СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ДИСКРЕТНОГО КАНАЛА СВЯЗИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Советский патент 1995 года по МПК H04L12/26 

Изобретение относится к технике передачи дискретной информации и может быть использовано при проектировании радиотехнических, информационных и измерительных систем, а также для оценки и прогнозирования состояния дискретных каналов связи.

Цель изобретения - повышение точности контроля качества дискретного канала связи.

Сущность изобретения заключается в том, что, согласно способу контроля качества дискретного канала связи, выделяют фронты импульсов цифрового сигнала, поступающего из канала связи, задают момент математического ожидания фронтов с точностью ±25% от длительности элементарного импульса, выделяют два импульсных сигнала соответственно для зоны опережения и зоны отставания и в течение заданного времени, в зависимости от скорости работы, измеряют относительное фазовое рассогласование указанных импульсных сигналов и фронтов импульсов и определяют отношение числа фронтов, отклонение которых превышает фазу данных импульсных сигналов, к числу фронтов, по фазе ее не превышающих, при этом устанавливают начальную фазу двух выделенных импульсных сигналов равной фазе заданного момента математического ожидания, изменяют их фазу на каждом тактовом интервале до тех пор, пока число фронтов импульсов в зоне опережения к числу фронтов импульсов в зоне отставания не станет равно 1/3 относительно первого импульсного сигнала и 3/1 относительно второго импульсного сигнала, периодически измеряют разницу фаз данных двух импульсных сигналов (Δ) и определяют качество дискретного канала связи по формуле:
K_k=1/ Δ_ср.

В устройство контроля качества дискретного канала связи, включающее блок формирования интервалов счета и блок фазовой автоподстройки (блок ФАПТЧ), вход которого является входом устройства, а тактовый выход соединен с одним из входов блока формирования интервалов счета, введены два блока тактовой синхронизации, анализатор синхронизации и блок определения фазового рассогласования, первый и второй входы которого соединены с тактовыми выходами блоков тактовой синхронизации, первые входы которых соединены с информационным входом устройства, при этом входы начальной установки блоков тактовой синхронизации, блока ФАПТЧ и блока формирования интервалов счета соединены между собой и с входом начальной установки устройства, а тактовый вход устройства подключен к вторым входам блоков тактовой синхронизации, блока ФАПТЧ и к третьему входу анализатора синхронизации, первому входу блока формирования интервалов счета и тактовому входу блока определения фазового рассогласования, четвертый вход которого соединен с третьими входами блоков тактовой синхронизации и с первым выходом блока формирования интервалов счета, второй выход которого подключен к третьему входу блока определения фазового рассогласования, первый выход которого соединен с четвертым входом блока формирования интервалов чета, а второй выход - с выходом устройства, при этом тактовый выход блока ФАПТЧ соединен со вторым входом анализатора синхронизации, второй вход блока формирования интервалов счета подключен к выходу анализатора синхронизации, первый вход которого соединен с первым выходом блока ФАПТЧ.

На фиг. 1 приведены диаграммы, отображающие закономерности изменения фазы импульсных сигналов (-δ_n; + δ_n) при различных искажениях анализируемого сигнала, поступающего из канала связи (на верхних эпюрах фиг. 1 приведены кривые, отображающие распределение фронтов импульсов сигнала; на фиг. 2 приведена функциональная схема устройства контроля качества дискретного канала связи, реализующего заявляемый способ.

Устройство контроля качества дискретного канала связи включает первый блок тактовой синхронизации 1, второй блок тактовой синхронизации 2, идентичный первому, блок 3 фазовой автоподстройки тактовой частоты (ФАПТЧ), анализатор синхронизации 4, блок 5 формирования интервалов счета, блок 6 определения фазового рассогласования, при этом вход блока ФАПТЧ 3 подключен к входу устройства, а тактовый выход соединен с одним из входов блока 5 формирования интервалов счета, первый и второй входы блока определения фазового рассогласования 6 соединены с тактовыми выходами блоков тактовой синхронизации 1, 2, первые входы последних соединены с информационным входом устройства, при этом входы начальной установки блоков тактовой синхронизации 1, 2, блока ФАПТЧ 3 и блока 5 формирования интервалов счета соединены между собой и со входом начальной установки устройства, а тактовый вход устройства подключен ко вторым входам блоков тактовой синхронизации 1, 2, блока ФАПТЧ 3 и к третьему входу анализатора синхронизации 4, первому входу блока 5 формирования интервалов счета, и тактовому входу блока 6 определения фазового рассогласования, четвертый вход которого соединен с третьими входами блоков тактовой синхронизации 1, 2 и с первым выходом блока 5 формирования интервалов счета, второй выход которого подключен к третьему входу блока 6 определения фазового рассогласования, первый выход последнего соединен с четвертым входом блока формирования интервалов счета 5, а второй выход - с выходом устройства, при этом тактовый выход блока ФАПТЧ 3 соединен со вторым входом анализатора синхронизации 4, второй вход блока 5 формирования интервалов счета подключен к выходу анализатора синхронизации 4, первый вход которого соединен с первым выходом блока ФАПТЧ 3.

В течение заданного времени в зависимости от скорости работы формируют статистический ансамбль распределения фронтов импульсов сигнала (ФИС) путем их выделения и измерения фазового отклонения каждого из них от заданного момента математического ожидания фронтов. Одновременно выделяют два импульсных сигнала на каждом тактовом интервале, начальная фаза которых совпадает с моментом математического ожидания фронтов, и смещают фазу одного из них (- δ_n) в сторону опережения, а фазу другого (+ δ_n) - в сторону отставания относительно момента математического ожидания (фиг. 1). При этом фаза указанных импульсов корректируется появлением каждого ФИС таким образом, чтобы отношение числа отклонений фронтов, превышающих по фазе данные импульсные сигналы (Nδ), к числу отклонений фронтов, не превышающих по фазе данные импульсные сигналы (N δ), было равно 1/3. В течение сеанса контроля периодически Z раз измеряют величину фазового рассогласования указанных двух импульсных сигналов (Δ) и определяют качество дискретного канала связи по формуле:
K_k=1/Δ_ср=Z/Σ Δ_z.

Изобретение осуществляется следующим образом.

По сигналу начальной установки в исходное состояние приводятся: блоки тактовой синхронизации 1, 2, блок ФАПТЧ 3 и блок 5 формирования интервалов счета, выходной сигнал которого блокирует работу блоков 1, 2 и блока 6 определения фазового рассогласования. На тактовый вход устройства поступает частота, обеспечивающая единое тактовое питание всех функциональных узлов. На информационный вход устройства подается анализируемый сигнал. В течение времени tQ осуществляется фазирование выходного сигнала блока ФАПТЧ 3 по входному импульсному сигналу.

Назначение блока ФАПТЧ 3 - устранение максимальных фазовых рассогласований между моментом запуска блоков тактовой синхронизации 1, 2 и центром "идеальной" (неискаженной) элементарной посылки анализируемого сигнала с точностью ±25% с целью сокращения времени синхронизации блоков 1, 2 и обеспечения заданной точности и однозначности измерений.

Назначение анализатора синхронизации 4 - определение состояния синхронизации блока ФАПТЧ 3. Его работа основана на подсчете той части импульсов, соответствующих значащим моментам входного анализируемого сигнала, поступающим из блока ФАПТЧ 3 (выход 1), отклонение которых во времени относительно определяемого блока 3 момента тактовой синхронизации не превышает заданного значения на известном интервале времени. Данное условие выполняется, если искажения анализируемого сигнала не превышают исправляющей способности блока ФАПТЧ 3 в тот момент времени, когда с заданной точностью устраняется начальное фазовое рассогласование выходного тактового сигнала блока ФАПТЧ 3 и входного импульсного сигнала. При этом на выходе анализатора синхронизации 4 появляется сигнал, по которому при помощи блока 5 формирования интервалов счета осуществляется запуск блоков тактовой синхронизации 1 и 2 синхронно с тактовым сигналом блока ФАПТЧ 3. В случае если искажение входного импульсного сигнала превышает исправляющую способность блока ФАПТЧ 3 и синхронизации его невозможна, блок 5 формирования интервалов счета через время tQ независимо от сигналов анализатора синхронизации 4 производит запуск блоков тактовой синхронизации 1 и 2. При этом фаза момента запуска блоков 1 и 2 на данные измерений о состоянии дискретного канала связи не сказывается.

Назначение блока формирования интервалов счета 5 - обеспечение согласованного запуска блоков тактовой синхронизации 1, 2 и задание времени контроля. При этом запуск блоков 1, 2 осуществляется синфазно с тактовым сигналом на выходе блока ФАПТЧ 3.

Под воздействием входного анализируемого сигнала образуется фазовое расхождение сигналов на выходах (Δ) блоков 1, 2 тем большее, чем большим искажениям подвержен входной сигнал (фиг. 1). На фиг. 1 представлено, как при увеличении величины краевых искажений входного сигнала, пропорционально ей, изменяется фаза сигналов на выходах блоков 1, 2.

В связи с практическими трудностями обнаружения идеальных моментов тактовой синхронизации и принципиальной невозможности этого при Ф≥45%, в устройстве контроля применен дифференциальный (разностный) метод измерения, основанный на определении относительной разности фаз выходных сигналов блоков тактовой синхронизации 1, 2. Эту функцию выполняет блок 6 определения фазового рассогласования. На его первый и второй входы подаются соответственно выходные тактовые сигналы блоков 1, 2, а на тактовый вход - тактовая частота со входа устройства.

При снятии запрещающего сигнала на входе 4 блока 6 в последнем периодически, Z раз за время T_k, определяется разница фаз выходных сигналов блоков 1, 2 (Δ) и значение Σ Δ_z, которые выражаются в тактах высокой входной частоты устройства контроля. Значение Σ Δ_z является результирующим и в преобразованном виде поступает на выход устройства с целью последующего вычисления
K_k= Z/Σ Δ_z.

Время контроля Т_k должно быть рассчитано из того условия, чтобы время адаптации блоков 1, 2 к анализируемому сигналу (Т_с) было значительно меньше T_k: T_k=T_c+T_a при T_k>T_c, где Т_а - время анализа.

Использование: техника передачи дискретной информации. Сущность изобретения: в течении заданного времени в зависимости от скорости работы формируют статистический ансамбль распределения фронтовых импульсов сигнала, одновременно выделяют два импульсных сигнала на каждом тактовом интервале и в течение сеанса контроля периодически измеряют величину фазового рассогласования указанных импульсных сигналов и определяют качество дискретного канала по формуле. Устройство, реализующее данный способ, содержит фазовый дискриминатор, 2 интегратора, делитель, входящие в состав блоков тактовой синхронизации блок фазовой автоподстройки тактовой частоты, анализатор, блок формирования интервалов счета, блок определения фазового рассогласования (10). 2 ил.

СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ДИСКРЕТНОГО КАНАЛА СВЯЗИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.