Устройство передачи и приема шумоподобных сигналов Советский патент 1992 года по МПК H04B7/02 

fe

Изобретение относится к технике электросвязи и может быть использовано в аппаратуре контроля состояния дискретных каналов.

Известно устройство контроля дискрет- ных каналов, содержащее последовательно соединенные анализатор, счетчик ошибок, а также дешифратор циклов измерения, элемент ИЛИ.

Недостатком устройства является невы- сокая точность контроля состояния канала, характеризующегося нестационарностью, и

. .ouJUO функциимоли.клГ . ПЖНОСТИ наличие двух выходных сигналов и Норма.

Известно также устройство контроля дискретных каналов, обеспечивающее повышение точности оценки состояния дискретных каналов, характеризующихся нестационарностью, за счет введения блока сравнения, реверсивного счетчика, блока задания чисел, дешифратора, блока задержки и связей.

Особенностью устройства является низкая точность оценки состояния дискрет- ного канала с группирующимися ошибками.

Наиболее близким к предлагаемому являете устройство контроля дискретных кз- на-оз. поЗЕО.пяюн .ее повысить точность гомтро.10 ссс опния канялов. характеризую- щихся гру пироваиием ошибок зз счет ьве- дечин-- делит ЛР, счзтчика, бг.оков еычислсмл я функций, триггера и элементов И. НЕ.

Особенностью устройства является то. что оно оЬесг.снльает повышение точности оценки состогчия дискретных каналов по сравнению с известными за счет умета сте- группирования ошибок при идентификации номера стационарного состояния. этом в качестве характеристики, отражающей зависимый характер грибок, в известном устройствые выбрана условная вероятность неискажения приема блока при условии приема предыдущего блока ис- гаженным.

Однако оценка этсй вероятности определяется на интервале наблюдения длиной N (j - 1,2...,М: И - число стационарных состояний), поэтому идентификации номера стационарного состояния и оценка степени группирования сшибок t канале производится после завершет-.я каждого Nj интер- ва/:Э наблюдения. Подобный метод принятия решения характеризуется низкой оперативностью. Целесообразно было бы идентификацию номера стационарного состояния производить на каждом такте приема, т.е. после приема очередного кодового блока, что позволило бы более оперативно

переключаться нд оптимальную длину кодового блока.

Цель изобретения - повышение оперативности контроля состояния дискретных каналов, характеризующихся группированием ошибок.

Для этого в устройство контроля дискретных каналов, содержаще последовательно соединенные анализатор, сход которого является входом устройства, и первый счетчик, t-разрядные выходы которого подключены к объединенным входам первого и второго блока, вычисления функций, последовательно соединенные формирователь, первый вход которого соединен с выходом анализатора, а второ,, елод - с входом устройства тактовая частота, и второй счетчик, t- разрядные выходы которого подключены к другим соответствующим входам первого блока вычисления функции, t-разрядные выходы которого подключены к объединенным входам дешифратора, первый, второй, третий выходы которого являются соответственно выходами устройства низкая степень, средняя степень, высокая степень и третьего блока вычисления функции, другие t-разрядные входы третьего блока вычисления функции подключены к t-рэзрядной шине Длина кодового блока, а t-разрядныс выходы подключены к соответствующим входам второго блока вычисления функции, а также блек сравнение.блок задания чисел и реверсивный с-(. выход которого является выходом устройства Код номера стационарного состояния, о входы сложения и пычи-- н . |.я подкг.юие к соответствующим выхода1- 5лоо срагне- ний, при этом перс;и;и v втоос т-ргзрядные входы блока сравнения соединены с соответствующими выходами блока задания чисел, r-разрядные ЬХОДУ которого подключены к соответствующим Е./ХО/ ЗМ реверсивного счетчика, третей вход Ъг, - . ср сиэнчя объединен с управляющим входам дешифратора, четвертый t-разрядный вход соединен с соответствующим выходом второго блока вычисления функции, введены пер.эый. второй регистр и первый и второй коммутатор, при этом переые одноименные входы первого и второго регистров подключены к соответствующим перзым счетным суммирующим входам соответственно первого и второго счетчиков, вторые одноименные управляющие входы первого и второго регистров объединены с объединенными управляющими входами дешифратора и блока сравнения и подключены к входу устройства Тактовая частота, одноименные М выходов первого и второго регистров (М - число стационарных состояний) подключены к входам соответствекно первого и второго коммутаторов, одноименные входы которых объединены и подключены к г-оазрядному выходу Код номера стационарного состояния, а выходы первого и второго коммутаторов подключены к дополнительным вычитающим входам соответственно первого и второго счетчиков.

Предлагаемое техническое решение устройства контроля дискретных канат ь характеризуется тем, что обеспечивает повышение оперативности контроля, которое достигается введением регистре и коммутаторов, новых связей, позволяющих проводить идентификацию состояния канала после приема каждого кодового блока.

12 извегтном устройстве имеется ряд общих признаков, сходных с предлагаемым, в частности v-дентифи.оция состояния камэг э на основе определения оценки условной ве- роя-ности неискаженного приема кодового лока при условии искаженного предыдущего приема к оде в о.-о блока. Однако сменка этой условной вероятности осуществляется на длине интервала наблюдения K J, который для обеспечения требуемой достоверности оценки выбирается достаточно большим, с.1И.ч:ая. тег- самым, оперативность контроля. G предлагаемом устройстве оценка ус- лог.о 1 вероятности есушоств яется после прис.мч каждого кодового блока, что позволяет оперативно идентифицировать | орное состояние канала.

Отличительные от известного признаки реализуются в предлагаемом устройстве с пО . С .цьч дополнителоно введенных реги CTDC-:. коммутаторов и новых связей Отме- чеплые признаки отличают предлагаемое устройства от известного.

На основе анализа известных технических решений выявлено, что в предлагаемом устройстве имеются свойства, отг..-чающихся от свойств известных решений.

Возможность положи ельного эффекта, а именно повышение оперативности контроля при реализации предлагаемого уст- .ройсгвз основывается на следующем: гс.луиение оценки вероятности на каждом такте (после приема каждого кодового блока) позволяет повысить оперативность контроля; дополнительные элементы и новые связи не изменяют основного назначения устройства, а лишь улучшают его технические характеристики.

На чертехе приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство контроля дискретных каналов содержит последовательно соединенные анализатор 1, вход которого является входом устройства, и счетчик 2. t-разрядные выходы которого подключены к объединенным входам первого 3 и второго 4 блока

вычисления функции, последовательно соединенные формирователь 5, первый вход которого соединен с выходом анализатора 1, а второй вход- с входом устройства Тактовая частота, и второй счетчик 6, t-разряд0 ные выходы которого подключены к другим соответствующим входам первого блока 3 вычисления функции, t-разрядные выходы которого подключены к объединенным входам дешифратора 7, первый, второй, третий

5 выходы которого являются соответственно выходами Низкая степень, Средняя степень, Высокая степень, и третьего блока

8 вычисления функции, другие t-разрядные входы блока 8 вычисления функции подклю0 чены к t-разрядной шине Длина кодового блока, а t-разрядные выходы подключены к соответствующим входам второго блока 4 , вычисления функции, а также блок 9 сравнения, блок 10 задания чисел, реверсивный

5 счетчик 11,выход которогоявляется.входом устройства Код номера стационарного состояния, а входы сложения и вычитания подключены к выходам блока 9 сравнения. При этом первый и второй t-разрядные вхо0 ды блока 9 сравнения соединены с выходами блока 10 задания чисел, г-разрядные входы которого подключены к выходам ре- веосизного сметчика 11. третий вход блока

9 сравнения объединен с управляющим вхо5 дэм дешифратора 7, четвертый t-разрядный вход соединен с выходом второго блока 4 вычисления функций. Первые одноименные входы первого 12 и второго 13 регистров, подключены к соответствующим

0 счетным первым суммирующим входам соответственно первого 2 и второго 6 счетчиков, вторые одноименные управляющие входы регистров 12 и 13 объединены с объединенными управляющими входами де5 шифратора 7 и блока 9 сравнения и подключены к входу Тактовая частота, одноименные М выходов регистров 12 и 13 подключены к входам соответственно первого 14 и второго 15 коммутаторов, другие

0 одноименные входы которых объединены и подключены к t-разрядному выходу Код номера стационарного состояния, а выходы коммутаторов 14 и 15 подключены к дополнительным вычитающим входам соответст5 венно счетчиков 2 и 6. Блок 9 сравнения содержит схемы 9-1 и 9-2 сравнения; формирователь 5 содержит элемент НЕ 5-1, И 5-2, триггер 5-3.

Устройство работает следующим образом,

Для обоснования выбора условий вероятности неискаженного приема блока при условии искаженного предыдущего приема блока для идентификации номера стационарного состояния -рассмотрим поток ошибок, ппедстааляющий собой последовательность О и Г. соответствующих признакам правильно принятых и искаженных блоков. В принятой последовательности искаженных (признак 1) и неискаженных (признак О) кодовых блоков имеет место очевидное соотношение: число переходов из О в Г равно числу переходов на 1 в О. Тогда вероятности этих событий равны между собой, т.е.

РоРл/о- Pi-Ром.(1) г;зе Fo. Рл - безусловные вероятности появления признока О и Г соответственно (неискаженный и искаженный прием кодового блока);

Po/-i(Pi/o) - условная вероятность не- пскй 9ННОГО (искаженного) приема блока при условии искаженного (неискаженного) предыдущего прима кодового блока. После преобразорэний (1) получим

(2) где - сефоятность появления сзрии 1 (нег,,сысной последовательности искаженных кодовых блоков).

Согласно вероятность Ром аналитически для модели определяется, как

Ром-21 а - . (3) HC; ариф. -и руя (3) и преобразуя соответстзу- ю-,.,м сорсЗОМ, получи:/,

« i (1 + Ре/0., (4) Оедовэчельно, с учетом (А вероятность искаженного приема определяется, как

Р« Рэ-п1о«г;1 рвч

где п - длина кодэвогс блока. Тогда вероятность иекгжения двоичного элемента с учетом (2, споеделяе-ся. как

Рз-Р,.(5) Сценка вероятности л определяется по длине интервала N, кэ;:

N,/1

г вероятности Ре, как ,.

гд-э N - длина интервала наблюдения (объем контрольно выборки в кодовых блоках); Xj - случайная величина, соответствующая признаку приема кодового блока, принимающая значение Г при искаженном приеме и О в противном случае; i - случайная ьеличина, принимающая значение Г при искаженном приеме кодового блока после

неискаженного предыдущего приема и О в противном случае. Величина Z| отражает появление серии искаженных кодовых блоков (интервал искаженного приема). 5Окончательно получим оценку

« N / N

РО/1 Г Z ,. i:1

10 Таким образом, для оценки степени группирования и вероятности искажения двоичного элемента достаточно определить

Nv

значения сумм Ј Z и Ј Х4 и произвести 15-

следующие функциональные преобразования

20

3 z..- (d

N

РэN&X;

F C)

nfoo, Zjll n,

i--1

30

5

0

5

При этом для определения степени группирования ошибок достаточно оценку (6) сравнивать с пороговыми значениями on - 0,3 и 05 - 0,5 и принимать следующие решения: если son, степень группирования оценивается, как низкая;

если а , то степень группирования оценивается, как средняя; если Ь. О5, то степень группирования оценивается, как высокая.

Идентификация номера стационарного состояния осуществляется сравнением оценки (7) с определенным для каждого j -ro стационарного состояния граничными значениями Рз/н и Рэ - верхним значениями. Для упрощения технической реализации целесообразно производить сравнение величины P3JNJ.

50

л

Р,

NJ /Nj Nj

)Ni rxi/n;f(

55

с константами

Kj(K).p3j(H)NJ;

Kj(B) ж p3J(Bj Nj

где nj - длина KOAOBOI о блока, используемого для передами при работе в J-м идентифицированном состоянии; Nj - интервал наблюдения в j-м стационарном состоянии; Рэ/н - (P3JfBV нижнее (верхнее) граничное значение вероятности искажения двоичного элемента для j-ro стационарного состояния; j 1,2,....М; М - число стационарных состояний; Kj H iKjv ) - нижняя (верхняя) константы. Идентификация номера стационарного состояния позволяет выбрать олти- мальную длину кодового блока, обеспечивающую максимальную скорость пере/ счи информации (при заданной достоверности) для этого состояния канала.

В предлагаемом устройстве вычисление оценок производится следующим образом. До окончания объема контролируемой выборки (до npnDMa Nj кодовых блоков) производится накопления информации, а после приема (MJ- + 1)-го блока информация не сбрасывается, одигко из значения кода. сформированного на длине Nj, производится вычичйнид значения признака Хт (или Zi при оценке Ре ) и одновременно прибавление значения признака (NjO-ro блока (или ZNJ + 1 при оценке ) и т.д. Эта процедура повторяется с получением каждого кодового блока (очередного признака). Таким образом, обеспечивается вычисление оценок (6) и (7) нг каждом такте, т.е. после приема каждого кодового блока.

В этом случае оценки Рг и Ре могут быто определены, как

Р ---КП Xi +Хк -XK-NJ}:

(8)

N

К-м такте (после приема i -го кодового блока); К Nj + 1, Nj 2....Xk , Zk - признаки приема блока на К-м такте; XK-Nj, ZK-Nj - признаки приема блока на (К - Nj) такте. При этом оценки (8). (9)определяются после приема очередного кодового блока, начиная с К-го (К - NI + 1. Nj + 2), что обеспечивает сокращение времени контроля.

Перед началом работы устанавливаются в нулевое состояние счетчики 2 и 6, триггер 5-3, регистры 14 и 15. а в реверсивный счетчик 11 записывается номер исходного (предлагаемого стационарного состояния из числа М выбранных, в течение которых статичтические свойства канала считаются неизменными. Каждому j-му состоянию Q

1.2.....М) канала соответствует опррдепечная длина интервала, а наблюдения Nj. Каждому стационарному состоянию канала соответствует также нижняя К/н и верхняя граница количества ошибок. Эти граничные значения, определяющие область принятия решения о том, что канал находится в j-м состоянии, записаны в блоке 10 задания чисел.

Последовательность сигналов XI поступает с выхода анализатора 1 на суммирующий вход счетчика 2 в виде последовательности 1 и О признаков искаженного и неискаженного приема кодового блока На выходах счетчика 2 фиксируется

значение кода р

2

i 1

X |. соответствую

20

25

30

40

45

50

55

щее числу искаженных приемов, имеющих место на интервале наблюдения. Одновременно последовательность сигналов поступает на вход элемента НЕ 5-1. инвертируется и устанавливает триггер 5-3 в 1 нулевым сигналом, т.е. в случае появления сигнала Xi 1 с выхода анализатора 1. Триггер 5-3 находится в 1 все время, пока в моменты появления на тактовом входе импульсов тактовой частоты (соответствующей частоты приема кодовых блоков) значение Xi. так как прохождение сигналов тактовой частоты на вход установки О триггера 5-3 запрещено нулевыми сигналами с выхода элемента НЕ 5-1. Если на очередном такте значение Xi 0 (блок принят правильно), то триггер 5-3 установится в О сигналом с инверсного выхода элемента И 5-2 Действительно, сигнал Xi 0 после инвертирования элементом НЕ 5-1 открывает элемента И 5-2, с выхода которого нулевой сигнал сбрасывает триггер 5-3 в О. Таким образом, формируется последовательность, отражающая появление интервалов искаженного прима (серия 1).

Последовательность сигналов Zi поступает на суммирующий вход счетчика б, осуществляющего накопление суммы D NJ

2, Zi. соответствующей числу искаженных i

интервалов приема (числу серий 1), имеющих место на длине интервала наблюдения NJ. С помощью блока 3 вычисления функций производится вычисление оценки коэффициента группирования, значение которой равно

лNJ NJ

а 1 -1оа, +Ј Zi/2, Xi .

1 1 i i

Это значение анализируется дешифратором 7, на одном из выходов которого по сигналу тактовой частоты появляется сигнал.

Изобретение относится к технике электросвязи и может использоваться в аппаратуре контроля состояния дискретных каналов. Цель изобретения - повышение оперативности контроля состояния дискретных каналов, характеризующихся группированием ошибок. Данная цель достигается введением регистров 12 и 13, коммутаторов 14 и 15 в устройство, содержащее анализатор 1, блоки 4 и 8 вычисления функций, формирователь 5, дешифратор 7, блок 9 сравнения, блок 10 задания чисел. При этом новые элементы и связи позволяют идентифицировать состояние канала на каждом такте (после очередного приема кодового блока). 1 ил.