Устройство для оценки качества канала связи Советский патент 1984 года по МПК H04B3/46 

Изобретение относится к электросвязи и может использоваться для текущего контроля качества канала связи при передаче информации с помощью многочастотных сигналов с комбинированной амплитудно-фазовой модуляцией (АФМ).

Так как АФМ используется в реальных системах связи сравнительно недавно, то устройства, специально предназначенные для оценки качеств канала при таком виде модуляции, учитывакнцие специфику этих сигналов, отсутствуют.

Известно устройство для оценки качества канала связи по рабочему сигналу при передаче информации с помощью однократной и двукратной фазовой (ФМ) и относительной фазовой модуляции (ОФМ), содержащее первый и второй квадраторы, выходы которых соединены с входами сумматора, вычислитель модуля, вычитатель и последовательно соединеные делитель напряжений и функциональный преобразователь Л .

Недостатком этого устройства явля€;тся низкая точность оценки качества канала связи при действии кратковременных изменений уровня сигнала и импульсных помех. Связано это с длительным временем анализа сигнала и помехи в данном устройстве.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для оценки качества канала связи, содержащее первый и второй квадраторы, выходы которых соединены соответственно с первым,и вторым входами сумматора, вычитатель, первый вычислитель модуля, первый накопитель, последовательно соединенные второй вычислитель модуля и второй накопитель и последовательно соединенные делитель напряжений и функциональный преобразователь.

Это устройство, хотя и предназначено для каналов с ОФ.М, но позволяет оценивать качество канала и при АФМ, так как принцип работы его основан на анализе фазовой информации, а дополнительная амплитудная модуляция ЛИШЬ косвенным образом влияет на результат анализа 2,.

Однако точность оценки качества канала известным устройством невысока. Кроме того, устройство имеет слабую чувстви ельность к импульсным помехам и перерывам в кнале, а также к кратковременным изменениям уровня сигнала в канале в связи с чем оно неэффективно при использовании для проводных каналов связи, в которых действуют в основном помехи, поражакяцие сигнал кратковременно. Эти помехи вызывают появление пакетов ошибок, которые предлагаемое устройство не может обнаружить, что также существенным образом снижает .точность оценки качества канала связи.

Цель изобретения - повьвиение точности оценки качества канала связи многочасуотной системы с амплитудно-фазовой модуляцией.

С этой целью в устройство для оценки качества канала связи, содержащее первый и второй квадраторы, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами cs №iaTOpa, вычитатель, первый вычислитель модуля, первый накопитель, последовательно соединенные второй вычислитель модуля и второй накопитель и последовательно соединенные делитель напряжений и функциональный преобразователь, введены блок извлечения квадратного корня и последовательно соединенные аттенюатор и дополнительный вычитатель, при этом выход сумматора через последовательно соединенные блок извлечения квадратного корня, вычитатель, второй вход которого объединен с входами аттенюатора и первого накопителя , и первый вычислитель модуля соединен с вторым входом дополнительно го вычитателя, выход которого соединен с входом второго вычислителя модуля, а первый и второй выходы делителя напряжений соединены с выходами соответственно первого и второго накопителей.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство для оценки качества канала связи содержит первый и ;второй квадраторы 1 и 2, сумматор 3, блок 4 извлечения квадратного корня, первый вычитатель 5, первый вычислитель 6 модуля, аттенюатор 7, первый накопителе 8, второй вычитатель 9, второй вычислитель 10 модуля, второй накопитель 11, делитель 12 напряжений и функциональный преобразователь 13.

Предложенное устройство работает следующим образом.

Входные сигналы приходят соответственно на входы первого и второго квадраторов 1 и 2 с синфазного и квадратурного выходов демодулятора (не показано), например с корреляторов. Возведенные в квадрат проекции У поступают на входы сумматора- 3, с выхода которого сигнал проходит через блок 4 извлечения квадратного корня, СигHain выходе блока. 4 извлечения квадратного корня представляет собой значение амплитуды сигнала k-ro подканала на п-й посылке. Так как из демодулятора многочастотных сигналов (не показан) на входы первого и второго квадраторов 1 и 2 приходят последовательно во времени проекции всех подканалов от 1-го до N-ro (N - .число подк налов), то на выходе блока 4 извлечения квадратного корня последовательно появляются амплитуды всех подканалов на время &t. Максимальная величина it определяется, как T/N, где Т - длительность элемента рной посылки сигнала. На третий (пороговый) вход устройства проходят значения порогов решения амплитудного крата Этот сигнал также проходит с демоду лятора последовательно, начиная с 1-го подканала, синхронно с проекции и , представляет собой по рог, по которому принимается решени о передаче О или i по амплитудному крату. Этот порог обязательно присутствует в любом демодуляторе, сигналов с АФМ. В первом вычитателе 5 значение г плитуды сигнала А„ вычитается из значения порога П, а величина пол ,ченной разности берется по абсолют1 ной величине, в первом вычислителе модуля. Таким образом, сигнал н выходе первого вычислителя 6 модуля представляет собой абсолютную величину разности значения амплитуды и порога Ь ;;„ Mi;; П },V. При от|сутствии помех в канале величина не зависит от передаваемой информации по амплитудному крату К-го канала. G помощью второго вычитателя 9 и второй вычислителя 10 модуля производится вычис рение абсолютной величины разности меясду и уменьшенньм значением порога (ип , полученным на выходе аттенюатора 7 имеющего коэффициент jU. Сигнгш на выходе второго вычислителя 10 модуля запишется в виде S-lC-fO. При отсутствии помех и шумов в канале связи величина равна «улю, а |Ц - величина, постоянная для данного вида модуляции, причем (U 1/ Д® 1,2 коэффициент домножающий значение порога , до значения амплитуды, соответствую щей О или передаваемой информации. При наличии помех в канале величина ь), перестает быть равной нулю и становится тем больше, чем , болЕЛФе уровень помех. Величина Ь характеризует отклонение амплитуды канала от номинального значё-. ния, Первый накопитель 8 накапливает значения порогов , npcTynaioipfe на его вход в процессе обработки сигналов. Второй накопитель 11 накапливает одновременно величины помех, поступающие на его вход с вшода второго вычислителя 10 модуля. Таким образом, .в конце обработки последнего N-ro канала первый накопитель 8 накопит сигнал, пропорциональный амплитудам подканалов, а второй накопитель 11 сигнал, пропорциональный уровню помех в канале. Сигнал h на дыходе делителя 12 напряжений представляет собой h U /Uiiw, т.е. отношение усредненного значения сигнала к усредненг НСЯ4У значению шума. Напряжение на выходе делителя 12 напряжений.пропорционально отношению сигнал/помеха только при больших величинах этого отношения. Для сохранения пропорциональности во всем диапазоне измерений отношения сигнал/помеха на выходе делите- . ля 12 напряжений установлен функциональный преобразователь 13, выход которого подключается либо к индикатору, либо может использоваться для встроенного КОНТЕЮЛЯ демодулятора. В функциональном преобразователе 13 осуществляется нелинейное преобразование отношения сигнал/ гломеха с целью получения зависимости вероятности ошибки в канале от соотношения сигнал/помеха. При использовании предлагаемого устройству для получения сигнала Стирание функциональный преобразователь 13 выполняется в. виде порогового блока. ( После того, как сигналы всех подканалов прошли обработку в устройстве, первый и второй накопители b и 11 обнуляются сигналами сброса, поступающими из демодулятора, подготавливая тем самым устройство, к новому циклу обработки. Первый и второй иакопители 8 и 11 могут быть реализованы и виде интеграторов со сбросом. Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключ ется в существенном повЕллении точности оценки качества канала при АФМ, так как при этой модуляции устройство позволяет выявлять такие помехи, как кратковременные занижения уровня сигнала, импульсные помехи и перерывы. Кроме того, обеспечивается устранение згюисимостй точности оценки качества канала связи от статистики передаваемой информвдии (инва- риамтность к информации) благодаря 1075425 исключению влияния амплитудной манипуляции на точность оценки качества.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА КАНАЛА СВЯЗИ, содержащее первый и второй квадраторы, выхо-ды которых соединены соответственно с первым и вторым входгши сумматора, вычитатель, первый вычислитель модуля, первый накопитель, последовательно соединенные второй вычислитель модуля и второй накопитель и последовательно соединенные делитель напряжений и функциональный преобразователь, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности оценки качества канала связи многочастотной системы с амплитудно-фазовой модуляцией, в него введены блок извлечения квадратного корняи последовательно соединенные аттенюатор .и дополнительный вычитатель, при этом выход сумматора через последовательно соединенные блок извлечения квадратного корня, вычитатель, второй вход которого объединен с входами аттенюатора и первого накопителя, и перв1Л вычислитель модуля соединен с ВТО1МЛ4 входом дополнительного вьгчитателя, выход которого 9 соединен с входом второго вычислителя модуля,а первый и второй входы делителя напряжений соединены с выходами соответственно первого и второго накопителей.