Устройство для измерения собственных шумов в каналах связи при передаче речевой информации

 

!

992)2

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 21ат, 71

Заявлено 01.Ч1)1.1966 (¹ 1093968/26-9) с присоединением заявки №

МПК G Olr

УДК 621.391.822.2:621.3. .082.7 (088.8) Приоритет

Опубликовано 13.Ч11.1967. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 8.1Х.1967

Комитет по делам изооретений и открытий при Совете Министров

СССР

BAT; .j, Я Pl

Ю. Г. Ростовцев и А. Я. Маслов

Ленинградская военная инженерная краснознаменная академия им. А. Ф. Можайского

Авторы изобретения

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОБСТВЕННЫХ ШУМОВ

В КАНАЛАХ СВЯЗИ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ РЕЧЕВОЙ ИНФОРМАЦИИ

Известны способы и устройства для измерения собственных шумов в каналах связи, обеспечивающие возможность проведения измерения в случае прекращения передачи полезной информации по проверяемому каналу, т. е. при выключе ии проверяемого канала из системы связи.

Прсдложенпое устройство измерения основа но на принципе анализа амплитудного спектра сигнала с использованием двойной селекции для преобразования сигнала как,по уровню, так и по длительности с жесткой функциональной связью между элементами селекции.

Основным элемегггом предложенного устройства является блок функциональной памяти, который, согласно изобретению, соединен с выходом измеряемого канала через коммутатор, управляемый аналоговым преобразователем, и через схему сравнения. Один вход схемы сравнения подключен к опорному генератору, вырабатывающему импульсы с длительностью, учитывающей статистику речевого сигнала, и другой — к аналоговому преобразователю, вход которого подсоединен к селектору уровня. На выходе блока памяти включен интегратор среднего значения шума, соединенный через выходной коммутатор с индикатором, и временной сумматор, управляющий выходным коммутатором через схему сравнения, второй вход которого подключен к генератору опорных импульсов.

Такое выполнение устройства позволяет измерять собственные шумы в каналах связи при передаче речевой информации без перерыва связи, т. е. производить измерение в канале связи с одновременной передачей по этому каналу полезной информации.

Уровень шума в точке приема является од10 ной из важнейших характеристик, определяющих качество радиорелейного или проводного канала связи. Допустимая величина шума для всей связи составляет около 2,5 мв при уровне полезного сигнала — 0,9 неп. Лишь .в аварий15 ных случаях уровень шума доходит до 7,3 мв, В этих случаях связь может быть предоставлена только после соответствующего предупреждения.

Средний уровень речевого сигнала должен

20 измеряться прибором со временем интегрирования не менее 15 сек. При измерении шумов, проходящих через стандартный телефонный канал 300 — 3400 гтрк, время интегрирования также должно быть не менее 15 сек. Поэтому для

25 измерения уровня шумов в канале либо отключают соответствующую линию, создавая перерыв связи, либо коммутируют линии, производя измерения на резервных.

Предложенное устройство измерения уров30 ня шумов в телефонно.а канале основано на

199212 длительность

35 выделении пауз между словами и фразами, в пределах которых речевой сигнал отсутствует.

Это позволяет производить измерение уровня шумов в канале без перерывов связи и без использования резервных и обратных линий связи.

Средняя длительность гласных звуков сОставляет 0,12 — 0,21 сек, длительность глухих шипящих составляет около 0,14 сек, для глухих смычных — около 0,03 сек. Причем, для глухих смычных характерно наличие паузы предыхания, которая составляет около

0,015 сек.

Экспериментально установлено, что средняя длительность слова составляет около 0,8 сек.

Длительность пауз между словами в процессе телефонного разговора колеблется от 0,01 до

0,4 сек и в среднем равна 0,2 сек.

Интервал между фразами лежит в пределах

0,4 — 4 сек и в среднем равен 1,5 сек.

Паузы в речевом сигнале следуют нерегулярно, а длительности пауз Т,, T>, T> ... отличаются друг от друга. Так как суммарный интервал измерения шумов должен быть не менее 15 сек, то при использовании естественных пауз речи для измерения шумов необходимо просуммировать значения напряжений шумов, получающихся в этих паузах, т. е. и

+m i

U (1) т, где U ö —,значение шума в i-й паузе;

Т,- — длительность i-и паузы.

Для некоторых звуков, например глухих смычных, характерна пауза предыхания, которая является объективной характеристикой звука. Поэтому ее исключение из речи видоизменяет звук. Таким образом, паузы, длительность которых менее 0,015 сек, не должны учитываться, Оценим в реальном масштабе.времени величину интервала, необходимого для производства измерения собственных шумов.

Для определения указанного интервала необходимо просуммировать длительности существования сигнала и пауз таким образом, чтобы суммарный интервал последних (без учета промежутков с длительностью T (T

=0,015 сек) составлял 15 сек. Тогда т,=ут,-i т„.— т„>т„,„,, p)

i=1 i=1 Е=1 где Тр — длительность интервала су.ществования речевого сигнала;

T„— интервал текущего времени.

Будем считать, что средняя длительность слова составляет 0,8 сек, длительность паузы между словами — 0,2 сек, среднее число слов в фразе равно 8 шт., а после фразы следует пауза длительностью 1,5 сек. Тогда величину

Тф — Тр, хар актер изующую

i 1 пауз во время произношения одной фразы, можно найти из следующего выражения

Т, = (N — 1) -.Д, + ф, (3) где Л вЂ” среднее число слов в фразе; т „, — средняя длительность паузы между словами; т ф — средняя длительность паузы между фразами.

Подставляя в (3) принятые значения, получим, что T> — 3,2 сек.

Если учесть статистику появления глухих смычных фонем, то можно полагать, что суммарный интервал отбрасываемых пауз при произношении одной фразы не превысит 100/о от Тф

Тогда суммарная длительность пауз будет равна

Тф — ", (Т, ) Т„,ь,) =3 сек.

i=-1

Для того, чтобы суммарное время измерения составляло 15 сек, необходимо затратить время, эквивалентное длительности трех фраз.

Так как величина промежутка времени, отнесенного к одной фразе, в пределах которого существует сигнал, составляет

Т =3Л где тр — средняя длина слова, то трф —— б,4 сек, Поэтому суммарный интервал времени существования речевого сигнала 19,2 сек, а общий интервал времени измерения

Т,=19: 2+15=34,2 сек.

Отсюда следует, что в среднем для измерения уровня шумов в канале необходимо затрачивать около 30 — 40 сек, после чего можно производить измерения в других телефонных каналах.

На чертеже представлена блок-схема предложенного устройства.

Речевой сигнал из канала связи 1 поступает на селектор уровня 2, обеспечивающий выделе яие моментов начала и конца каждой паузы, и коммутатор 3, который управляется импульсами аналогового преобразователя 4 и при наличии импульса передает входной сигнал в блок памяти 5.

Униполярные импульсы = и лола селектора уровня 2 подаются на вход аналогового преобразователя 4 и опорного генератора б, а с их выходов — на схему сравнения 7. Если длительность импульса с выхода аналогового преобразователя 4 меньше длительности импульсов опорного генератора б, на выходе схемы сравнения 7 возникает импульс, управляющий элементом стирания в блоке памяти 5.

С выхода блока памяти 5 информация поступает в интегратор 8, на выходе которого включен коммутатор 9, и на временной сумма199212

Составитель В. Максимов Iекрсд Л. Вриккер

Редактор И. Грузова

Ксрректопьп А. А. Король н С. А. Башлыкова

Заказ 28!4/6 Тираж 535 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совеге Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 тор 10, выход которого подсоединен к схеме сравнения 11. На второй вход схемы сравнения 11 подаются опорные импульсы от генератора 12. 1 огда длительность накопленных интервалов на сумматоре 10 :тановится равной длительности импульса, установленной в опорном генераторе 12, на выходе схемы сравнения 11 появляется сигнал, обеспечивающий прохождение через коммутатор 9 на индикатор

13 накопленного напряжения шумов.

Предмет изобретения

Устройство для измерения собственных шумов в каналах связи при передаче речевой информации, основанное на принципе анализа амплитудного спектра сигнала, содержащее амплитудный и временной селектор, коммутаторы, опорные генераторы, элементы сравнения, суммирования, интегрирования, преобразовання и запоминания, отличаюшееся тем, что, с,целью проведения измерения одновременно с передачей полезной информации (без персрыва связи), блок памяти соединен с выходом измеряемого канала через коммутатор, управляемый аналоговым преооразователем, и через схему сравнения, один вход которой соединен с опорным генератором, вырабатываю;цим импульсы с длительностью, учитывающей

10 статистику речевого сигнала, а другой — с аналоговым преобразователем, .вход которого подключен к селектору уровня, а на выходе блока памяти включен интегратор среднего значения шума, который через выходной ком15 мутатор соединен с индикатором, и временной сумматор, управляющий выходным коммутатором через схему сравнения, второй вход которого соединен с генератором опорных импульсов.