Устройство контроля качества дискретных каналов связи с переменными параметрами Советский патент 1983 года по МПК H04B3/46 

Иэобретеине относится к -технике передачи дискретных сообщегтй и может использоваться для оценки качества каналов связи с переменными параметрами при .(многократйом) приеме дискретных сообщений. .Известно устройство для контроля качества дискретных каналов связи с переменными параметрами, содержащее блок анализа и когерентный приемник сигналов, блок вычисления отношения сигнал/тпум, экспоненц иальные детекторы, делитель, пороговые блоки, бло ки масштабирования и блоки усреднения И . Однако известное устройство не обеспечиваетминимум вероятности необнаружения ошибки при постоянной ве роятности ложногб обнаружения .ошибки в решениях приемника. Наиболее блиаким техническим реше нием является устройство контроля качества дискрет а х каналов связи с перееденными параметрами, содержащее корреля;дионный приемник,первый выход которого соединен через экспоненциальный детектор с пер,вым входом делителя и с первым входом блока вычисления отношения сигнал/шум, состоящий и последовательно соединенных первого квадратора, интегратора первого блока усреднения, блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом второго квадратора, и .делителя, второй вход которого соединен с выходом второго квадратора, вход которого соединен с выходом вто рого блока усреднения,, при этом другие выходы корреляционного приемника подключены через дополнительные экс,поненциальные детекторы к входам;сумматора, выход которого соединен с вторым входом первого делителя, выхо :которого подключен к первому входу первого порогового блока, к второму входу которого подключен вьжод бло..ка масштабирования, блок анализа, .первый вход которого соединен с входом блока масштабирования И Однако это устройство имеет низкую точность контроля. , Цель изобретения - повьппение точности контроля путем слежения за сиг налом. Поставленная цель достигается тем что в устройство контроля качества дискретных каналов связи с переменны ми параметрами, содержащее корреля2.2 ционный приемник, первый выход которого соединен через экспоненциальный детектЬр с первым входом делителя и с первым входом блока вычисления отношения сигнал/шум, состоящий из последовательно соединенных первого квадратора, интегратора, первого блока усреднения, блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом второго квадратора, и делителя, второй вход которого соединен с выхот квадратора, вход котородом второго с выходом второго блока го соединен усреднения. при этом другие выходы корреляционного приемника подключены через дополнительные экспоненциальные детекторы к входам сумматора, выход которого соединен с вторым входом первого делителя, выход которого подключен к первому входу первого рогового блока, к второму входу которого подключен выход блока масштабирования, .блок анализа, первый вход которого соединен со входом блока мaoштaбиpqвaния, введены второй пороговьш блок,счетчик, формирователь временных интервалов, первый и второй ключи и триггер, при этом первый выход блока вычисления отношения сигнал/шум соединен с вторым входом блока анализа, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первым .входом и выходом первого ключа, второй вход которого соединен с выходом первого порогового блока, а второй выход блока вычисления отношения сигнал/шум соединен с входом второго порогового блока и первым входом второго ключа, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом триггера и входом . блока масштабирования, причем выход второго порогового блока соединен с первым входом счетчика, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом формирователя/ временных интервалов и с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом формирователя временных интервалов, причем вход корреляционного приемника и второй вход блока вычисления отношения сигнал/шум объединены и являются входом устройства. На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного устройства. Устройство контроля качества дис-, кретных каналов связи с переменными

параметрами содержит корреляционный I приемник 1, состоящий из умножителей 2, интеграто15ов 3, блока 4 принятия решения и блока 5 выбора максимума, блок 6 вычисления отношения сигнал/шум, состояпщй из первого квадратора 7, интегратора 8,«первого блока 9 усреднения, блока 10 выг яйтания, второго блока 1I усреднения, второго квадратора 2 и делителя 13, сумматор 14, экспоненциальный детектор 15, дополнительные экспо- . ненциальные детекторы 16, делитель 17, первый пороговый блок 18, блок 19 масштабирования, блок 20 анализа, счетчик 21, второй пороговый блок 22, формирователь 23 временных интервалов, триггер 24, первый 25 и .второй 26 ключи, Устройство раббтает .следующим образом. На вход корреляционного приемника I поступает смесь помехи и сигнала. В умножителях 2 эта смесь умножается .на опорные сигналы, соответствующие информационным символам. После интегрирования в интеграторах 3 сигналы поступают на блок принятия реше ния 4 и блок выбора максимума 5. По команде с блока принятия решения 4 блок выбора максимума 5 подключает интегратор 3, .на выходе которого наблюдается максимальный выходной сигнал, к второму блоку усреднения 11, который осуществляет усреднение выходного сигнала интеграторов 3 за время, необходимое для приема нескол ких сигналов. Полученная средняя величина максимального сигнала с выкода интеграторов 3 возводится в квадрат вторьм квадратором 12 и подается на входы блоков 10 вычитания и дели теля 13 блока 6. Эта величина пропорциональна ере дней мощности сигнала Одновременно смесь сигнала с помехой поступает на первый квадратор 7 и после интегрирования интегратором .8 поступает на первый блок 9 усреднения. Величина, поступакидая с выхода первого блока 9 усреднения, на вход блока 10.вычитания, пропорциональна средней мощности процесса, представляющего смесь сигнала с шумом. С выхода блока 10 вычитания на вход делителя 13 поступает величина, пропорциональная средней мощности шума. На выходе делителя 13 образуется величина, пропорциональная отношению

сигнал/шум при наличии сигнала. Эта

:же величина является статистикой обнаружения (статистика Стьюдента). С выхода- делителя 13 оценка отноше5 ния сигйал/шум поступает на второй

.ключ 26 и на второй пороговый блок 22, где осуществляется сравнение ее

;спостоянным порогом, выбранным так, чтобы обеспечить постоянство заданной 10 I вероятности ложного обнаружения. Если

1 значение оценки отношения сигнал/шум больше порога, то сигнал считается обнаруженным, если меньше - то принимается решение об отсутствии сигtS нала. Принятие решения об отсутствии сигнала сопровождается появлением импульса на выходе второго порогового блока 22. Импульсы с выхода второго порогового блока 22 поступают на счетчик 21 , Счетчик осуществляет накопленне импульсов, соответствующих необнакужению сигналов, на интервале ;, времени , , Интервал времени Т задается формирователем временных интероовалов 23, на выходе которого появляются импульсы с периодом Т (период определяется характеристиками канала связи, для каналов с замираниями он выбирается пропорциональным длительности замираний). Эти импульсы поступают на сбросовый вход счетчика и установочный вход триггера 24. Величина интервала времени Т-.ц равна Т (2-1)-Тв I , где ,7-0,8; Ti - длительность сигнала, а г - число двоичных разрядов, т.е. емкость счетчика согласована с длительностями сигнала и замираний в канапе. Стабильность формирователя временных интервалов может быть невысокой (4.10%), на точности контроля это практически не скажется. Максимальное число импульсов, поступающих с второго порогового блока, которое может сосчитать счетчик без переполнения, равно 2 -1. Чтобы исключить переполнение, интервал времени ,Д| уменьшается на 20-30%, т.е. как указывалось Тр,Т(;цщ,. Если на счетчик поступило импульсов, то в последний разряд счетчика будет записана 1. Дальнейшее поступление импульсов не изменяет состояния последнего разряда счетчика. Это состояние последнего разряда счетчика, в момент действия импульсов с выхода формирователя временных интервалов 23 перезаписывается в триггер 24, после

Чего этим же импульсом производится обнуление счетчика 21. На последующем интервале времени в счетчике 21 вновь производится подсчет импульсов необнаружения с выхода втрро- 5 го порогового блока 22, и т.д.

Если импульсы необна-ружения следуют так часто на интернале Tptj ,что их число больше или равно , то принимается решение об отсутствии сигнала. В атом случае на выходе триггера 24 появляется высокий по- т-енциал (т.е. из последнего разряда , счетчика 21 переписывается единица).. Если импульсы необнаружения следуют, редко {например, при,замираниях уровня сигнала и их число меньше 2-1

то считается, что передача не прерывсшась (сигнал отсутствует). На выходе триггера 24 появляется низкий 20 (нулевой) потенциал в момент действия/,

Импульсов с выхода формирователя-временных интервалов 23.

Выходной сигнал триггера 24 поступает на первый 25 и второй 26 ключи 5 и блок 20 анализа. Если на выходе . триггера 24 присутствует высокий потенциал, то оба ключа 25 и 26 закрываются, при этом закрывается выход устройства контроля оценка отноше- 30 ния не проходит на блок масштабирования 19 и блок 20 анализа. На блок 20 поступает высокий потенци- ал с триггера 24, несзшщй информацию о том, что передача информации 35 отсутствует и о качестве канала .можно судить только по мощности шума, оценка которой поступает на блок 20 с блока 10 вычитания.

В том случае, естш второй ключ 25 40 открыт (т.е. считается, что сигнал присутствует) значение оценки сигнал/ шум поступает на блок 19 масштаби- рования, где образуется Пороговая величина, поступающая на пороговый 45 первый блок 18. Оптимальное значение пороговой величины, обеспечатающёй постоянство вероятности ложного обнаружения ошибки, зависящей от отношения сигнал/шум, обеспечивается со- до

ответствующим выбором передаточной характеристики блока 19 масштабирования,

г

На выходе экспонерщиального детектора i 5 выделяется максимальный сиг- 55 нал, пропорциональный отношению правдоподобия, который поступает на один ; из входов делителя 17. На выходах

дополнительных экспоненциальных детекторов 16 образуются сигналы, про.порционалыаш отношениям правдоподобия, которые суммируются в сумматоре 14, Сигнал с выхода сумматора 14 поступает на другой вход делителя I7. На выходе делителя 17 образуейся величина, пропорциональная частному от деления максимального сигнала на сумму всех М сигналов. Если это частное меньше пороговой . величины, то на выходе первого Порогового блока 18 появляется импульс соответствующий тому, что решение, внесенное корреляционным приемником, .ошибочно. Эти импульсы с первого порогового блока 1В через первый ключ 25 поступают на блок 20, где осуществляется подсчет импульсов, -соответствующих ошибочньм решениям и выносится решение о качестве канала. Если принимается рещение об отсутствии передачи полезной информации, то первый ключ,25 закрывается и импульсы с первого порошкового блока 8 на блок 20 не поступают, так как эти импульсы несут ложную информацию о якобы плохом качестве принимаемых сигналов, хотя на самом деле сигналы отсутствуют. Таким образом, предлагаемое устройство контроля качества дикретных каналов связи позволяет повысить точность контроля по сравнению с известным в каналах,. где возможны временные пропадания сигнала и перерывы в передаче информации. В таких каналах известное устройство Дает ложную .оценку качества, преимущественно в сторону снижения качества канала, что вызывает необоснованные перестройки параметров адаптивных линий связи и в целом приводи к снижению -эффективности систем передачи информации.

Введение в известное устройство нескольких простых блоков, позволив/-ших осуществить принцип совместного обнаружения - оценивания, привело к устранению этих недостатков, к повьш1ению точности и объективности контроля качества канала связи и, как следствие, к снижению числа необоснованных перестроек адаптивных линий и к повышению эффективности систем передачи информации.

Причем в условиях отсутствия перерывов в передаче информации предложенное устройство и известное устройство обеспечивают одинаковую точность контроля, при наличии же пррерывов информации предложенное устройство сохраняет необходимую точность контроля, а предлагаемое устройство вьщает ложную информацию о качестве канала.

УСТРОЙСТЮ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ДИСКРЕТНЫХ КАНАЛОВ СВЯЗИ С ПЕРЕМЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ, содержащее корреляционный приемник, первый выход которого соединен через экспоненциапьный детектор с первым входом делителя и с первым Входом блока вычисления отношения сигнал/шум, состоящий из. последовательно соединенных первого квадратора, интегратора, первого блока усреднения, блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом вто рого йвадратора, и делителя, второй вход которого соединен с выходом BTOf рого квадратора, вход которого соединен с выходом второго блока усред- нения, при этом другие выходы корреляционного приемника подключены через дополнительные экспоненциальные детекторы к входам сумматора, выход которого соединен с вторым входом делителе}, выход которого подключен к первому входу первого порогового блока, к второму входу которого подключен выход блока масштабирования, €лок анализа, первый вход которого соединен с входом блока., масштабирования, отл Ичающееся тем, что, с целью повышения тсСчности контроля путем слежения за. сигналом, в него введены второй пороговый блок, счет.чик, формирователь временных интер- , валов, первый и второй ключи и триггер, при этом первый выход блока вычисления отношения сигнал/шум соединен с вторым входом блока анализа, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первым входом и выходом первого ключа, второй вход которого соединен с выходом первого порогового блока, а второй вы(Л ход блока вычисления отношения сигнал/шум соединен с входом второго С. порогового блока и первым входом второго ключа, второй вход и выход котоN-b - ,рого соединены соответственно с выхоU дом триггера и входом блока масштабирования, причем выход второго пороо гового блока- соединен с первым вхоD1 дом счетчика, второй вход и выход 35 j;;. которого соединены соответственно с выходом формирователя временных интервалов и с первым входом тригге:ра, второй вход которого соединен с выходом формирователя временных интервалов , причем вход корреляционного приемника и второй вход блока вы;числения отношения сигнал/шум объеди;иены и являются входом устройства.