Устройство для контроля качества канала связи Советский патент 1985 года по МПК H04B3/46 

1

Изобретение относится .к электро- связи-и может быть использовано в адаптивных системах передачи информации для оценки состояния канала связи по времени корреляции действующих в нем помех.

Цель изобретения - повышение точности измерения времени корреляции помехи.

На фиг, 1 представлена структурна электрическая схема устройства для контроля качества канала связи; на фиг. 2 - структурная электрическая схема формирователя знаковой статистики помехи; на фиг. 3 - структурная электрическая схема формирователя . текущей оценки времени корреляции помехи; на фиг, 4 - структурная электрическая схема генератора заданного числа импульсов; на фиг. 5 - структурная электрическая схема управляемого делителя частоты; на фиг. 6 - структурная электрическая схема блока сравнения.

Устройство для контроля качества канала связи содержит формирователь 1 знаковой статистики помехи (ФЗС), регистр 2 сдвига, формирователь 3 текущей оценки времени корреляции помехи ФТОВК, распределитель 4 импульсов, дешифратор 5, счетчик 6 времени анализа, генератор 7 импульсов, блок 8 сравнения, генератор 9 заданного числа импульсов (ГЗЧИ), суммирующий счетчик 10, первый триггер 11, второй триггер 12, элемент ИЛИ 13, первый элемент И 14, второй элемент И 15, управляемый делитель 16 частоты (УДЧ ) , реверсивный счетчик 17.

ФЗС 1 содержит входной детектор 18, пороговые блоки 19 -19з; блоки квантования, элемент ИЛИ 21; элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 22.

ФТОВК 3 содержит п элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 23 , 23j,... ,23, п трехвходовых элементов И 24, 242,... ,24; элемент ИЛИ 25, делитель 26 частоты, коммутатор 27, содержащий триггер 28, вентили 29 и 29,, основной 30 и дополнительный 31 счетчики.

ГЗЧИ 9 содержит элемент 32 задержки, генератор 33 импульсов, счетчик 34, число разрядов г которого равно log,M, где М - число импульсов генерируемых ГЗЧИ 9.

7099

УДЧ 16 содержит счетчик 35 и зле- мент 36 сравнения кодов.

Блок 8 сравнения содержит вычитатель 37, преобразователь 38 парал- 5 лельного кода в посл.едовательность импульсов и элемент 39 выявления смены знака, одноразрядные полные сумсумматоры ., элементы И . 4lj , 42.-42., элементы ИЛИ ,, 10 элемент 44 задержки, счетчик 45,

генератор 46 импульсов, элемент И 47 элемент И 48, элементы И 49 и 49 элементы 50. и 50, задержки, триггер 51, элементы И 52 и 52 , элемент fS ИЛИ 53. .

Устройство для контроля состояния канала связи работает по циклам. Цикл с номером i работы устройства содер- .жит два этапа:I - формирование те- 20 кущей оценки t. времени корреляции в виде 1. t /ЛС ,- , где j t,. - период взятия отсчетов случайного процесса

А ..

помехи, 1. - нормированная (к периоду it-) оценка времени корреляции помехи (ВКП ), формируемая на выходе ФТОВК 3; II - формирование периода lt,r

Рассмотрим первый этап работы устройства. К концу (i-l)-ro цикла на

0 управляющие входы УДЧ 16 поступает код К2, соответствующий периоду /it. , т.е. At. KjTj., где Т, - минимально возможный период взятия отсчетов помехи. Импульсы с периодом TC формируются на последнем выходе распределителя 4, на вход которого поступают импульсы с периодом Т, с генератора 7 так, что Т пТ, где п число разрядов распределителя 4. Та0 КИМ образом, в цикле с номером i работы устройства на тактовые входы

- ФЗС 1, регистра 2 и на счетный вход .счетчика 6 поступают импульсы с периодом 4t., значение которого из-

5 меняется от цикла к циклу в соответствие с оценкой fj,-., и т.д. Приь пТс, погрешность измерения Тц резко возрастает. При постоянном значении Т расширение диапазона значений ВКП возможно только за счет увеличения it - числа каналов в ФТОВК 3, разрядов в регистре 2, распределителе 4, дешифраторе 5, что приведет к неоправданному усложнению устройства. Изменение периода взятия отсчетов в широком диапазоне, обеспечива- вмое в предлсугаемом устройстве поз- эоляет расширить диапазон ВКП, обеспечив более низкую относительную погрешность оценивания ВКП.в этом диапазоне.

Таким образом, первый этап работы предлагаемого устройства полностью совпадает с полным циклом раб.оты известного устройства. Отличие состоит лишь в значении периода взятия отсчетов помехи, которое в известном устрой стве равно Т,, а в предлагаемом - равно jut; .

ФЗС 1 осуществляет вьщеление знаковой статистики помехи из смеси ее с сигналом. .Период взятия отсчетов знаковой статистики помехи (ЗСП ) равен At . Элементы ЗСП поступают на входы регистра 2 и ФТОВК 3. Элементы РАВНОЗНАЧНОСТЬ 23 осуществляют перемножение с учетом знака элементов ЗСП, поступающих прямо с выхода ФЗС Г и-со сдвигами по времени - tj , 2 41. , 3 4 t ,... , обеспечиваемк1ми регистром 2. Импульсы, соответствующие результат.ам перемножения в элементах 23, поступают через элементы И 24 на входы элемента ИЛИ 25. Наложение импульсов во времени и их потерь вследствие этого не происходит, так как обеслечивается их разность во времени путем стробирования импульсами с распределителями 4.

Сумма S(, числа импульсов, появивщихся на выходе элемента И 24 (k 1 п) в течение N такто.в, соответствует оценке корреляционной функции процесса помехи при сдвиге k 4 t, а именно R(k , (N ;t4n). Дешифратор 5, выявляя состояние счетчика 6 с номерами N+1,..., и отключая последовательно элементы И 24, обеспечивает, равное число слагаемьгх в суммах 8ц или (что то же самое) в оценках R(k it.), полученных при различных сдвигах t-- , 2 At; ,... ,Tidt.Пройдя через элемент ИЛИ 25, делител 26 частоты и коммутатор 27, который обеспечивает отделение лишних п импульсов, не соответствующих оценке времени корреляции, импульсы записываются в основной счетчик 30, с выхода которого и снимается информация с текущей оценки ВКП в виде Ц Выход основного счетчика 30 является выходом ФТОВК 3.

В момент окончания первого этапа работы устройства на i-ом цикле и начале второго этапа формируется стробирующий сигнал на последнем

выходе.дешифратора 5. Этот сигнап останавливает генератор 7 и поступает на стробируклций вход блока 8 сравнения и вход Запуск ГЗЧИ 9. 5 На информационные входы блока 8 поступает код Ij с выходов ФТОВК 3. Блок 8 производит сравнение числа fj с числом 2Ч

Поясним выбор именно числа 2

0.в качестве порога сравнения. При любом установленном периоде it,минимальное значение оценки т равно A,t|, т.е. Ц - I при всех дс , . Это следует из самого алгоритма работы устройства например, при D 1, а S 7/1. т.е. 1, если рассматривать работу извес тного устройства . Поэтому даже при 1,- 1 {хотя бы и найдена оценка ВКП, а .

0 именно ц 4t) необходимо осуществить дополнительное изменение At- на 4t,- , чтобы выяснить, не выполняется ли в действительности условие С. tf. Таким образом,

5 для обеспечения управления значением At.(4..) как в сторону увеличения tj так и В сторону уменьшения Г« , не. обходимо оценку f f(,- , точнее 1. , сравнить с любым другим числом, большим 1. Ближайшим целым числом является 2, которое и выбирается в качестве порога. Это- соответствует тому условию, что полоса пропускания устройства, характеризуемая величиной 4tj , должна быть шире спектра процесса, для которого получена до.стоверная оценка.

Таким образом, в блоке 8 произвоV

дится сравнение оценки 1 с числом р 2. Для этого вычисляется разность 1.-2 в вычитателе 37, который представляет собой сумматор чисел 1, и -2, представленного в обратном коде. По стрюбу с выхода дешифратора , 5 модуль разности l; -2| записывает ся в счетчик 45, затем через элемент 44 задержки запускается генератор 46, импульсы с выхода генератора 46 поступают на вычитающий вход счетчи ка 45, .который в момент обнуления останавливает генератор 46. . образом, осуцествляется преобразование числа ( I , -2 1 из параллельного вида, сформированного на выходах элементов ИЛИ 43, в последовательность импульсов с помощью преобразователя 38, так что чиспо ilj-2| записывается в суммирующий счетчик 10, 5 . попадая .на его счетный вход со стороны выхода блока 8 через элемент ИЛИ 13. Также по стробу с последнего выхода дешифратора 5 на первом выход блока 8 появляется импульс, в том слу чае, если знак числа изменился на противоположный по сравнению со. /Л знаком числа 1-.;,2 и если 0 Появление этого импульса на первом выходе блока 8 обеспечивают элементы И 47 и 48, элемент 39 выявления смены знака. Указанный импульс обнуляет суммирующий счетчик .10 записью числа I 1. 2 к переводит триггер 12 в противоположное состояние. Таким образом, если 2, то в суммируюГем счетчике 10 записывается число 1. 2 О и так как суммирующий счетчик 10 обнулен, то в нем остает ся записанным О. Если Ij 5 2 и зна числа 1) -2 изменился, то суммирующи счетчик 10 обнуляется и в него записывается число{ 1 . -2 |,а триггер 12 перебрасывается. Если ) , 2 и знак 1. -2 не изменился, то суммирующий счетчик 10 не обнуляется, триггер 12 не перебрасывается и содержимое суммирующего счетчика 10 увеличивается на величину по сравнению с содержимым в конце предыдущего цикла Строб с выхода дешифратора 5 с задержкой, обеспечиваемой элементом 32 на время записи числа в суммирующий счетчик 10, запускает ГЗЧИ 9, который генерирует импульсыj число которых равно объему суммирующего счетчика 10. В момент переполнения суммирукнцего счетчика 10 на его выходе появдяется сигнал установки триггера 11 в единичное состояние, которым открываются элементы И 14 и 15. Импульсы с выхода ГЗЧИ 9 начинают поступать на входы элементов И 14 и 15. Число поступивших импульсов равно содержимому суммирующего счетчика 10, при этом так как общее число импульсов с выхода ГЗЧИ 9 равно объему суммирующего счетчика 10, то в последнем после перезаписи срхраня ется то же число, что было до запуска ГЗЧИ 9. В зависимости от состояния триггера 12 полностью оказывается открытым только один из элементов И 14 или 15, так что импульсы с выхода ГЗЧИ 9, число которых равно содержимому суммирующего счетчика 10 проходят только на один из входов 99.6 17, уменьшая. реверсивного счетчика Если или увеличивая его содержимое. л j ( О, то в суммирующем счетчи- ке 10 был записан О и содержимое реверсивного счетчика .17 не изменится по сравнению с циклом i-1. Это пратак.как оценка времени корревильно , ляции найдена и равна 1,- 4t,- 2 At; Следующий цикл проведется с тем же значением ut -f+i Если li-2|7/0 и знак изменился на противоположный, то изменяется пер.иод Atj на величину 1 lj-2| Т., так как к содержимому К реверсивного счетчика 1 прибавляется или убавляется число | Ц -2 , записанное в суммирующем счетчике 10. Это означает, что оценка уже близка к истинному значению t- и изменение периода надо вести малыми шагами, поэтому и был обнулен суммирующий счетчик 10 перед записью числа 1--2(. Если в реверсивном счетчике 17 на предыдущем цикле прибавляли и знак изменился, то на этом цикле надо вычитать а если на предьщущем цикле вычитали, то на данном цикле надо прибавлять. Указанный алгоритм -обеспечивался триггером 12. Если (. 1.-2 f О, но знак li-2 не изменился по сравнению с 1 ( -2, то это-означает, что оценка С . еще далека от истинного значения f , поэтому направление изменения 4t I на tj не меняется, триггер 12 не перебрасывается,, а величину изменения можно увеличить, поэтому суммирующий счетчик 10 не обнуляется перед запи СЬЮ I 1,-2| и таким обр аз ом в реверсивном счетчике 17 записывается число номер цикла, с которого лt изменяетсяв одном направлении, т.е. указанное число есть сумма всех чисел, j 1с момента последнего изменения знака. Быстрый рост периода взятия отсчетов, который.зависит как от расстоя- ния оценки от истинного значения Tj (расстояние характеризуется числом I Ц -2|) , так и от числа циклов, обеспечивает быстрый поиск оцеики (; соответствующей истинному t , а смена направления поиска при смене знака с малым изменением периода обеспечивает сходимость (устойчивость) устройства. В момент окончания счета в ревер сивном счетчике 17 оказьшается запи санным число К., которое обеспечивает период взятия отсчетов ЗСП на следующий цикл, равный 4t| Сигналом окончания счета с выхода счетчика 34, содержащего в ГЗЧЙ 9, обнуляется триггер 11 и запускается генератор 7, ицикл работы устройства повторяется с новым периодом at , который формируется на выходе УДЧ 16. 0998 Оценка времени корреляции Txi снимается в момент 1. 2 с выходов реверсивного счетчика 17, так как К,- t. /2Тс и Т. 2K:jTj.. Таким образом, с выходов реверсивного счетчика 17 снимается нормированная ic Т оценка ВКП в виде кода с выходов реверсивногосчетчика 17,ккоторому сострроны младщихразрядов добавлена шина логического О дляувеличения числа К два раза при учете коэффициента выражении tici 2 .

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ . КАЧЕСТВА КАНАЛА СВЯЗИ, содержащее формирователь знаковой статистики помехи, выход которого подключен к информахцюнному входу регистра СДЕИга и к одному из входов формирователя текущей оценки времени корреля1 и помехи, первая, вторая и третья группы другим входом которого соединены соответственно с выхода регистра сдвига, распределителя импульсов и дешифратора, входы которого соедиены с выходами счетчика времени анали:: а, а один из выходов дещифратора соединен со входом Останов генератора импульсов, выход которого подключен к входу распределителя импульсов, о т ли чающееся тем, что,с целыр повыщения точности измерения времени корреляции помехи,введены блок сравнения, генератор заданного числа импульсов, два триггера, суммирующий и реверсивный счетчики, два элемента И,- элемент ИЛИ и управля емый делитель частоты, при этом выходы фор- мирователя текущей оценки времени; корреляции помехи соединены с нмформа ционными входами блока сравнения, стробирующий вход которого соединен со входом Запуск генератора заданного числа импульсов и с входом Останов генератора импульсов; первый выход блока сравнения соединен со счет- ным входом второго триггера и с входом Сброс суммирующего счетчика, выход которого соединен с первым входом первого триггера, второй выход блока сравнения соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого сое динен с информационным входом суммирующего счетчика, а второй вход элемента ИЛИ соединен с информационным i (Л выходом генератора заданного числа импульсов и с первьгми входами обоих элементов И, вторые входы которых соединены с выходом первого триггера, второй вход которого соединен с выходом Останов генератора заданного числа импульсов и с входом Запуск генератора импульсов, третьи входы первого и второго элементов И соединены соот ветственно с прямым и инверсным выходами второго триггера, выходы nepi-: о ее вого и второго элементов И соединены, соответственно с вычитающим и суммирующим входами реверсивного счетчика, выходы которого соединены с управляняцими входами управляемого делителя частоты, информационный вход которо-. го соединен с последним выходом распределителя импульсов, а выход управляемого делителя частоты соединен со счетным входом счетчика времени анализа и с тактовыми входами формирователя знаковой статистики помехи и регистра сдвига.

KtmfPHf К был.

К 6tu.

ЛГ

AIU5

KSHM.PMf

К tit

зев

W

ffgjr.HJlHfJ,

к ЙЛИГ4 Кбх HIS

л

и

ffijt.rif, к Bflfft

НвлФЗС1. к Л: PC г,

KifCvs

КВш.РСЧ17

Qlut.5