Устройство для оценки качества канала связи

Устройство для оценки качества канала связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА КАНАЛА СВЯЗИ, содержащее входной блок согласования, блок выдержки времени анализа, выход которого подключен к первым входам первого и второго счетчиков стираний, счетчика ошибочных комбинаций и счетчика ошибочных информационных блоков и последовательно, соединенные решающий блок и блок индикации, причем выходы второго счетчика стираний и счетчика ошибочных комбинаций подключены соответственно к первому и второму входам решающего блока, о тл и чающееся тем, что, с целью повышения точности оценки, введены последовательно соединенные блок задержки и ключ, последовательно соединенные блок определения коэффициента группирования ошибок, блок определения весового коэффициента и умножитель, а также вычитатель. и формирователь длины информационного блока, при этом выход входного блока согласования подключен к второму входу второго счетчика стираний и к первому входу блока задержки, выход ключа подключен к второму входу первого счетчика стираний, выход которого подключен к первому входу вычитателя и к второму входу умножителя, выходы вычитателя и умножителя подключены соответственно к третьему и четвертому входам решающего блока, выход формирователя длины информационного блока соединен с вторым входом счетчика ошибочных информационных блоков и с входом блока выдержки времени i анализа, выход второго счетчика стираний подключен к вторым входам вычи (Л тателя и блока определения весового коэффициента, выход счетчика ошибочных комбинаций подключен к первому входу блока определения коэффициента группирования ошибок, второй вход которого соединен с выходом счетчика ошибочных информационных блоков, при-. чем вторые входы блока задержки и -s| ключа соединены между собой и являются тактовым входом устройства, а X 4 третий вход ключа соединен с вторым входом счетчика ошибочных комбина.ций sl и с третьим входом счетчика ошибочных информагшонных блоков и является входом Ошибка декодирования устройства , входом Импульс конца кодовой ком бинации которого является вход формирователя длины информационного блока.

СОЮЗ СОВЕтСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ,.

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ

° ..

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA (21) 3611526/18-09 (22) 24.06.83 (46) 07.10.84. Бюл. К 37 (72) А.В.Бобровский, И.Н.Федоров и В.П.Шувалов (71) Новосибирский электротехнический институт связи им. Н.Д.Псурцева (53) 621.396.664(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р .346806, кл. Н 04 1, 11/08, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 720742, кл. Н 04 В 3/46, 1980 (прототип) . (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА КАНАЛА СВЯЗИ, содержащее входной блок согласования, блок выдержки времени анализа, выход которого подключен к первым входам первого и второго счетчиков стираний, счетчика ошибочных комбинаций и счетчика ошибочных информационных блоков и последовательно. соединенные решающий блок и блок индикации, причем выходы второго счетчика стираний и счетчика ошибочных комбинаций подключены соответственно к первому и второму входам решающего блока, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности оценки, введены последовательно соединенные блок задержки и ключ, последовательно соединенные блок определения коэффициента группирования ошибок, блок определения весового коэффициента и умножитель, а также вычитатель и формирователь длины информационного

З(51) Н 04 В 3/46 Н 04 g 11/08 блока, при этом выход входного блока согласования подключен к второму входу второго счетчика стираний и к первому входу блока задержки, выход ключа подключен к второму входу первого счетчика стираний, выход которого подключен к первому входу вычитателя и к второму входу умножителя, выходы вычитателя и умножителя Подключены соответственно к третьему и четверто. му входам решающего блока, выход формирователя длины информационного блока соединен с вторым входом счетчика ошибочных информационных блоков

-и с входом блока выдержки времени анализа, выход второго счетчика стираний подключен к вторым входам вычитателя и блока определения весового коэффициента, выход счетчика ошибочных комбинаций подключен к первому входу блока определения коэффициента группирования ошибок, второй вход которого соединен с выходом счетчика ошибочных информационных блоков, при-. чем вторые входы блока задержки и ключа соединены между собой и являются тактовым входом устройства, а третий вход ключа соединен с вторым входом счетчика ошибочных комбинаций и с третьим входом счетчика ошибочных информационных блоков и является входом "Ошибка декодирования" устройства, входом "Импульс конца кодовой ком. бинации" которого является вход формирователя длины информационного блока.

1117847

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в системах передачи дискретной информации и тонального телеграфирования.

Известно устройство для оценки ка" честна канала связи, содержащее блок согласования, выход которого соединен с первым входом блока управления, второй вход которого соединен с первым входом счетчика ошибок, первый, !О второй и третий входы которого соединены с первыми входами соответственно первого, второго и третьего реверсивных счетчиков, причем вторые входы первого и третьего реверсивного счет- 15 чиков объединены, а также блок индикации и последовательно соединенные счетчик времени и дешифратор цикла измерений (1) .

Однако это устройтво имеет низкую 2п точность оценки качества канала свя,зи. Указанный недостаток обусловлен тем, что в этом устройстве подсчет числа стираний производится без учета результатов работы декодера, т.е. 25 не учитывается реальная взаимосвязь между числом "стираний" и качеством канала.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст- З0 ройство для оценки качества канала связи, содержащее входной блок согласования, блок выдержки времени анализа, выход которого подключен к первым входам первого и второго счетчиков стираний, счетчика ошибочных комбинаций и счетчика ошибочных информационных блоков, и последовательно соединенные решающий блок и блок индикации, причем выходы второго счетчика стираний и счетчика ошибочных комбинаций подключены соответственно к первому и второму входам решающего блока (2

Однако известное устройство не да-4 ет информации о конкретном значении коэффициента ошибок, а лишь указывает три градации качественного состояния канала, которые задают диапазоны изменения контролируемого парамет-: ра, причем последний мажет изменяться в заданном диапазоне в пределах двух-1 трех порядков.

Укаэанный недостаток обусловлен следующими причинами: . 55 поскольку используется только информация об обнаружении ошибки декодером, то это позволяет нредварительио разделить все множество качественных состояний канала всего лишь на два состояния„ в соответствии с которыми стирания складываются с весами, и то ведет к снижению точности оценки состояния канала. в счетчике ошибок пороги выбраны исходя из некоторой модели канала, которая может не соответствовать реально существующей вероятностной связи между стираниями и ошйбками, Цель изобретения — повышение точности оценки качества канала связи.

С этой целью устройство для оценки качества канала связи, содержащее входной блок согласования, блок выдержки времени анализа, выход которого подключен к первым входам первого и второго счетчиков истираний, счетчика ошибочных комбинаций и счетчика ошибочных информационных блоков, и последовательно соединенные решающий блок и блок индикации, причем выходы второго счетчика стираний и счетчика ошибочных комбинаций подключены соответственно к первому и второму входам решающего блока, введены последовательно соединенные блок задержки и ключ, последовательно соединенные блок определения коэффициента группирования ошибок, блок определения весового коэффициента и умножитель, а также вычитатель и формирователь длины информационного блока, при этом выход входного блока согласо. вания подключен к второму входу второго счетчика стираний и к первому входу блока задержки, выход ключак второму входу первого счетчика стираний, выход которого подключен к первому входу вычитателя и к второму входу умножителя, выходы вычитателя и умножителя — соответственно к третьему и четвертому входам решающего блока, выход формирователя длины информационного блока соединен с вторым входом счетчика ошибочных информационных блоков и с входом блока выдержки времени анализа, выход второ го счетчика стираний подключен к вторым входам вычитателя и блока определения весового коэффициента, выход счетчика ошибочных комбинаций — к первому входу блока определения коэффициента группирования ошибок, второй вход которого соединен с выходом счетчйка ошибочных информационных. блоков, причем вторые входы блока за7847 4

Задержанные сигналы стирания поступают на первый вход ключа 10, который работает следующим образом. При поступлении сигнала ошибки с декодера на третий вход ключа 10 последний переходит в открытое состояние и пропускает сигналы стирания на первый вход первого счетчика 3 стираний. Если по истечении длительности кодовой комбинации снова появится сигнал ошибки, то ключ 10 сохранит открытое состояние в течение следующей кодовой комбинации, в противном случае ключ 10 закрывается, и стирания на вход первого счетчика 3 стираний не проходят. Поскольку блок 9 задержки обеспечивает необходимое опережение сигнала ошибки по отношению к сигналам стирания на длительность кодовой комбинации, в которой была обнаружена эта ошибка, счетчик 3 зафиксирует все стирания, находящиеся в кодовых комбинациях, в которых была обнаружена ошибка.

Полученное число умножается в умножителе 13 на весовой коэффициент и результат умножения поступает на третий вход решающего блока 7, Вычитатель 14 вычитает из общего числа стираний те стирания, которые находились в кодовых комбинациях, в которых обнаружена ошибка. Таким образом, на выходе вычитателя 14 присутствует число стираний, зафиксированных на длительности кодовых комби. наций, принятых без обнаружения ошибок.

С помощью второго счетчика 4 стираний, блока 12 определения весового коэффициента, счетчика 5 ошибочных комбинаций, счетчика 6 ошибочных информационных блоков и блока 11 определения коэффициента группирования ошибок осуществляется получение весового коэффициента. Весовой коэффициент Р определяется по формуле держки и ключа соединены между собой и являются тактовым входом устройства, а третий вход ключа соединен с вторым входом счетчика ошибочных комбинаций и с третьим входом счетчика ошибочных информацибнных блоков и является входом "Ошибка декодирования" устройства, входом "Импульс конца кодовой комбинации" которого является вход формирователя длины информацион- 10 ного блока.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства для оценки качества канала связи; на фиг. 2 — принципиальная электрическая15 схема счетчика ошибочных информационных блоков; на фиг. 3 — принципиальная электрическая схема ключа.

Устройство для оценки качества канала связи содержит входной блок 1 2р согласования, блок 2 выдержки времени анализа, первый счетчик 3 стираний, второй счетчик 4 стираний, счетчик 5 ошибочных кок:бинаций, счетчик 6 ошибочных информационных блоков, решающий 25 блок 7, блок 8 индикации, блок 9 задержки, ключ 10, блок 11 определения коэффициента группирования ошибок, блок 12 определения весового коэффициента, умножитель 13, вычитатель 14 зо и формирователь 15 длины информационного блока.

Счетчик 6 ошибочных информационных блоков содержит триггер 16, элемент

И 17, элемент ИЛИ 18, счетчик 19, регистр 20, конденсатор 21, резистор

22, входы 23-26.

Ключ 10 содержит элемент ИЛИ-НЕ 27, счетчик 28, элемент ИЛИ-НЕ 29, входы

30-3 2.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы стирания поступают с выхода входного блока I согласования на первый вход второго счетчика 4 стира-45 ний, который осуществляет подсчет общего числа стираний за интервал анализа. К моменту окончания интервала . анализа в счетчике 4 оказывается записанным некоторое число, пропорциональ 0 . ное оценке вероятности стирания. Таким образом, второй счетчик 4 стираний осуществляет оценку вероятности стира" ния. Сигналы стирания с выхода входного блока 1 поступают на вход блока 55

9 задержки, -который задерживает после. довательность стираний на время, равное длительности кодовой комбинации.

t1

1 „,(„„)р где n — длина кодовой комбинации;

® — оценка коэффициента группирования ошибок (эта величина определяется в блоке 11)

Рс — оценка вероятности стирания (число пропорциональное этой оценке, поступает с выхода счетчика 4).

В блоке 12 определения весового коэффициента каждой паре конкретных

1117847

$ л л значений ьс и РС (при заданном л ) ставится в соответствие определенное значение,. Оценка коэффициента группирования ошибок К определяется по формуле вых комбинациях, в которых л не было обнаружено ошибоК;

Р (1„)- оценка вероятности стирания единичного элемента в кодовых комбинациях, в которых была обнаружена ошибка.

При этом

Ь р о6(кк) гле г — длина блока, Р „ — оценка вероятности приема кодовой комбинации, в которой л была обнаружена ошибка, Б(„) - оценка вероятности приема блоков, в которых обнаружена ошибка.

Блок 11 определения коэффициента группирования ошибок каждой паре значений Ров(,.) и РОБ(,.) (.Ри 3 анном

p) ставит в соответствие определенное 20 значение С

Число, пропорциональное Роь(„) получается в счетчике 5 ошибочных комбинаций, который подсчитывает общее число поступающих с декодера кодовых комбинаций, в которых была обнаружена ошибка. л

Число пропорциональное Poz(р) получается в счетчике 6 ошибочйых информационных блоков, которьпЪ подсчи- 30 тывает только те импульсы, поступающие с,,выхода формирователя 15 длины информационного блока, которым предшествовал сигнал ошибки, поступающий на первый вход счетчика 6. Блок кодо-З5 вых комбинаций (информационный блок) условимся считать ошибочным, если на его длительности имелась хотя бы одна кодовая комбинация, в которой была обнаружена ошибка. Формирователь 15 40 длины информационного блока представляет собой делитель íà ), где г— число кодовых комбинаций, образующих информационный блок.

Решакпций блок 7 служит для опреде- .45 ления оценки вероятности ошибки, которая определяется из формулы

h л с -1 (conn) (1)i (C /ом) (C Inn) л е где PC — оценка вероятности стирания (число, пропорциональное этой оценке, поступает на вход решающего блока 7 с вы- л хода счетчика 4), Р(с „„) - оценка вероятности стирания единичного элемента в кодои) с(nn) Р = ) (2)

Ctcinn) ОБО(1с Ц число стираний в кодовых комбинациях, в которых не было обнаружено ошибок, определяемое вычитателем 14, длина кодовой комбинации; общее число кодовых комбинаций на интервале анализа, общее число кодовых комбинаций, в которых была обнаружена ошибка (определяется в счетчике 5) .,где QC (nn) ОБ(KL) Причем лc (оы) (3) оь(с к) где вс „- число стираний в кодовых комбинациях, в которйх обнаружена ошибка.

Величина П)с<оы) P вычисляется умножителем 13. Решающий .блок 7, используя Рс Фс(,) 1 л)с(o )., М, которые определяются по формулам (1)-(3), осуществляет вычисление оценки вероятности ошибки. Блок 8 индикации осущест- вляет преобразование уровней сигналов и согласование кода решающего блока 7 с кодом используемых цифровых индикаторов. Блок 2 выдержки времени анализа формирует импульс анализа, длительность которого определяет время анализа качества канала.

Счетчики 3-6 обнуляются с началом импульса анализа и переходят в режим хранения информации с окончанием импульса анализа, который управляет режимом. работы этих блоков.

Реализация предлагаемого устройст. ва проста, поскольку все блоки реализуются по типовым схемам.

Решающий блок 7, блоки 11 и 12 и умножитель 13, выполняющие функции перекодирования и дешифрации, можно выполнить на основе программируемых постоянных запоминающих устройств

1117847 (ППЗУ). Таблица программирования

ППЗУ рассчитывается предварительно согласно приведенным формулам. При этом входы ППЗУ, используемого в блоках 11 и ° 12 умножителя 13, разделяются на две зоны, причем каждая зона предназначена для конкретной переменной. Результат вычисления записан по адресу, определяемому совокупностью адресов каждой переменной. Решающий блок 7 реализован на базе

ППЗУ, входы которого разделены на четыре зоны. В качестве блока 9 задержки можно использовать регистр сдвига, число ячеек которого определяется длительностью кодовой комбинации. Выг читатель 14 реализован на базе обычного двоичного сумматора. Формирователь 15 длины информационного блока можно выполнить в виде делителя частоты, коэффициент деления которого задает длину блока. Счетчики импульсов с памятью могут быть использованы при построении счетчиков 3-6. Пример реализации счетчика 6 ошибочных информационных блоков приведен на фиг. 2.

Счетчик 6 работает следующим o6pa-зом. С началом импульса анализа, приходящего на вход 25 блока, счет- 30 чик 19 устанавливается в исходное состояние. Элементы 18, 21 и 22 слу-. жат для получения короткого установочного импульса, совпадающего с фронтом импульса анализа. Если на длительности блока имелась хотя бы одна кодовая комбинация, в которой была обнаружена ошибка, импульс ошибки устанавливает триггер 16 в состояИ ФФ ние 1 . Импульс конца информационно- 40 го блока проходит через элемент И 17, и устанавливает триггер в состояние

1t Il .О, при этом s счетчике 19 добавляется "1". Это означает, что обнаружен ошибочный информационный блок. Если 4 ошибочных кодовых комбинаций не было, триггер 16 останавливается в исходном состоянии, и счетчик 19 также не изменяет своего состояния. По окончании импульса анализа информация из счет-50 .чика .19 переписывается в регистр 20 . спадом импульса анализа. Для счетчиков 3-5 триггер 16 и элемент И 17 можно исключить.

Пример реализации ключа 10 изобра- 5S жен на фиг. 3. В данном случае элемент

ИЛИ-НЕ 27 и счетчик 28 предназначены для отсчета длительности кодовой комбинации (8-элементной) . Запускающим импульсом для счетчика 28 служит импульс ошибки, приходящий на вход 32 ключа. Элементы ИЛИ-НЕ 27 и счетчик.

28 по сути реализуют ждущий мультивибратор. Собственно ключевой элемент — элемент ИЛИ-НЕ 29 пропускает стирания кодовых комбинаций, в которых была обнаружена ошибка, и не пропускает стирания кодовых комбинаций, в которых не было обнаружено ошибок.

Предлагаемое устройство имеет сле. дующие технико-экономические преиму- . щества по сравнению с известным.

В известном устройстве сигналам стирания придается вес, равный 1, при наличии сигналов "Ошибка" и вес, равный 1/и, при отсутствии сигналов и tt

Ошибка, причем П вЂ” некоторое целое фиксированное число, которое задается заранее. Поскольку весовой коэффициент в известном устройстве не способен подстраиваться адаптивно в соответствии с реальной статистической связью между стираниями и ошибками, то это обуславливает возможность отклонения измеренной величины от ее действительного значения на 100-ЗООХ и даже более. Укаэанный недостаток обусловлен используемым алгоритмом оценки качества канала и дает всего три градации качества, которые лишь приближенно характеризуют качество канала связи.

В предлагаемом устройстве величина весового коэффициента адаптивно подстраивается в соответствии со степенью группирования ошибок, результатов работы декодера и анализа линейного сигнала, что дает возможность получить несмещенные оценки вероятностей стирания единичных элементов

Ф принятые как при наличии, так и при отсутствии сигнала "Ошибка", что в конечном счете позволяет определить более точную и несмещенную оценку вероятности ошибки, которая непосред" ственно характеризует качество канала связи

Предлагаемое устройство дает оценки, отличающиеся не более чем íà 10Х от действительного значения вероятности ошибки с доверительной вероятностью 0,9 при том же самом времени анализа, что подтверждается расчетами по приведенным формулам и результатами лабораторных испытаний.

1117847

1117847

Составитель А.Сеселкин

Редактор В.Данко ТехредС.Легеза Корректор В.Бутяга

Заказ 7278/44 Тираж 634 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4