В. Китов и В.O.Äoðîèåíêî (56) Авторское свидетельство СССР

М 1322355, кл. G 08 С 25/00, 1985. (54} ОБНАРУЖИТЕЛЬ БИТОВОЙ ОШИБКИ

В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ ЦИФРОВОМ

ТЕСТОВОМ ПОТОКЕ (57) Изобретение относится к цифровым системам передачи-приема информации и может быть использовано при измерении величины бито ой ошибки в цифровой системе связи и в цифровой системе записи воспроизведения телеметрической информации. Цель изобретения состоит в повыше,. Ж„, 1758657 А2 нии достоверности приема информации путем управления глубиной регенерации входного последовательного цифрового потока, В состав устройства входят формирователь импульсов, аналого-цифровой преобразователь, два компаратора, делитель частоты, синхронизатор, два одновибратора, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, три инвертора, триггер, элемент И, генератор псевдослучайной последовательности. Работа устройства основана íà сравнении бит за битом вторым элементом

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ априорно известного двоичного числа, записанного в регистры генератора псевдослучайной последовательности, с копией этого сигнала, восстановленной с регулируемым уровнем регенерации и сфазированной с точностью до бита. 2 ил.

Изобретение относится к цифровым системам передачи — приема информации и может быть использовано при измерении величины битовой ошибки в цифровой системе связи и в цифровой системе записи— воспроизведения телеметрической информации, касается усовершенствования известного устройства по авт, св, М 1322355.

Известно устройство, содержащее синхронизатор телеметрического формата, первый и второй одновибраторы, генератор псевдослучайной последовательности, первый и второй элементы ИСКЛ10ЧА10ЩЕЕ

ИЛИ, первый, второй и третий инверторы, элемент И.

Недостатком данного устройства является его низкая надежность, которая зависит от точности фаэирования регенерированного испытательного сигнала с копией этого сигнала. Точность фазирования, в свою очередь, зависит от величины битовой ошибки (в нашем случае до двух ошибочных битов в последовательности), превышение которой не допускается, то есть приводит к необходимости назначать глубину регенерации (изменения характеристик) входного сигнала, в противном случае устройство неработоспособно. Все это ограничивает область достовернога выделения битовой ott ибки.

Однако использование корректирующего кода при передаче данных позволит без существенных изменений характеристик сигнала повысить надежность устройства при работе в широком диапазоне изменения величины битовых ошибок.

Цель изобретения — повышение достоверности приема информации путем управления глубиной регенерации входного цифрового потока.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма его работы.

Устройство (фиг. 1) содержит синхронизатор 1 телеметрического формата, первый 2 и второй 3 одновибраторы, генератор 4 псевдослучайной последовательности, первый 5 и второй 6 элементы ИСКЛ)ОЧА1ОЩЕЕ ИЛИ, первый 7, второй 8, третий 9 инверторы, элемент И 10, формирователь 24 импульсов, аналого-цифровой преобразователь

25, первый 26 и второй 27 компараторы, триггер 28, делитель 29 частоты, содержащий четвертый 30 и пятый 31 регистры.

Генератор 4 псевдослучайной последовательности содержит первый, второй и третий регистры 11-13.

Для работы nepeoro одновибратора 2 к нему подключены первый резистор 14, первая емкость 15 и второй резистор 16. К второму одновибратору 3 подключены третий

55 резистор 17, вторая емкость 18 и четвертый резистор 19. К триггеру 28 подключен пятый резистор 32. К аналого-цифровому преобразователю 25 подключены шестой ЗЗ и седьмой 34 резисторы, к делителю 29 частоты— восьмой резистор 35, к первому 26 и второму 27 компараторам -девятый резистор 36.

Синхронизатор 1 телеметрического формата состоит из пятнадцатираэрядного сдвигового регистра 20, пятнадцатиразрядного блока 21 сравнения, блока 22 суммирования и цифрового кампаратора 23.

С помощью переключателя в синхронизаторе 1 телеметрического формата перемычками задают код искомой подпоследовательности D потоке телеметрической информации и параллельный код порога для цифрового компаратора 23 (допустимая величина несовпадения искомой последовательности с телеметрической информацией).

Формирователь 24 импульсов состоит из первого 37, второго 38 корреляционных приемников, аналогового инвертора 39, причем объединенные первые, а также объединенные вторые входы первого 37 и BTQрого 38 выделителей сигналов являются соответственно первым и вторым входами устройства. Выход второго приемника 38 сигнала подключен к входу аналогового инвертора 39, выход которого объединен с выходом первого приемника 37 сигнала и подключен к первому входу блока 25.

Блок 24 служит для формирования импульса, амплитуда которого соответствует величине совпадения подпоследовательности с поступающей информацией, а также задержке на 15 бит входного последовательного потока. Выходы блока 24 являются соответственно первым и вторым входами устройства, выход блока 24 — входом блока

25. В качестве первого 37 и второго 38 приемников сигналов могут быть использованы, например, корреляционные приемники, в которых перемы гками задают код искомой подпоследовательности в потоке телеметрической информации, Блок25 предназначен для преобразования напряжения, поступающего на его вход, в параллельный двоичный код.

Первый 26 и второй 27 компараторы предназнач иы для выявления соответствия 8-разрядных кодовых сигналов их копиям, для чего входы для исследования сигналов (АО...А7) первого компараторов 26 подключен ы к соответствующим (1-8) выходами блока 25, причем на входы первого компаратора 26 сигнала (ВО-В7) поступает код, соответствующий логической "1" (в нашем случае 11101000}, входы второго 27

1758657

20 компаратора 27 (AO-А7) соединены с выходами (1-8) блока 25, а на входы БО-В7 поступает код, соответствующий логическому

"0 (в нашем случае 00010111), Сигналы (кад) на входах ВΠ— В7 первого 26 и второго 27 компаратаров задаются перемычками.

Делитель 29 чзстоты обеспечивает задержку синхроимпульса на длину слова (15 бит), для чего первый (01) выход четвертого регистра 30 соединен с объединенными (С1, С2) входами пятого регистра 31, второй выход (Q2) четвертого регистра 30 соединен с входом записи (Ч1), объединенные входы (C1, С2) подключены к второму входу чувст0MTelIbHoI о sll8MBHTB, первый вход пятого регистра 31 соединен с объединенными входами, вторым синхронизатора 1 телеметрического формата, входом второго однонибратора 3, первым входом генератора

4 псевдослучайной последовательности, четвертым (С) входом триггера 28.

Триггер 28 предназначен для фазиронания входного последавательнога цифрового потока с задержанным с точностью до бита, для чего первый вход D триггера 28 соединен с выходами первого 26 и второго 27 компараторов, а второй вход триггера 28 подключен к выходу делителя 29 частоты.

Второй однавибратор 3 служит для формирования коротких импульсов, определяющих время анализа каждого бита тестового сигнала, для чего второй вход элемента И 10 подключен к выходу второго одновибратора 2.

Элемент И 10 служит для формирования сигнала ошибки, причем на первый вход этого элемента поступает сигнал сравнения битов через третий инвертор 7 с выхода второго 6 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

Работа устройства основана ti3 сравнении бит 3а битом вторым элементом 6

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ априорно известного двоичного числа, записанного в регистры генератора 4 псевдослучайной последовательности, с копией этого сигнала, сфазированнай с точностью да бита и восстановленного с регулируемым уровнем регенерации в любом диапазоне величин битовой ошибки.

Последовательный цифровой поток (сигнал А на фиг, 2} B виде псевдослучайной последовательности, порожденной, например, примитивным многочленом

Р(х) = Х + Х+1, поступает на первый вход

4 чувствительного элемента 24, на второй вход которого поступают сигналы битовой синхрониззции (сигнал Б на фиг. 2). Пад возведением шума канала имеют место ошибки (ложные "вставки" и "выпадения" битов) в цифровом потоке, в результате чего

50 5 уровень сигнала (сигнал В на фиг. 2) на вы.ходе чувствительного элемента 24 изменяется, причем сигнал положительной полярности соответствует выделению логической "1", отрицательной — "0".

Блок 25 формирует (сигнал Г, фиг. 2)

8-разрядный параллельный двоичный прямой код, н результате сравнения которого в первом 26 и втором 27 компараторах появляется сигнал высокого либо низкого уровня, который поступает на вход D триггера

28, на второй вход (С) которого поступает сигнал синхронизации с выхода делителя 29 частоты, в результате чего на выходе триггера 28 появляется сфазированный до бита сигнал (сигнал Д, фиг, 2), который поступает на первый вход синхронизатора 1 телеметрического формата.

Синхронизатор 1 телеметрического формата реагирует на пятнадцатиразрядную последовательность вида

001001000111000 и допускает до двух ошибочных битов в этой последовательности.

После обнаружения этой падпоследовательности синхронизатором 1 телеметрического формата сигнал с его выхода поступает на вход первого адновибратора 2 (сигнал Е, фиг.

2), на инверсном выходе которого формируется отрицательный сигнал, поступающий на второй и третий инверторы 8 и 9 (сигнал Ж, фиг. 2).

После появления сигнала на выходах второго и третьего инверторов 8 и 9 н первый, второй и третий регистры 11-13 генератора 4 псевдослучайной последовательности осуществляется запись числа

1111111111. На третий вход генератора 4 поступают сигналы синхронизации с выхода делителя 29 частоты.

Сигнал с первого выхода генератора 4, сфазированный с испытательным сигналом (сигнал 3, фиг. 2), поступает на первый вход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, на второй вход которого поступает тест-сигнал; Сигнал с выхода второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 поступает на первый инвертор 7 (сигнал И, фиг. 2), на выходе которого формируется сигнал сравнения битов двух потоков. Сигнал ошибки формируется на выходе элемента И 10 (сигнал К, фиг, 2), причем на первый вход этого элемента поступает сигнал сравнения битов.

На второй вход элемента И 10 поступа- ют короткие импульсы, формируемые вторым однонибратором 3. Импульсы с выхода второго одновибратора 3 появляются в середине сравниваемых битов. Первый и второй входы генератора 4 псевдослучайной последовательности подключены к входам первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, 1758657 выход которого соединен с четвертым входом генератора 4.

Положительным аффектом при введении дополнительных элементов в устройство являются повышение достоверности принимаемых решений, а также расширеwe функциональных возможностей устройства (управление уровнем регенерации цифрового потока).

Мерой достоверности принятых сообщений служит вероятность трансформации сообщения, т.е.. вероятность неправильной регистрации принятых сообщений.

Очевидно, что оптимальное устройство оценки достоверности принятых .сообщений должно выносить решение или давать оценкудостоверности принятых сообщений на основе анализа апостериорных распределений вероятностей принятых сигналов.

Сообщения, которые имеют апостериорную вероятность ниже заданной, относятся к группе недостоверных.

Доверительная вероятность ошибки определяется выражением

Р -2Ф(е ), (1) где р — вероятность искажения одного бита последовательности;

q — вероятность правильного приема бита; о — допустимая ошибка оценки достоверности цифрового потока;

Р— достоверная вероятность оценки;

Ф вЂ” функция Лапласа, Формула изобретения

Обнаружитель битовой ошибки в после5 довательном цифровом тестовом потоке по авт. св. М 1322355, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности приема информации путем управления глубиной регенерации входного цифрового

10 потока, в него между первым информационным входом устройства и объединенными первыми входами второго элемента ИСКЛ!ОЧАЮЩЕЕ ИЛИ и синхронизатора введены формирователь импульсов, выход ! 5 формирователя импульсов подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, делитель частоты, вход которого обьединен с вторым входом формирователя импульсов, объединенные синхронизирующие входы

20 триггера и аналого-цифрового преобразователя, второй вход синхронизатора телеметрического формата, вход второго одновибратора, первый вход генератора псевдослучайной последовательности под25 ключены к выходу делителя частоты, выходы аналого-цифрового преобразователя подкл)очены к соответствующим входам первого и второго компара оров, обьединениые выходы которых подключены к информаци30 онному входу триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента

ИСКЛЮЧА!ОЩЕЕ ИЛИ.

1758657

Составитель Г.Пантелеев

Техред M.Moðãåíòàë Корректор M.Ïåòðoâà

Редактор А.Маковская

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3001 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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