Устройство контроля качества дискретных каналов связи с переменными параметрами Советский патент 1984 года по МПК H04B3/46 

Изобретение относится к технике передачи дискретных сообщений и может быть использовано для оценки качества каналов связи с переменными параметрами при М-ичном приеме дискретных сообщений.

Известно устройство для контроля качества канала связи, содержащее корреляционный приемник, первый выхо которого через последовао ельно соеди нейные первый пороговый элемент совпадения и первый счетчик соединен первым входом блока сравнения, второй выход корреляцио 1ного приемника через последовательно соединенные второй пороговый блок, второй элемен совпадения .и бторрй счетчик соединен с вторым входом блока сравнения, выход которого через интегратор соединен, с вторыми входами первого и второго пороговых блоков, вторые выходы которых соединены соответственн с вторыми входами второго и первого элементов совпадения, элемент ИЛИ и, решающий блок, а также первый и второй экспоненциальные детекторы, бло выбора максимального -значения сигнала, блок выбора минимального значения сигнала, блок деления, блок вычитания, первый и второй блоки масштабирования, четвертый пороговый блок и четвертый элемент совпадения, при этом первый выход корреляционного приемника через последовательно соединенные первый экспоненциальный дётектор, блок выбора максимального значения сигнала, блок деления, третий пороговый блок, третий элемент совпадения к элемент ИЛИ соединен с входом решающего блока, второй выход корреляционного приемника через последовательно соединенные второй экспоненциальный детектор, блок выбора минимального значения сигнала, блок вычитания, четвертый пороговый блок и Четвертый элемент совпадения соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выходы первого и второгоэкспоненциальных детекторов соединены с вторыми входами соответственно блока выбора минимального значения сигнала и блока выбора максимального значения сигнала, выходы которых соединены с вторыми входами соответственн блока деления и блока вычитания, Выход интегратора соответственно через первый и второй блоки масштабирования соединен с вторыми входами соотве-тственно третьего и четвертого пороговых блоков, а вторые входы третьего и четвертого элементов совпадения соединены соответственно с выходами второго и первого элементов совпадения р. .

Однако указанное устройство не имеет достаточной точности контроля.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство контроля качества дискретных каналов связи с пременными параметрами, содержащее корреля.ционный приемник, первый выход которого через первый экспоненциальный детектор подключен к первому входу делителя и непосредственно к первому входу блока вычисления отношения сигнал/шум, выход которого через блок масштабирования подключен к первому входу первого порогового блока, к второму входу которого подключен выход делителя, а также М (где М 1,2, 3 ...) дополнительных экспоненциальных детекторов, блок анализа и суммг тор, выход которого подключен к второму входу делителя, при этом (М+1) выходов М-корреляционного приемника подключены через М дополнительных экспоненциальных детекторов к входам с.мматора И .

Однако известное устройство обладает недостаточной точностью контрол при действии в канале импульсных по:мех. . I

цель изобретения - повышение точности контроля при действии в канале импульсных помех.

Доставленная цель достигается тем, что в. устройство контроля качесва дискретных каналов связи с переменными параметрами, содержащее корреляционный приемник, первый.выход ко.тррого через первый экспоненциальный детектор подключен к первому входу делителя и непосредственно к первому входу блока вычисления отношения сигнал/шум, выход которого через блок масштабирования подключен к первому входу первого порогового блока, к второму входу которого подключен выход делителя, а также М (где М 1, 2, 3 ...) дополнительных экспоненциальных детектора , блок анализа и сумматор, выход которого подключен к второму входу делителя, при этом М+1 выходов М-корреляционного приемника подключены через М дополнительных экспоненциальйых детекторов к входам сумматора, введены первйй ключ, последовательно соединенные линия задержки , первый блок вычитания, второй ключ, квадратор, первый интегратор, блок формирования порога, второй пороговый блок, счетчик и дешифратор, а также третий и четвертый ключи, блок усреднения, первый детектор огибающей и последовательно соединенные умножитель, второй интегратор, второй детектор огибающей, второй блок вычитания, двухсторонний ограничитель, третий интегратор и третий пороговый блок,, выход которого подключен к входу четвертого ключа, к управляющему входу третьего ключа подсоединен выход дешифратора, выход первого порогового блока подключен к входу третьего ключа, выход ко торого, а также выход четвертого клю ча подсоединены к входам блока анали за, М+2) выход корреляционного ПЕ4и.емника подключен к входу линии задержки и второму входу первого-блока вычитания,/ причем выход второго . подсоединен к второму входу второ го порогового блока, выход которого, подключен к управляющему входу, первого ключа, вход которого объединен с входом умножителя и входом корреляционного прием- , ника, (М+1) Выходы которогоподкгаочены к входам усреднения, выход которого через первый детектор огибающей п одключен к второму входу второго блока вычитания, а выход первого ключа псэдсоединен к второму входу блока вычиления сигнал/шум. На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемог устройства. Устройство контроля качества дискретных каналов связи с переменными параметрами содержит корреляционный приемник 1, блок 2 вычисления отношения сигнал/шум, корреляционный приемник 1 состоит из М каналов,.каж дый из. которых содержит умножитель 3 и интегратор 4, блока 5 принятия решения, блока б выбора максимальног значения сигнала; блок 2 вычисления отношения сигнал/шум состоит из первого блока 7 усреднения, квадраторов 8 и 9, интегратора 10, второ-го блока 11 усреднения, блока 12 .вычитания, делителя 13; сумматор 14 первый экспоненциальный детектор 15 М дополнительные экспоненциальные де текторы 16, первый делитель 17, первый пороговый блок 18, блок 19 масштат бирования,анализатор 20, первый ключ 21, первый блок 22 вычитания, линия 23 задержки, второй ключ 24, квадратор 25, первый интегратор 26, блок . 27 формирования порога, второй пороговый блок 28, счетчик 29, дешифратор 30, блок 31 усреднения, первый детектор 32 огибающей, умножитель 33 второй интегратор 34, второй детектор 3Ei огибающей, второй блок 36 вычитан я, двухсторонний органичитель 37, третий интегратор 38, третий пороговый блок 39, третий ключ 40, четвертый ключ 41. . I , , Устройство работает следующим образом. На вход корреляционного приемника 1 поступает смесь сигнала и,помехи, в умножителях 3 эта смесь умножается на опорные сигналы, соо ветств5тощие информационным символам; а в умножителе 33 - умножается на сигнгш, ортогональный всём М информационным .сигналам, могущим поступать на вход корреляхщйннЬго приемника 1, так что с выхода умножителя 33 все время поступает смесь помехи и произведения д5ух ортогональных сигналов.В результате интегрирования вторым интегратором 34 Произведение ортогональных сигналов подавляемся до нуля и с выхода второго интегратора 34 на второй детектор 35 огибающей поступает только помеха. После интегрирования в интеграторах 4 сигналы поступают на блок 5 принятия решения и на блок б выбора максимальноро значения сигнала. По,. команде с блока 5 принятия решения блок б выбора максимального значения сигнала подключает интегратор 4, на Выходе которого наблюдается максимальный выходной сигнал, к,первому блоку 7 усреднения, который оруществляет усреднение выходного сигнала интеграторов за время,- необходимое для приема нескольких сигналов. Полученная средняя величина максимального сигнала возводится в квадрат первым квадратором 8 и подается на первые входы блока 12 вычитания и делителя 13. Эта величина пропорциональна средней мощности сигнала. Одновременно смесь сигнала с флуктуационной помехой через постоянно открытый в случае отсутствия импульсньВс помех первый ключ 21 поступает на вход второго квадратора 9, после интегрирования интегратором 10 смесь поступает на вход, второго блока 11 усреднения, аналогичный первому блоку 7 усреднения. Величина, поступающая с выхода второго блока 11 усреднения на второй вход блока 12 вычитания, пропорциональна средней мощности процесса, представляющего смесь сигнала и помехи. С выхода блока 12 вычитания на второй вход делителя 13 поступает величина, пропорциональная средней мощности флуктуационной помехи. На выходе делителя 13 образуется величина, пропорциональная отношению сигнал/ флуктуационная помеха.С выхода делителя 13 оценка отношения сигнал/шум поступает на вход блока 19 масштабирования, где образуется пороговая величина, поступающая на второй вход порогового блока 18. Оптимальное значение пороговой величины, обеспечивсиощей постоянную вероятность ложного обнаружения ошибки при действии в канале флуктуационной помехи с нормальным распределением, обеспечивается соответствующим выбором передаточной функции блока 19 масштабирования. На выходе первого экспоненциального детектора 15 выделяется максимальный сигнсш, пропорциональный отношению правдоподобия, который поступает на первый вход первого делителя. На выходах М дополнительных экспоненциальных детекторов 16 (М число каналов приемника) образуются .сигналы, пропорциональные отноше нйям правдоподобия, которые суммируются в сумматоре 14, сигнал с выхода сумматора 14 поступает на второй вход первого делителя 17. На выходе первого делителя 17 образуетс величина,.равная частному от деления максимального сигнала на сумму всех М сигналов, Если это частное меньше пороговой величины, то на первого порогового блока 18 появляется импульс, соответствующий то му, что решение, вынесенное приемником, ошибочно. Эти импульсы выхода первого порогового блока 18 через . третий ключ 40, открытый в случае от сутствия пачки импульсных помех, перекрывающих весьсигнал, поступают на первый вход анализатора, где осуществляется подсчет импульсов, соответствующих ошибочньзм решениям прием ника, и выносится решение о качестве канала. С выхода одного: из умножителей 3 смесь сигнала и помехи или только помехи, если в данном канале нет сиг нала, поступает на второй вход перво го блока 22 вычитания и вход линии 2 задержки с временем задержки, кратны периоду сигнала на выходе умножителя В том случае, если на выходе умножителя 3 присутствует сигнал в смеси с помехой, то на выходе первого; блока 22 вычитания сигнальная составляю щая будет отсутствовать в результате вычитания из сигнала его задержан ной копии. На выходе первого блока 22 вычитания будет присутствовать только помеха. В результате операции вычитания распределение помехи почти не изменяется и остается практически такимже, как и на входе приемника. С выхода первого блока.22 вычитания помеховый сигнал поступает на вход второго ключа 24, работа которо го синхронизирована тактовыми импуль сами генератора опорных сигналов при емника. Закрывание второго ключа 24 происходит в тот момент, когда в смеси сигнала и помехи на выходе умн жителя 3 возможны перескоки фазы несущего колебания. В то время, когда фаза несущего колебания изменяется н.епрерывно, второй ключ 24 открыт. -Необходимость введения такого ключа обусловлена тем, что в момент перескока фазы на выходе первого блока 22 вычитания появится несущее колеба ние с удвоенной амплитудой .Для исключения этого явления и вводится синхронизйрованный ключ. С выхода второго ключа 24 на вход квадратора 25 по ступает только помеховый сигнал. Пос ле возведения в квадрат и интегрирования первым интегратором 26 величина , пропорциональная мощности помехи , поступает на блок 27 формирования порога. Время интегрирования выбирается равным обратной величине полосы пропускания входных цепей приемника. Блок 27 формирования лорога представляет собой усилитель с постоянным коэффициентом усиления Кис величина которого выбирается так, чтобы вероятность того, что значения помехи с нормальным распределением превышают порог, была Не больше заданной. Так, если мы выберем вероятность превышения порога нормальными помехами 0,05, то Ki|c 1,6. При появлении пачки импульсных помех частота превышения такого-порога значительно возрастает. Одиночное превышение такого порога выбросом помехи можно считать появлением одиночной импульсной помехи. С выхода блока 27 формирования порога пороговая «величина поступает на первый вход второго порогового блока 28, на второй вход которого поступает помеховый сигнал с выхода второго ключа 24. При превышении помеховым сигналом порога на выходе второго порогового блока 28 появляется сигнал, указывающий на гюявление одиночной импульсной помехи. Этот сигнал закрывает первый кпщч, исключающий импульсную помеху ИЗ процесса формирования оценки сигнал/шум. Одновременно- сигнал с выхода второго порогового 2В записывается в счетчик 29. Счетчик 29 подсчитывает количество сигналов с выхода второго порогового блока 28 за время, равное длительности сигнала. Если это число будет равно или больше числа, на которое настроен дешифратор 30, то на выходе дешифратора 30 появляется импульс, закрывающий третий К.ЛЮЧ 40 и открывающий четвертый ключ 41. Число, на которое настраивается дешифратор,30, соответствует количеству импульсных помех, поражающих, например, одну треть полезного сигнала. Если число сигналов с выхода второго порогового блока 28 за время длительности сигнала не превышает числа, на которое настроен дешифратор 30, то в мбмент окончания информационного сигнала счетчик 29 обнуляется и подсчет сигналов с выхода второго порогового блока 28 начинается сначала. Помеховый сигнал с выхода второго интегратора 34 поступает на вход второго детектора 35 огибающей, включенный для того, чтобы избавиться от высокочастотного колебания и не делать широкопо:1осными все последую-, щие элементы устройства. С выхода

второго детектора 35 огибгшщей помеховый сигнал поступает на первый вход второго блока 36 вычитания, на второй вход которого поступает огибающая смесь сигнала с помехой с вы- хода первого детектора 32 огибающей. Смесь сигнала с помехой образуется на выходе блока 31 усреднения представляющего собой сумматор с постоянным коэффициентом умножения 1/М, где М - число каналов. На входы блока 31 усреднения сигналы поступают с выходов всех интеграторов 4. В результате вычитания из смеси сигнала спомехсЗй только помехи .обгразуется процесс, пропорциональный уровню сигнала, если сигнал присутствует на входе приемника. Выходной сигнал С второго блока 36 втитания поступает на двухсторонний ограничитель 37, на выходе которого единичное напряжение имеет знак сигнала на выхйде второго блока 36 вычитания. Посл€ довательность единичных разнополярных импульсов поступает на вход третьего интегратора 38, с выя:ода ко торого снимается напряжение, пропорциональное разности между кодичест

вом положительных и отрицательных импульсов , поступающих с выхода двухстороннего ограничителя 37. Напряжение с выхода третьего интегратора 38 поступает на вход третьего порогового блока 39, где осуществляется сравнение с постоянньа порргом, выбранным из условия обеспечения заданной вероятности ложного решения в том, что

h h пор.

Если напряжение с выхода третьего

интегратора 38 больше порога,.то на выходе третьего порогового блока 39 появляется сигнал, несущий информацию о том, что отношение сигнал/шум h.hiiop прием может быть уверенным. Сигнал с выхода третьего порогового блока 39 через четвертый ключ 41, который открывается сигналом с дешифратора 30 при наличии пачки импульсных помех, поступает на второй вход анализатора 20, где выносится заключение о качестве канала. Таким образом, устройство контроля качества дискретных каналов связи с переменными параметрами обеспечивает повышение точности контроля при действии в канале связи импульсных помех.

.УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ДИСКРЕТНЫХ КАНАЛОВ СВЯЗИ С ПЕРЕМЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ, содержащее корреляционный приемник, первый выход которого черезпервый экспоненциальный детектор подключен к первому входу делителя и непосредственно к первому входу блока вычисления отношения сигнал/шум, выход которого через . блок масштабирования подключен к первому входу первого порогового блока, к второму входу которого подключен выход делителя, а также М(где М 1, 2, 3 ...) дополнительных экспоненциальных детекторов, блок анализа и сумматор, выход которого подключен квторому входу делителя, при этом (М+1) выходов М-корреляционного приемника Подключены через М дополнительных экспоненциальных детекторов к;входам ,, cyiviMaTOpa, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля при действии в канале импульсных помех, введены первый ключ. последовательно соединенные линия задержки, первый блок вычитания, второй ключ, квадратор, первый интегратор, блок форми|рования порога, второй пороговый блок, .счетчик и дешифратор, а также третий и четвертый ключи, блок усреднения, первый детектор огибающей и последовательно соединенные умножитель, второй интегратор, второй детектор огибающей, второй блок вычитания, двухсторонний ограничитель, третий интегратор и третий пороговый блок, выход которого подключен к входу четвертого ключа; к управляющему входу третьего ключа под.соединен выход дешифратора, выход пер- д вого порогового блока подключен к вхо-.® .ду третьего ключа, выход которого,а (Л также выход четвертого ключа подсоединены к входам блока анализа, а выход корреляционного приемника подключен к входу линии задержки и „ второму входу первого блока вычитания ,5 причем выход второго ключа подсоединен к второму входу второго порогового блока, выход которого подключен к управляющему входу первого ключа, о вход .которого объединен с входом умножителя и входом корреляционного -sj приемника, (М+1) выходы которого подю Nil .ключены к входам блока усреднения, выход которого через первый детектор огибающей подключен к второму входу второго блока вычитания, а выход первого ключа подсоединен к втоо рому входу блока вычисления отношения сигнал/шум.