Устройство для контроля качества канала связи Советский патент 1983 года по МПК H04B3/46 

Изобретение относится к технике. связи, может использоваться при оце Кб состояния канала связи по времени корреляции уровня помехи, характ ризуюи его память канала, в адаптивны системах передачи информации, работ ющих без предварительного знания ; указанного параметра, или в условиях когда этот параметр меняется случай ным образом. Известно устройство для контроля дискретных каналов, содержащее корреляционный приемник, управляющие вы ходы которого через спусковые схемы схемы совпадения, соединенные с вход ми элемента ИЛИ, и счетчики подключены к входам схемы сравнения, выход которой через интегратор подключен к управляющим входам спусковых схем, а также решающий узел, дополнительные схему совпадения, спусковую схему и двухполупериодный детектор, при этом соответствующий выход корреляционного приемника через последовательно соединенные двухполупериодный детектор, дополнительные спусковую схему и схему совпадения подк ключен ко входу решающего узла, а к управляющим входам дополнительных спусковой схемы и схемы совпадения подключены соответственно выходы интегратора и элемента ИЛИ СО. Недостатком этого устройства является не выоская точность контроля из-за невозможности.оценки памяти канала связи. . Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля качества канала свяг1и, содержащее входной детектор, выход которого через пороговые блоки соединен с вхо дами блоков квантования, а также коммутатор, первый выход которого со динен с входом основного счетчика, а второй выход - с входом дополнительного счетчика С2 3. Однако точность контроля качества канала связи данным устройством низкая, так как суммарная длительность провалов входного процесса за установленные пороги не является интегральной, поскольку каждое знамение длительности провалов есть лишь выборка случайного процесса, которая имеет чрезвычайно большую дисперсию, для снижения дисперсии (т.е. повышения точности), необходима статистическая обработка больиюго числа выборок, что приводит к недопустимо большому времени анализа в случае выхода длительности провалов за все пороги суммирования. Устройство не позволяет извлечь полезную информацию, содержащуюся в значениях длительностей провалов за каждый порог в отдельности-, кроме того, решение о том, что провалы вызваны только действием помех, основывается на решении о наличии или отсутствии сигнала, которое само по себе является вероятностным и может быть принято с ошибкой, вероятность которой рас.тет с ростом уровня помех. Цель изобретения - повышение точности контроля путем оценки памяти канала связи. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля качества канала связи, содержащее входной детектор, выход которого через пороговые блоки соединен с входами блоков квантования, а также ком(1(утатор, первый выход Которого соединен с входом основного счетчика, а второй выход - с входом, дополнительного счетчика, введены два элемента ИЛИ, п разрядный регистр сдвига, основной элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ и п дополнительных элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ, генератор импульсов, распределитель импульсов, счетчик времени анализа, дешифратор, п трехвходовых элементов И и делитель частоты, при этом выход первого блока квантования соединен с первым входом основного элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ выходы второго и третьего блоков квантования соединены через первый элемент ИЛИ с вторым входом основного элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, выход которого подключен к входу регистра сдвига и к первым входам.дополнитель ных элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами регистра сдвига, выходы дополнительных элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ подключены к первым входам соответствующих трехвходовых элементов И, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами распределителя импульсов, а третьи входы трехвходовых элементов И соединены с соответствующими выходами дешифратора, входы которого соединены с выходами счетчика времени анализа а последний выход дешифратора подключен к входу Останов генератора импульсов, выход которого соединен с входом распределителя импульсов, последний выход распределителя импуль.сов соединен с входом счетчика времени анализа, выходы трехвходовых элементов И подключены ко входам вто рого элемента ИЛИ, выход которого через делитель частоты соединен с ин формационным входом коммутатора, управляющий вход которого подключен к выходу дополнительного счетчика, .На чертея1е приведена структурная электрическая схема устройства для контроля качества канала связи. Устройство для контроля качества канала связи содержит входной детектор 1, пороговые блоки 2, 2 и 2, блоки 3z квантованная, элементы i и 5 ИЛИ, п-разрядный регистр сдвига б, основной элемент 7РАВНОЗНАЧНОСТЬ, п дос олнительных элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 8, 82,... генератор 9 импульсов, распределител 10 импульсов, счетчик 11 времени анализа, дешифратор 12, трехвходовые элементы 13-,, 132... ,13п l Д® лйтель 1 частоты, коммутатор 15, основной счетчик 16, дополнительный счетчик 17, вентили 18 и 19, триггер 20. Устройство для контроля качества канала связи работает следующим образом. В исходном состоянии счетчик 11 обнулен, триггер 20 находится в сос тоянии О (на втором выходе 1)i 8основном счетчике 16 записана 1 дополнительный счетчик 17 обнулен. Работа устройства начинается по сиг налу, поступающему на вход Запуск генератора 9. По этому сигналу на выходе генератора 9 появляются импульсы. Период Т следования импульсов связан с длительностью Т сигнала соотношением где п - число разрядов распределителя 10. В то же время на выходе входного де тектора 1 появляются отсчеты Z, соответствующие суммарному значению сигнала и помехи, т.е. , (.2) где V - значение сигнальной составл ющей на выходе детектора 1, , если передавалась 1 и , если передавался О - значение шумовой составляющей на выходе входного детектора 1 . В пороговом блоке 2 значение отсчета сравнивается с .нулевым порогом, т.е. , где порог первого порогового блока 2. Если , то на выходе блока 3-| квантования сигнал 1 длительностью , равной Т, ес. Z 0, то на выходе блока 3 квантования ничего не появляется. В поооговом блоке 22 значение отсчета Z сравнивается с ненулевым порогом U, (например, . Если Z : Ц,, до на выходе блока 3 квантования появля- . ется импульс длительностью, равной Т, если Z .,то на выходе блока ЗА квантования ничего не появляется. В пороговом блоке. 2 значение отсчета Z сравнивается с ненулевым порогом U( например, Ur,-U) . Если Z }у то на выходе блока 3 з квантования появляется импульс длительностью Т, если Z ,TO на выходе блока 3 , квантования ничего не появляется. Все появляющиеся импульсы синхронизированы сигналами,поступающими на дополнительные входы блоков 3 2 3 3 квантования, сигналы синхронизации поступают с пери одом Т. Если передается сигнал 1, то появляется импульс на выходе блока 3 квантования, а уровень помехи О, если превышен ,порог , т,е« если появился сигнал на выходе блока 3л квантования. Сигнал с выхода блока 3 квантования поступает на вход элемента 7, на второй вход которого через элемент k ИЛИ поступает сигнал с блока 32 квантования. Сигнал с хода элемента ИЛИ через основной элемент 7-РАВНОЗНАЧНОСТЬ и регистр 6 сдвига поступает на входы п дополнительных элементов РАВНОЗНАЧ НОСТЬ 8,82, ..ч8„. Если передается сигнал О, то на выходе блока 3., квантования импульс не появляется а уровень помехи 0, если не превышен порог и„ , т.е. если не появился сигнал на ш 1ходе блока 3 j квантования. Если передается 1, то уровень помехи е 0, если не превышен порог U| блока 32 квантования, импульс на выходе основного элемента 7 РАВНОЗНАЧНОСТЬ в этом случае не появляется. Если передается О, то уровень помехи 0, если не превышен порог Uj блока 3 3 квантования, импульс на выходе элемента 7 в это

случае также не появляется. Таким , образом, если на выходе элемента 7 появляется импульс, то знак +, т.е. f 0, если на выходе элемента 7 нет импульса, то знак помехи -, т.е. 0. В зависимости от появления того или иного сигнала

на выходе элемента 7 и сигнала на выходе Г-го разряда регистра б сдвига, появляется тот или иной сигнал на выходе 1-го дополнительного эле5 i мента 8 „ РАВНОЗНАЧНОСТЬ (I-1,п). В таблице представлены состояния 1-го элемента8 РАВНОЗНАЧНОСТЬ.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА КАНАЛА СВЯЗИ, содержащее входной Детектор, выход которого через пороговые блоки соединен с входами блоков квантования, a также коммутатор, первый выход которого соединен с входом основного счетчика a второй выход - с входом дополнительного счетчика, отличающ е ее я тем, что, с целью повышения точности контроля путем оценKW памяти канала связи, в него введены два элемента ИЛИ, п-разрядный регистр сдвига, основной элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ и п дополнительных элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ, генератор импульсов, распределитель импульсов, счетчик времени анализа, дешифратор , п трехвходовых элементой И и делитель частоты, при этом выход первого блока квантования соединен с .первым входом основного элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, выходы второго и третьего блоков квантования соединены через первый элемент ИЛИ с вторым входом ОСНОВНОГО элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ выход которого подключен к входу регистра сдвига и к первым входам дополнительных элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ BTO|%ie входы которых соединены с соответствующими выходами регистра сдвига, обхода дополнительных элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ подключены к первым входам соответствующих трехвходовых элементов И, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами распределителя импульсов, a третьи входы трехвходовых элементов И соединены с соответствующими W) выходами дешифратора, входы которого соединены с выходами счетчика времени анализа, a последний выход дешиф- . ратора подключен к входу Останов о генератора импульсов, выход которого соединен с входом распределителя импульсов, последний выход распределителя импульсов соединен с «ходом j оо сд счетчика времени анализа, выходы трехвходовых элементов И подключены : 00 iko входам второго элемента ИЛИ, выход которого через делитель частоты соединен с информационным входом коммутатора , управляющий вход которого подключен к выходу дополнительного счетчика. г

(t),|(t-iT.)n k,.(tH

0,tt)(t-iT,,)0 k.(t)«0

1,f(t) ,(t-iTj.)0 k|(t)0

(t) ,f{t-iTc)0 k(t)1

Как видно из таблицы, элемент 8 РАВНОЗНАЧНОСТЬ при таком рассмотрении выполняет функцию перемножения двух сигналов с учетом знаков, т.е.:.

ki(i) f(t)). (зГ

Распределитель 10 импульсов осуществляет стробирование сигналов с выходов элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ, необходимое для разноса их во времени при поступлении на вход ; делителя 1 частоты стробированные сигналы появляются на выходах элементов 13-|-13п И, проходят через элмент 5 ИЛИ и поступают на вход делителя Н частот. Одновременно распределитель 10 импульсов выполняет роль, делителя 1k частоты следования импульсов, поступающих с выхода генератора 9 импульсов, на п; таким образом, период следования импульсов, поступающих на вход счетчика 11, равен Т.

Объем счетчика 1Ь равен Ы+п,где N - число импульсов сигнала, на которых производится оценка памяти канала. Значения N и п должны выбираться исходя из некоторых априорных сведений о возможных значениях памяти канала. Число п должно выбираться таким, чтобы величина П-Тр примерно равнялась максимально возможному значению времени корреляции канала. Число N выбирается с

учетом скорости изменения времени

корреляции так, чтобы за время NT время корреляции менялось так мало, что этим изменением можно пренебречь при оценке. Дешифратор 12 выявляет состояния счетчика 11 с номерами

N+1, N+2,...,N+n. При последовательном появлении сигналов на выходах дешифратора 12 последовательно запираются элементы и остаются запертыми до конца цикла работы

устройства. Сумма 5 числа импульсов появившихся на выходе блока 13, И (,n) в течение N тактов (с i-ro по (Н+1)-й), является оценкой значения корреляционной функции

процесса (t) при значениях сдвига, равного i Т , так как

Sri(fc)(i)()((-2)... ...(i4N)T) (4)

Слагаемые в выражении ) с отрицательным знаком с учетом таблицы равны нулю. Так как при определении корреляционной функции слагаемые с отрицательными знаками должны вычитдться, то

«И;(51)(3)г()

где S.

число слагаемых с положительным знаком; N - общее число слагаемых; N-S: - число слагаемых с отрицательным знаком. . - 7 Коэффициент деления делителя k частоты равен N/2. Поэтому общее число импульсов, появивимхся на выходе делителя }Ц частоты, равно 25, 2S, 2(...S)1N (6) ...5д- общее число импуль СОВ, появившихся н выходе.элемента . 5 ИШ. -11ервые h импульсов с выхода дели теля частоты через открытый вентиль 19 поступают на дополнительный . счетчик 17. После этого появляется сигнал на выходе дополнительного счетчика 17,по которому триггер 20 устанавливается в состояние 1. По этому сигналу вентиль 18 закрывается, а вентиль 19 открывается. Остал ные импульсы с выхода делителя lA частоты поступают на вход основного счетчика1б. Общее число импульсо поступивших на вход основного счетчука 16, равно гз 25. V...-n + М N /2S /2S2 V 25„ ,ir- /4-Kr-Mir- п) Число импульсов, записанных в счетчике 16 с учетом того, что в исход0ном состоянии в нем была записана 1, равно lv-(( Слагаемое -1 в соответствии равно значению кор с выражением реляционной функции R(iT). Очевидно, что оценка дисперсии процесса |(t) равна D R(0)N/N«1 (9) Таким обраагом, в счетчике 16 после окончания анализа будет записано число I (T)tR(21j.)(n), HO) что соответствует нормированному значению оценки времени корреляции (.. Анализ заканчивается тогда, когда по сигналу с последнего выхода Дешифратора 12 останавливается генератор 9 импульсов. Таким образом,; предложенное устройство имеет точность контролявыше, . чем в прототипе, не менее, чем в два раза и, кроме того, точность возрастает с увеличением времени тал из а быстрее, чем в прототипе, алгоритм определения времени корреляции не меняется при изменении вида корреляционной функции.

I t I g I г-

i 1,1, о « I -« I--.

,t I.

CJ3