Устройство для контроля каналов связи по отношению сигнал/помеха Советский патент 1986 года по МПК H04B3/46 H04B17/00 

1

Изобретение относится к электросвязи, может использоваться для контроля состояния каналов по отношению сигнал/помеха при передаче дискретной информации с фазовой и относительной фазовой модуляцией и является усовершенствованием изобретения по ав. св. № 784013.

Цель изобретения - повьшение точности контроля..

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для контроля каналов связи по отношению сигнал/помеха.

Устройство для контроля каналов связи содержит нелинейный преобразователь 1, выход которого соединен с входами первого полосового фильтра 2 и заградительного фильтра 3, выход которого через последовательно соединенные второй полосовой фильтр 4, компаратор 5, реверсивный счетчик 6, цифроаналоговый преобра- .зователь 7, корректирующий фильтр 8, блок 9 вычитания соединен с входом блока 10 сравнения. Выход первого полосового фильтра 2 соединен в первьв4 входом блока 9 вычитания. Другой выход корректирующего фильтра 8 соединен с вторым входом компаратора 5.

Устройство работает следующ образом.

Информация, поступш(щая из канала связи, подвергается преобразованию в нелинейном преобразователе , снимающем фазовую манипуляцию несущей, и фильтруется с помощью полосового фалътра 2. На выходе полосового 4я«1ьтра 2 формируется уровень напряжения, пропорциональный уровню поле jHoro сигнала. С помощью заградительного фильтра 3, настроенного на частоту несущей, осуществляется режекция части спектра, занимаемой полезньм сигналом, в результате чего на выходе полосового шьтра 4 выделяется напряжение, соответствукицее уровню помех в канапе связи. В компараторе 5 в дискретные моменты времени происходит сравнение уровня помех с текущим значением порога. Причем значение уровня помех в каждый момент времени может отличаться от порогового значения. Преш ввение порога помехой- явление слз айное, однако средняя частота превьшения порога помехой является детерминирован(5

225023

ной величиной, функционально зависящей от среднеквадратического значения уровня помех и величины порога. Сигнал на выходе компаратора 5 в 5 моменты отсчетов t, , t,,,, . , t,., . принимает одно из дискретных значений

П, если U(t)b(t)

a(tK) (1) ..

10 LO. если U(t)4b(t),

где U( 11) - значение помехи в моменты отсчетов;

b(tj.) - величина порога в моменты отсчетов;

t, - начальный момент отсчета; Т - интервал дискретизации; /t,

В реверсивном счетчике 6 произво- 20 дится усреднение частоты превьшения порога помехами и сравнение усредненной частоты с заранее выбранной. При этом относительная частота превьшения помехой порогового уровня 2 выбирается равной частному от деления частоты опроса на кратность реверса, которая равна величине, обратной вероятности превышения помехой порогового уровня. 30 На реверсивный счетчик 6 помимо сигнала от компаратора 5 q ( t ) поступает сигнал реверса г Ct), который может быть представлен в виде

35

40

А.)

0при к п-(9 1, 2, 3 - целые положительные числа)

1при к п9,(2)

где и - кратность реверса.

Если средняя частота импульсов, снимаемых с компаратора 5 и подаваемых на прямой вход реверсивного счетчика 45 6, превышает частоту импульсов ревер- ;са, то число, записанное в реверсивном счетчике 6, будет расти и, следо- вательно, будет расти напряжение порога, снимаемое с цифроанапогового преобразователя 7.

5U т.

Напряжение на выходе цифроанало- гового преобразователя 7с (t) пропорционально числу, записанному в 55 счетчике 6, т.е.

U ie

c(to kz:Jait)-Kt80 fJ (3)

А.)

0при к п-(9 1, 2, 3 - целые положительные числа)

1при к п9,(2)

где и - кратность реверса.

Если средняя частота импульсов, снимаемых с компаратора 5 и подаваемых на прямой вход реверсивного счетчика 6, превышает частоту импульсов ревер- са, то число, записанное в реверсивном счетчике 6, будет расти и, следо- вательно, будет расти напряжение порога, снимаемое с цифроанапогового преобразователя 7.

т.

Напряжение на выходе цифроанало- гового преобразователя 7с (t) пропорционально числу, записанному в счетчике 6, т.е.

U ie

c(to kz:Jait)-Kt80 fJ (3)

где К - коэффициент передачи. При этом

c(t)

: t,

C(t) при tg i t

c(t J при t i t -i tn,

Этот рост продолжается до тех пор, пока не установится равенство между частотой импульсов, снимаемых с компаратора 5, и частотой реверса. Если же, наоборот, средняя частота импульсов , снимаемых с компаратора 5, будет ниже частоты импульсов, поступакяцих на реверсивный вход реверсивного счетчика 6, число, записанное в реверсивном счетчике 6, будет уменьшаться, а значит, будет уменьшаться и напряжение порога. Этот процесс

(4)

продолжается до установления равёнст- 20 ность контроля возрастает. Однако

ва между частотами, поступающими на прямой и реверсивный входы реверсивного счетчика 6. При достижении такого равенства значение порога совпадает с квантилью распределения помехи.

Сигнал на выходе корректируинцего фильтра 8 описывается выражением

е b(t.t)J c(t )h(t-t )dt , (5)

о

причем h(t) - импульсная характеристика фильтра и

b(t)b(t)

Блок 9 вычитания формирует на выходе сигнал, пропорциональный отношению сигнал/помеха, который поступает на блок 10 сравнения, сигнали- .зируя о состоянии канала связи.

Оценка точности зависит от распределения помехи. Сравнительный анализ точности кв,1нтнльного (используемого в устройстве) и классического методов измерения среднеквадратического значения помехи бьш проведен путем моделирования на ЭВМ в предположении, что помеха - нормальный стационарный случайный процесс. При этом использовалась зависимость

..e l 1 ( ), ем

вниипи

Заказ 1969/59

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, г л. Проектная, 4

,

р 12250234

где Э€. -- оценка дисперсии оценки

среднеквадратического зна- . чения помехи; - оценка среднеквадратическо- 5 о значения помехи в -ом эксперименте; среднее экспериментальное значение среднеквадратического значения помехи. fO При 1 1 оценка производится с помощью классического метода, а при 1 2 - с помощью квантильного метода. Моделирование проводилось таким обра§ом, чтобы , ,... 15 были взаимно независимыми.

Анализ полученных результатов показал, что в случае распределения помехи по нормальному закону с увеличением кратности реверса и точрост кратности реверса приводит к пропорциональному увеличению инерционности системы измерения среднеквадратического значения помехи;

кроме того, при больпгих п () указанная система оказывается малоустойчивой к действию импульсных помех.

С точки зрения схемного решения

необходимо выбирать п 2 , где m - целое положительное число. Исходя из требований 4 1зической реализуемости измерителя, а также требуемых показателей инерционности и помехоустойчивости, следует брать . При L 100000 и истинном значении среднеквадратического значения помехи, равном 1, для ш 2, к 0,5 и без учета фильтра оказалось, что 121/- 2 дБ. ,

Формула изобретения

Устройство для контроля каналов связи по отношению сигнал/помеха по авт.св. № 784013,-о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, между выходом второго полосового фильтра и вторым входом блока вычитания включены последовательно соединенные компаратор, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь и корректирую1щй фильтр, другой выход которого подключен к второму входу компаратора.

Тираж 624

Подписное

Изобретение может использоваться при передаче дискретной информации с фазовой и относительной фазовой модуляцией. Обеспечивается повышение точности относительно изобретения по авт.св.№ 784013. Информационный сигнал канала связи через нелийней- ный преобразователь 1, снимаювщй фазовую манипуляцию несущей, поступает на первый полосовой фильтр (ПФ) 2 и на заградительный фильтр 3, осуществляющий режекцию полезного сигнала. Сигнал с его выхода поступает на второй ПФ 4. Напряжение, соответствующее уровню помехи в канале связи, со второго ПФ 4 поступает на компаратор (К) 5, где в дискретные моменты времени происходит сравнение уровня помех с текущим значением порога. Сигнал с К 5 в виде О или 1 поступает на реверсивный счетчик (PC) 6. На PC 6 поступает также сигнал реверса г (t). В PC 6 происходит сравнение усредненной частоты превьшения помехами порога с заранее выбранной частотой. Результат сравнения через цифроаналоговый преобразователь 7 и корректирующий фильтр 8 поступает в виде напряжения порога на К 5 , а также в виде сигнала помехи - на блок 9 вычитания. На другой вход блока 9 вычитания подается с ПФ 2 напряжение, пропорциональное уровню полезного сигнала. Сигнал, пропорциональньлй отношению сигнал/помеха, поступает на блок орав нения 10, который сигнализирует о состоянии канала связи.1 ил. N9 1C U1 С СО