Устройство для измерения отношения сигнал-шум канала связи

Устройство для измерения отношения сигнал-шум канала связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски к

Соцналнстнческих

Реслублнн

ОП ИСДНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<п 883775 (61) Дополнительное к авт. санд-ву— (22) Заявлено 17.03.80 {21) 2894655/18-21 с присоединением заявкц,% (23) Приоритет— (53)M. Кл.

G 01 R 23/02 .

3Ьеударстеееиый комитет

СССР ае делам иэобретеиий и открытий

Опубликовано 23.11.81. Бюллетень № 43 (53) УДК 621.317. .7 (088.8) Дата опубликования описания 23.11.81 (72) Авторы изобретения

P. И. Юргенсон и В. В. Широков

) "т

3 с гJ:g!;

Ленинградский ордена Ленина электротех з5; ческий йнсти (71) Заявитель им. В. И. Ульянова (Ленина) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ

СИГНАЛ/ШУМ КАНАЛА. СВЯЗИ

Устройство относится к технике связи и может быть использовано прн контроле состояния канала связи по отношению сигнал/шум, а также в адаптивных системах передачи информации, работающих без предварительных знаний характеристик канала связи, таких, как коэфS фициент передачи, мощность шума и в условиях, когда эти характеристики меняются случайным образом..

Известно устройство для измерения частоть|

10 случайной импульсной помехи в каналах связи, содержащее первый и второй ключи, управляющие входы которых соединены с первым выходом блока управления, второй выход которого подключен к входу " Стирание" реверсивlS ного счетчика, пороговый элемент, декодирующий блок, блок оценки вероятности ошибки и аналоговый делитель, при этом выход первого ключа подключен к входу порогового элемента, выход которого подключен к входу декодирующего блока и к первому счетному вхо- 2" ду реверсивного счетчика, второй счетньпт вход которого соединен с выходом декодирующего блока, который подключен к первому входу блока оценки вероятности ошибки, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, а вход "Стирание" соединен с третьим выходом блока управления, выход блока оценки вероятности ошибки подключен к управляющему входу аналогового делителя, другой вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика (11.

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения отношения сигнал/ ,4пум, обусловленная необходимостью оценивания отношения сигнал/шум по малым выбор. кам реализации входного случайного процесса, содержащего сигнал и шум илн только шум.

Наиболее близким по технической сущйости к изобретению является устройство для измерения отношения сигнал/шум канала связи, содержащее блок управления, первый выход которого подключен к управляющим входам первого н второго ключей, выход последнего подключен к первому входу блока оценкт1 вероятноь тя ошибки, второй вход которого соединен со вторым выходом блока управления, а третий вход — с выходом декодера, вход которого соединен с выходом первого ключа через порого883775 4

t$

26

Блок 5 управления представляет собой рас35 предепитель импульсов. Блок 6 оценки вероятности ошибки представляет собой реверсивный счетчик, на суммируи))ций) вход которого поступают импульсы сигнала от входа 20 основного

@ канала, а на вычитаюший вход поступают импульсы сигнала от блока 4, Так как порог порогового элемента 3 пос)оянен, известен и искусственно завьппен по сравнению с порогом аналогичного порогового элемента для обеспечения потерь импульсов, то в счетчике блока 6

45 будет сформировано число л„; — N — n, где N— число импульсов сигнала, поступивших с выхода 20, и — число импульсов сигна )а, поступивших с блока 4. Таким образом, счетчик (блок 6) подсчитывает число потерь импульсов сигнала, обусловленных превышением порога.

Так как оценка вероятности потерь определяЕТСЯ ПО фОРМь>ьЛЕ P = Tl) / N ь TO ВИДНО ь Что р = kn<, где k — известное число, т.е. число, записанное в счетчике 9, прямо пропорщвнально вероятности ошибки. Блок 7 функционального преобразования представляет собой комбииационнуи) схему типа,"Дешифратор — шифрап)р" . При подаче на вход блока 7 кода, соотвый элемент, а также содержа)цее первый и второй )щфроаналоговые преобразователи (ЦАП), три блока вычитания, два квадратора, масштабирующий усилитель, элемент задержки, триггер, генератор импульсов, блок функционального преобразования и сумматор, при этом третий и четвертьш выходы блока управления подключены соответственно к управляющему входу генератора импульсов, выход которого подключен ко входу первого ЦАП и ко входу "Стирание" первого ЦАП, кодовые выходь) которого подключены ко входу *Установка" второго ЦАП, вход "Запись" которого соединен с пятым выходом блока управления, шестой выход которого подключен к первым входам первого и второго блоков вычитания, второй вход последIIern и вход блока функционального преобразования соединены с выходом первого ЦАП, выход второго ЦАП подключен к третьему входу второ).о блока вычитайия, выход, которого через последовательно соединенные первый квадратор, л)асштабирующий усилитель, второй вход которого соединен с выходом блока оценки веPoflTHocTH o1IIN6I

Недостатком известного устройства является нов)гсокая точность измерения отношения сигнал/

/шум.

Цель изобретеиия — повышение точности измерения отношения сигнал/шум.

11ля достижения этой цели в устройство для измерения отношения сигнал/шум канала связи, содержащее последовательно соединенные блок управления, первый ключ, пороговый элемент, блок декщ ирования, блок оценки вероятности ошибки, блок функционального преобразования и сумматор, второй ключ, выход которого подкл)очен к второму входу блока оценки вероятности ошибки, а вход — к первому выходу блока управления, второй выход которого соединен с первь)м входом генератора импульсов, второй вход последнего подключен к входу бло ка задержки и к первому входу цифроаналогового преобразователя, выход второго ключа соединен с первым входом блока управления, третий выход которого подключен к третьему входу блока оценки вероятности ошибки, введены последовательно соединенные элемент ИЛИ и регис)р, последовательно соединеш)ые делитель частоты и счетчик импульсов, элемент И и последовательно соединенные реверсивпый счетчик и блок элементов ИЛИ, выходы которого соединены с вторыми входами регистра, выходь1 последнего подключены к вторым входам сумматора, выходы которого соединены с первыми входами реверсивного счетика, второй вход последнего подключен к четвертому выходу блока управления, пятый выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход последнего подключен к выходу элемента

И и к первому входу цифроаналогового среключателя, вторые входы которого соединены с выходами счетчика импульсов и с вторыми входами блока элементов ИЛИ, при этом второй вход счетчика импульсов подключен к выходу блока задержки, третий вход реверсивного счетчика соединен с входом делителя частоты и с выходом генератора импульсов, а входы элемента И подключены к выходам реверсивного счетчика.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит ключи 1 и 2, пороговый элемент 3, блок 4 декодирования, блок 5 управления, блок 6 оценки вероятности ошибки, блок 7 функционального преобразования, сумматор 8, реверсивный счетчик 9, счетчик 10 импульсов, регистр 11, делитель 12 частоты, элемент ИЛИ 13, элемент И 14, блок 15 элементов, содержащий элементы 1C -1 — 16-ль элемент 17 задержки, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 18, генератор 19 импульсов, вход 20 основного канала.

88377

5 ветствующего значению оценки вероятности ошибки (т,е. числа n„), íà выходе блока 7 появится код отношения сигнал/шум, соответствующего данной оценке вероятности ошибки.

Сумматор 8 представляет собой многоразрядный комбинационный сумматор.

Устройство для измерения отношения сигнал/ шум канала связи работает следующим образом.

Цикл получения оценки отношения сигнал/ шум состоит из М шагов, В конце предыдуще- (ф го цикла обнулены блок 6 оценки вероятности ошибки, реверсивный счетчик 9, а в регистре

11 и в ЦАП 18 записан код оценки сигнал/шум, полученный в конце цикла (предыдущего).

В начале первого шага сигналом с первого выхода блока 5 управления открываются ключи 1 и 2 и в блоке 6 оценки вероятности ошибки начинается подсчет числа потерянных импульсов сигнала. В это время по сигналам с выхода ключа 2 в блоке 5 управления осуществляется подсчет поступающих импульсов сигнала. После того, как будет принято N импульсов сигнала, в блоке 6 оценки вероятности ошибки сформируется оценка вероятности потери импульса сигнала, пропорциональная числу потерянных импульсов сигнала, записанному в блоке 6.

На выходе блока 7 функционального преобразования будет сформирован код оценки отношения сигнал/шум, соответствующий оценке вероятности потери, а на выходе сумматора 8 зо будет сформирован код — сумма кодов на выходе блока 7 и регистра 11. После приема

N импульсов сигнала блок 5 управления сигналом с четвертого выхода разрешает запись кода с выхода сумматора 8 в реверсивный счетяк 9. По этому сигналу код в параллельном виде с выхода сумматора 8 переписывается в реверсивный счетчик 9. С небольшой задержкой (определяемой временем установления уровней логического нуля и единицы) относительно сигнала с четвертого выхода блока 5 управления появляется сигнал на пятом выходе. Этот сигнал проходит через элемент ИЛИ

13 на вход "Запись" регистра 11 и разрешает перезапись кода из реверсивного счетчика 9 в регистр EI через элементы ИЛИ 16-1 — 16-n блока 15 элементов ИЛИ, После этого .по сигналу со второго выхода блока 5 управления блок 6 оценки вероятности ошибки обнуляется.

На этом заканчивается один шаг работы устройства. Также происходят остальные M-1 шагов.

После M шагов в реверсивном счетчике 9 будет записано число где n . — число»отеря»ных на i-м шаге pahi 1 боты устройства импульсов сш нала; P — оператор обрат»ого»рсобраэова»»я о1 оценки веd роятности ошибки к оценке отношения сигнал/

/шум, реализованный блоком 7 фу»кино»альп ного преобразования, h „ -- оценка отношения сигнал/шум па i-м шаге, A< — код, записанный в регистре Il в колюще предыдущего цикла. После окончания М шагов по сигналу с третьего выхода блока 5 управления запускается генерагор 19 импульсов и начинается обнуление реверсивного счетчика 9. Частота генератора 19 импульсов определяется следующим образом.

Реверсивный счетчик 9 должен обнулиться за время, не большее, чем время получения оценки вероятности ошибки в блоке 6 на одном шаге, т.е.

Т„й = Т„,„И(М + 1), где Т „— период следования импульсов сигнала; Т r <.- период следования импульсов генератора 19 импульсов; N и N(IA+I) — максимальные числа, которые могут быть записаны в блоке 6 и в счетчике 9 соответственно. Отсюда получаем соотношение между частотой 1„,генератора 19 и частотой следования импульсов сигнала 1п

f rn = (M + 1) f; °

go тех пор, пока реверсивный счетчик 9 не обнулен, импульсы с генератора 19 импульсов проходят через делитель 12 частоты на вход счетчика 10 импульсов. Коэффициент деления делителя 12 частоты равен М + 1. Яснэ, что с момента начала работы генератора 19 импульсов до момента обнуления счетчика 9 на входе делителя 12 частоты появится S импульсов, а на выходе — S/M + 1 импульсов. Таким образом, в счетчике 10 импульсов к моменту об»улетя счетчика 9 будет записана число, S/M + 1, которое соответствует среднему (за цикл) значению оценки отношения сигнал/шум.

По сигналу обнуления реверсивного счетчика 9, который появляется на выходе элемента 14, останавливается генератор 19 импульсов, тем самым прекращается поступление импульсов на вход делителя 1 частоты и разрешается перезапись кода из счетчика 10 импульсов в регистр HAH 18 и в регистр 11. Таким образом, на выходе ЦАП 18 устанавливается некоторое значение отношения сигнал/шум, которое считается оценкой, полученной на данном цикле.

Перезапись кода из счетчика !О импульсов осуществляется через элементы ИЛИ 61-1 — 16-п блока 15 по сигналу с выхода элемента 14, проходящего через элемент 13 на вход "Запись" регистра 11. Перезапись кода осуществляется для того, чтобы на слелу o»fcM цикле в качеств ве начального значения h0 опенки отношения сигнал/шум фьгурировала оценка, полученная на данном цикле, что допол»итсльно позволяет повысить общую точность измерения отношения спг»ал/шум. Сигнал с в;»хода элемента 14

»осту ист через элеме»т 17 эа;юрж; и, осущест88

ВНИИПИ Заказ 10217/67 Тираж 735 Подписное

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 вляю ций неболыпую задержку на время установления уровней логического нуля и единицм, на вход "Сброс" счетчика 10 импульсов и счетчик 10 обнуляется. На Мтом цикле работы устройства заканчивается, Предлагаемое устройство позволяет оценивать как быстрые, так и медленные изменения отношения сигнал/шум, имеет широкую область использования и может быть применено в адаптивных системах передачи информации и в друг тих системах с контролем качества канала связи.

Формула изобретения

Устройство для измерения отношения сигнал/

/шум канала связи, содержащее последовательно соединенные блок управления, первый ключ, пороговый элемент, блок декодирования, блок оценки вероятности ошибки, блок функционального преобразования и сумматор, второй ключ, выход.котороко подключен к второму входу, Рлока оценки вероятности ошибки, а вход—

:. к явффйу выходу блока управления, второй

t выхо дторого соединен с первым входом генератора импульсов, второй вход последнего подключен к входу блока задержки и к первому входу цифроаналогового преобразователя, выход второго ключа соединен с первым входом блока управления, третий выход которого подключен к третьему входу блока оценки

3775 8 вероятности ошибки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены последовательно соединенные элемент ИЛИ и регистр, последовательно соединенные делитель частоты и счетчик импульсов, элемент И и последовательно соединенные реверсивный счетчик и блок элементов

ИЛИ, выходы которого соединены с.вторыми входами регистра, выходы последнего подклюlO чены к вторым входам сумматора, выходы которого соединены с первыми входами реверсивного счетчика, второй вход последнего и дключен к четвертому выходу блока управления, пятый выход которого соединен с первым вхо з дам элемента ИЛИ, второй вход последнего подключен к выходу элемента И и к первому входу цифроаналогового переключателя, вторые входы которого соединены с выходами счетчика импульсов и с вторыми входами блока элементов ИЛИ, при этом второй вход счетчика импульсов подключен к выходу блока задержки, третий вход реверсивного счетчики соединен с входом делителя частоты и с выходом генератора импульсов, а входы элемента И лодд ключены к выходам реверсивного счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 640430, зо кл. II 04 В 3/46, 1978

2. Авторское свидетельство С СР по заявке № 2688871/18-09, 1979.