Устройство оценки качества приема телеграфного сигнала

 

Г О4 1. 1Х/2э

K ПАТК Г1У оутттg"„- i! gсеттДсцоД федgтз ртт. т пО Hÿòñöòäì и тОБРтзттт,твт эттпт",Рм (21) 5003051/09 (22) 30.07.91 (46) 15.11.93 Бюп. Nv 41 — 42 (76) Зарубинский Михаип Ваперианович (54) УСТРОЛСТБО ОЦЕЯ<Р KP I- г ИА. 1ГКЕ(57) Использование: техника связи, rp! cr, .ники сис— тем передачи дискретной информации. Сущность изобретения: устройство содержит селектор фронтов, триггер, два счетчика, элемент И, реверсивный счетчик, счетчик времени измерения, два элемента сравнения, регистр, постоянный запоминающий бпок, опорный генератор. Введение двух элементов сравнения, эпемента И и постоянного запоминаю— щего блока позволяет сократить время измерения при оценке качества приема в небрагоприятных успор,! ix связи. 1 — 3 — 5 — 7 — 4 — 6 — 8 — 9 — 10, 1—

2 — 4, 12 — 2, 1 — 6, 9 — 11 — 8, 11 — 7, 4 — 5, 4 — 9, 4 — 10,12 — 1,12 — 3, 12 — 5. 2 ип.

2003234

Изобретение относится к технике связи и мо>кет использоваться в приемниках систем передачи дискретной информации.

Известны устройства оценки качества приема телеграфного сип(эла, содержащие селекторы фронтов, счетчики, D-триггеры, элементы И, В данных устройствах контролируемый параметр (величина смещения фронтон элементарных посылок один относительно другого или длительность пачки дроблен11(г) сравнивается с установленным

r1oporor. Качество приема оценивается по числу превышений порога втечение определенного времени измерения, Недостатком известных устройств является большая дл(лте!1ьнасть цикла M3I41epQ ния, ((еобхадимая для обеспечения заданной то (насти оценки качества приема, Вследствие того, что в данных устройствах определяется только частота превышения параметров (гарага, з(гачительная часть ин формации об отклонениях фронтов посылок теряется, для набора досгаточногс объема статистического материала при Оценке качестна требуется анализ отклонений больп(ого числа фронтов, Наиболее близким по технической сущности к заявляемому явля(етс (устройство оценки качества приема телеграфного сигнала, содержащее селектор фронтов, вход 30

K0Top0I 0 падк/(юче((к ин«()орыацианнаму вход(у D" I р>(ГГеj>8, к входу синхронноГО сброса nepr (II (счетчика и к счетному входу счетчика времени измерения, реверсивный счетчик, вход установки направления счета 35 которого соединен г. (зхадом старшсго разряда первого счетчика, а счетный вход объединен со счетным входом первого с (етчика, входами синхро((изации селектора фронтов и

0-триггера и подкл(очен к выходу опорного генератора. d также последовательно саед«(,HGHHbI8 второй счетчик и реГистр, В устройстве измеряетс;, среднее значение модуля отклонения интервала между двумя сосед-, ними фронтами посылок от номинальной ве- 45 личины, «то обеспечивает возможность сокращения длительности цикла измерения (времени измерения) при сохранении точ(части оценки качества приема благодаря полному использова(ги(о информации об 50 отклонениях фронтон.

Однако данное устройство, как и другие известные устройства, не позволяет сок.ратить время измерения при оценке качества приама в неблагоприятных условиях связи, г

Длительность цикла измерения в нем не зависит от фактического качества приема и устанавливается такой, чтобы количество поступивших в течение цикла измерения фронтов превышало минимальный необ(ходимы и объем статистической выборки, обеспечивающий требуемую достоверность оценки при любом качестве приема. Достоверность оценки характеризуется доверительной вероятностью совпадения измеренного коэффициента ошибок (вероятности ошибки при приеме двоичного символа) с его действительным значением, В соответствии с положениями математической статистики при заданной доверительной вероятности для различения двух соседних градаций коэффициента ошибок минимальная длительность цикла измерения должна быть тем больше, чем выше качества приема. Статистические расчеты, проведенные на основании экспериментальных исходных данных, показывают, чта, например, для различения градаций коэффициента ошибок 10 и 10 с доверительной вероятность(о 0,9 необходимо в каждом цикле измерять отклонения не менее чем 60 фронтов посылок, а для различения градаций 10 и 10 — не менее чем 400 фронтов.

-б -7

В известном устройстведлительность цикла измерения должна соответствовать наибольшему из этих значений (400 фронтам), т,е. она является избыточной (в 6,6 раз больше минимальной необходимой величины) для различения градаций коэффициента ошибок 10 и 10

Цель изобретения — сокращение времени измерения при оценке качества приема в неблагоприятных условиях связи.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство оценки качества приема телеграфного сигнала, содержащее селектор фронтов, выход которого подключен к информационному входу 0-триггера, к входу синхронного сброса первого счетчика и к счетному входу счетчика времени измерения, реверсивный счетчик, вход установки направления счета которого соединен с выходом старшего разряда первого счетчика, а счетный вход обьединен со счетным входом первого счетчика, входами синхронизации селектора фронтов и Э-триггера и подключен к выходу опорного генсратора, а также последовательно соединенные второй счетчик и регистр, введены первая и вторая схемы сравнения. постоянное запоминающее устройство и элемент И, причем первые входы первой схемы сравнения саед(гнены с выходами. реверсивного счетчика. а выход — с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу

О-триггера, а выход — к входам сброса реверсивного счетчика, счетчика времени измерения и второго счетчика и к входу синхронизации регистра, первые входы второй схемы сравнения соединены с выходами

2003234 счетчика времени измерения, а выход подключен к счетному входу второго счетчика, выходы которого через постоянное запоминающее устройство соединены со вторыми входами первой и второй схем сравнения.

Такая структура устройства оценки качества приема телеграфного сигнала позволяет существенно сократить время измерения в неблагоприятных условиях связи за счет автоматического изменения времени измерения в соответствии с фактическим уровнем качества приема сигнала при фиксированном значении доверительной вероятности оценки.

Совокупность узлов и связей, введенных в заявляемое устройство, не была обнаружена в известных технических решениях в ходе исследования, проведенного по источникам патентной и другой научно-технической информации, На фиг.1 приведена структурная схема устройства оценки качества приема телеграфного сигнала; на фиг,2 — основные временные диаграммы напряжений.

Устройство содер>кит селектор 1 фронтов, вход которого является входом устройства, а выход подключен к информационному входу D-триггера 2 и к входу синхронного сброса первого счетчика 3. Выход 0-триггера

2 соединен через элемент И 4 с входами сброса реверсивного счетчика 5 и счетчика

6 времени измерения, счетный вход которого подключен к выходу селектора 1 фронтов.

Выход старшего разряда первого счетчика

3 соединен со входом установки направления счета реверсивного счетчика 5, выходы которого подключены к первым входам первой схемы 7 сравнения, выход которой соединен с входом элемента И 4. Выходы счетчика 6 времени измерения соединены с первыми входами второй схемы 8 сравнения, выход которой подключен к счетному входу второго счетчика 9. Выходы второго счетчика 9 соединены с входами регистра

10, выходы которого являются выходами устройства, и с входами постоянного запоминающего устройства 11, первый и второй выходы которого подключены к вторым входам соответственно первой и второй схем 7 и 8 сравнения. Вход сброса второго счетчика 9 и вход синхронизации регистра 10 соединены с BblxopoM элемента И 4. При этом выход опорного генератора 12 соединен со входами синхронизации селектора 1 фронтов и 0-триггера .2, а также со счетными входами первого счетчика 2 и реверсивного счетчика 4.

В предлагаемом устройстве селектор 1 фронтов может быть выполнен, например, по известной схеме. В качестве D-триггера

2 можно использовать мvêðocxåìó

К555ТМ2, первого счетчика 3 — микросхему

K555NЕ18, реверсивного счетчика 4 — микросхему К531ИЕ17, схем 7 и 8 сравнения—

5 микросхему К555СП1, постоянного запоминающего устройства 11 — микросхему

К155РЕЗ, Счетчик 6 времени измерения и второй счетчик 9 могут быть выполнены на микросхеме 564ИЕ10, регистр 10 — на мик10 росхеме 564ИР9.

Устройство оценки качества приема телеграфного сигнала работает следующим образом.

15 Двоичный сигнал с выхода порогового устройства демодулятора (фиг,2а) поступает на вход селектора 1 фронтов, на вход синхронизации которого с выхода опорного генератора 12 подаются тактовые импульсы

20 (фиг.2б) с периодом, в m раз меньше номинальной длительности т> элементарной посылки. При этом каждая посылка делится на

m тактовых интервалов, где m выбирается равным 8„,32 (на фиг.2 m = 8). После каждого

25 фронта входного сигнала на выходе селектора 1 фронтов формируется импульс (фиг.2в) длительностью т> /m, который поступает на вход синхронного сброса первоto счетчика 3. Интервалы времени между

30 двумя следующими подряд выходными импульсами селектора 1 фронтов зависят от качества приема сигнала: при отсутствии помех они равным k т, где k — целое число, а при наличии помех отклоняются от этого значения тем больше, чем меньше отношение сигнал/шум. Знак отклонений не содержит информацию о качестве приема сигнала, оно характеризуется средним модулем этих отклонений, который вследствие периодически фазы фронтов посылок мо>кет принимать значения в диапазоне от

0 дот, /2.

Первый счетчик 3 имеет коэффициент счета m. В отсутствие фронтов посылок на его входе синхронного сброса присутствует логический нуль (фиг.2в), поэтому сброса первого счетчика 3 не происходит, и напряжение, формируемое на выходе его старшего разряда при делении частоты тактовых импульсов, является меандром с периодом

r, (фиг.2д), Данное напряжение поступает на вход установки направления счета реверсивного счетчика 5, который тактируется выходными импульсами опорного генератора 12. При наличии логического нуля на выходе старшего разряда первого счетчика 3 реверсивный счетчик 5 работает в режиме сложения, а при наличии логической единицы — в режиме вычитания (на

2003234

30

40

55 фиг,2е условно показаны дешифрираванные состояния разрядов реверсивного счетчика 5). Так как в отсутствие фронтов посылок длительности интервалов сложения и вычитания в реверсивном счетчике 5 одинаковы (фиг,2д,е), то в момент перехода реверсивного счетчика 5 из режима вычитания в режим сложения в нем оказывается записанным одно и та же число, После появления очередного фронта посылки (фиг.2а) на выходе селектора 1 фронтов формируется импульс (фиг,2в), в результате чего па положительному перепаду очередного тактового импульса производится синхронный сброс первого счетчика 3 (фиг.2д), При этом сигнал на выходе старшего разряда первого счетчика 3 оказывается сфазираванным с последним фронтом посылки. Если следующий фронт появляется через интервал времени !кение на выходе старшего разряда первого счетчика 3 сохраняет форму меандра, фаза которого не изменяется (Фиг,2а,в,д, франты 1,2), а длительности интервалов сложения и вычитания тактовых импульсов в реверсивном счетчике 5 остаются одинаковыми. Поэтому

Н0 изменяется и число, записанное B реверсивном счет.ике 5 в момент перехода из режима вычитания f3 режим сложения.

При уменьшении интервала времени между двумя следующими подряд <)>рантами на Л тактовых интервалов (Ь вЂ” целое число, 0 < Ь - m/2) очередной фронт посылки, появляясь в промежутке от k го — т, /2 до

k т, вызывает преждевременный сброс первого счетчика 3 (фиг.2а,в,д. фронты 3, 5), Продолжительность предшествующего да иному фронту единичного участка выходного напряжения r epIcI.o счетчика 3 уменьшается на h тактовых интервалов, одновременно сокращается длительность интервала вычитания в реверсивном счетчике 5. К числу, записанному в реверсивном счетчике 5 в момент перехода из режима вычитания в режим сложения, добавляется Л(фиг.2е).

При увеличении интервала времени между двумя следующими подряд фронтами на Л тактовых интервалов очередной фронт приходит в проме>кутке от klp до

k г<+ т,/2 (фиг.2а,в,д, фронт 4), В результате сброса первого счетчика 3 продолжительность нулевого участка напряжения на выходе его старшего разряда возрастает на Л тактовых интервалов (фиг,2д, фронт 4), вызыВ8А соответствующее увеличение длительности интервала сложения в реверсивном счетчике 5. К числу, записанному в реверсивном счетчике 5 в момент перехода из режима вычитания в режим сложения, добавляется A

Таким образом, число, записанное в реверсивном счетчике 5 в момент перехода его из режима вычитания в режим сложения, при поступлении каждого фронта увеличивается на величину модуля отклонения фазы данного фронта от фазы предыдущего фронта. В результате в реверсивном счетчике 5 накапливается сумма модулей отклонений фронтов. Параллельно в счетчике 6 времени измерения подсчитывается число фронтов посылок, поступивших в текущем цикле измерения, Числа, записанные в реверсивном счетчике 5 и счетчике 6 времени измерения, анализируются с помощью схем 7 и 8 сравнения, и в ходе анализа определяется, какой из возможных градаций коэффициента ошибок при приеме двоичного символа соответствует фактическое качество приема сигнала. Возможные градации коэффициента ошибок перебираются в течение цикла измерения последовательно, начиная с нулевой градации, которая соответствует наихудшему качеству, приема сигнала, Номер текущей градации i хранится во втором счетчике 9, с выхода которого он поступает на адресный вход постоянного запоминающего устройства 11, Па данному адресу в постоянном запоминающем устройстве 11 хранится два числа MI и Ц, которые подаются соответственно с первого и второго выходов постоянного запоминающего устройства 11 на вторые входы первой и второй схем 7 и 8 сравнения. Число NI выбирается равным минимальному количеству фронтов посылок, необходимому для правильной оценки I-й градации коэффициента ошибок с выбранной доверительной вероятностью, При такам числе фронтов и качестве приема, соответствующем i-й градации коэффициента ошибок, сумма модулей отклонений фазы фронтов с доверительной вероятностью принимает значения внутри определенного доверитег ьного интервала. Число MI выбирается равным нижней границе данного доверительного интервала.

В начале цикла измерения реверсивный счетчик 5, счетчик 6 времени измерения и второй счетчик 9 находятся в нулевом состоянии, при этом с выходов постоянного запоминающего устройства 11 на вторые входы первой схемы 7 сравнения поступает число

Мо, а второй схемы 8 сравнения — Np. Оба числа соответс гвуют нулевой градации коэффициента ошибок (наибольшему возможному коэффициенту ошибок). Сигналы на выходах схем 7 и 8 сравнения имеют единичный уровень, если числа на их первых

2003234

10 входах больше чисел на вторых входах, и нулевой уровень в противном случае. Поэтому в начале цикла измерения на выходах схем 7 и 8 сравнения присутствуют логические нули, С поступлением фронтов посылок в устройстве начинается подсчет их количества и суммы модулей отклонений, Если фактическое качество приема соответствует нулевой градации, то сумма модулей отклонений фронтов, поступающая с выходов реверсивного счетчика 5 на первые входы первой схемы 7 сравнения в момент перехода реверсивного счетчика 5 из ре>кима вычитания в режим сложения, превысит

М0 раньше, чем число фронтов посылок, поступающее с выходов счетчика 6 времени измерения на первые входы второй схемы 8 сравнения, превысит N>. После превышения суммой М, и прихода очередного фронта выходной импульс селектора 1 фронтов, задержанный в D-триггере 2 на один тактовый интервал, поступит на второй вход элемента И 4 в момент, когда на первый вход элемента И 4 с выхода первой схемы 7 сравнения подается логическая единица. Задержка в О-триггере 2 необходима для компенсации запаздывания сигнала в первом счетчике 3 и реверсивном счетчике 5. На выходе элемента И 4 формируется импульс (фиг.2г), которым номер градации качества приема переписывается из второго счетчика 9 в регистр 10, а реверсивный счетчик 5, счетчик 6 времени измерения и второй счетчик 9 сбрасываются (фиг.2д,е). На этом текущий цикл измерения заканчивается и начинается новый цикл.

Если фактическое качество приема выше нулевой градации, то количество поступивших фронтов превысит N< раньше, чем сумма модулей отклонений достигнет М0.

В момент превышения К,> на выходе второй схемы 8 сравнения появляется положительный перепад напряжения, по которому число, записанное во втором счетчике 9 увеличивается на 1, На выходах постоянного запоминающего устройства в результате

45 (56) Авторское свидетельство Сг .СР Ф 1573549. кл. Н 04 12/26, 1909.

cDормула изобретения

50 нен со счетным входом первого счетчика, входами синхронизации селектора фронтов и D-триггера и подключен к выходу опорного генератора, последовательно соединенные второй счетчик и регистр. отли55 чающееся тем, что в него введены первый и второй элементы сравнения, постоянный запоминающий блок и элемент И, первые входы первого элемента сравнения соединены с выходами реверсивного счетчика, а выход - с первым входом элемента И, втоУСТРОЙСТВО ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА

ПРИЕМА ТЕЛЕГРАФНОГО СИГНАЛА, содержащее селектор фронтов, выход которого подключен к информационному входу

D-триггера, входу. синхронного сброса первого счетчика и счетному входу счетчика времени измерения, реверсивный счетчик, вход установки направления счета которого соединен с выходом старшего разряда первого счетчика, а счетный вход объедисмены адреса появляются числа М> и NI, соответствующие первой градации коэффициента ошибок. Так как с улучшением ка: яства приема для его оценки с фиксированной

5 доверительной вероятностью требуется большее время измерения, N> > М,>. Поэтому после увеличения номера градации на 1 на выходе второй схемы 8 сравнения вновь устанавливается логический нуль.

10 Описанные операции накопления суммы модулей отклонений, подсчета количества поступивших фронтов и увеличения на 1 текущего момента градации качества (увеличению номера градации соответствует по15 вышение качества приема) продолжаются до тех пор, пока для какой-либо i-ой градации сумма модулей отклонений не превысит

М раньше, чем количество фронтов — Ni (NI всегда больше Кь1). Превышение суммой

20 модулей числа MI означает. что I ÿ градация наиболее правильно оценивает фактическое качество приема. Поэтому после превышения, как было описано выше для нулевой градации, номер I переписывается

25 из второго счетчика 9 в регистр 10, в котором он хранится весь следующий цикл измерения, а текущий цикл заканчивается. Число фронтов, поступивших в течение данного цикла измерения, заключается в пределах

30 от М-1 до Мь оно определяет реальную длительность цикла.

Таким образом, в предлагаемом устройстве время измерения изменяется автоматически в соответствии с фактическим уровнем

35 качества приема и не превышает интервала, в течение которого поступает минимальное число фронтов посылок, необходимое для правильной оценки фактического качества приема с фиксированной доверительной ве40 роятностью. Благодаря этому время измерения при оценке качества приема телеграфного сигнала в неблагоприятных условиях связи сокращается в 5...6 раз.

I °

Ф б ° ° I ° Ф ° ° б Ф ! Ф ° Ф Ф

Ф, ° 1

Ф. °

Ф б ° б ° Ф ° °

° ° ° Ф

° б ° ° . I

° °

° ° ° б

° иУ, I

Щфф

I IllllIl lIlllIIIlIl aI la

А АА

Ф

° ° ° ° Ф ° °

° Ф ° ° ° Ф

° I

I ° б. ° 4

° ° ° ° 1

° ° Ф ° б

Ф °