Устройство для контроля качества дискретных каналов связи

 

Использование: электросвязь. Сущность изобретения: устройство содержит датчик 1, блок согласования 2, блок выявления ошибок 3, элемент И 5, счетчик одиночных ошибок 4, три элемента задержки 6, 8, 14, элемент ИЛИ 7, счетчик смежных ошибок 9, регистр 10, два блока сравнения 11, 12, триггер 13. 1 - 14 - 4 - 10 - 11 - 13, 10 - 12 - 13, 2 - 3 - 5 - 7 - 9, 3 - 6 - 5, 7 - 8 - 7, 14 - 9, 1 - 10, 3 - 4. Устройство позволяет повысить устойчивость принимаемых решений о состоянии канала связи за счет введения двух порогов для числа ошибок, регистрируемых на интервале наблюдения. 4 ил.

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано для анализа состояния каналов связи, подверженных воздействию помех, приводящих к появлению ошибок группового характера.

Известно устройство для контроля качества дискретных каналов связи, содержащее последовательно соединенные блок согласования, блок выявления ошибок и счетчик одиночных ошибок, второй вход которого соединен с выходом датчика сигналов сброса.

Однако это устройство не обеспечивает достаточной точности контроля качества дискретных каналов связи.

Известно устройство для контроля качества канала связи, которое обеспечивает повышение точности оценивания состояния каналов связи за счет введения двух элементов задержки, элемента И, элемента ИЛИ, счетчика смежных ошибок и новых связей.

В нем за время, равное периоду следования импульсов датчика сигналов сброса, в одном из счетчиков периодически накапливается число одиночных ошибок, а в другом - число смежных ошибок. Показания счетчиков используются для определения коэффициента группирования ошибок. Сигнал о непригодности канала выдается при переполнении счетчика одиночных ошибок, периодически обнуляемого импульсами с выхода датчика сигналов сброса.

Недостатком устройства является неустойчивость решения о состоянии канала связи в условиях, когда канал находится на границе хорошего и плохого состояния или переходит из одного состояния в другое. В таких ситуациях случайное число ошибок, накапливающееся в счетчике одиночных ошибок за фиксированный интервал времени (интервал наблюдения), определяемый периодом следования сигналов сброса, будет больше емкости счетчика на одних интервалах наблюдения и меньше - на других. Это приводит к непрерывному изменению решения о состоянии канала, а значит к непрерывному переключению устройств защиты от ошибок аппаратуры передачи данных, что практически означает прекращение процесса передачи данных.

Для получения устойчивого решения о состоянии канала связи предлагается сравнивать число ошибок на интервале наблюдения не с одним порогом, равным емкости счетчика одиночных ошибок, как это делается в прототипе, а с двумя порогами а₁ и а₂. При этом решение γ о состоянии канала связи должно приниматься по следующему правилу.

Если выполняется гипотеза Н₀, состоящая в том, что канал находится в хорошем состоянии, то γ= Если выполняется гипотеза Н₁, состоящая в том, что канал находится в плохом состоянии, то γ= где k - число одиночных ошибок на интервале наблюдения, подсчитанных счетчиком за период следования импульсов сброса, γ = =1 - решение о непригодности канала (выполнении гипотезы Н₁), γ = 0 - решение о пригодности канала (выполнении гипотезы Н₀).

Величина порогов выбирается исходя из ограничений на вероятности ошибок первого и второго рода, возникающих при принятии решения о состоянии канала и определяемых соотношениями: P₁= (k/H₀), P₂= ω(k/H₁),, где Р₁ - вероятность ошибки первого рода, т. е. вероятность принятия гипотезы Н₁ при условии, что справедлива гипотеза Н₀; Р₂ - вероятность ошибки второго рода, т.е. вероятность принятия гипотезы Н₀ при выполнении гипотезы Н₁; ω (k/H) - условная вероятность появления К ошибок при выполнении гипотезы Н; N - максимальное число ошибок на интервале наблюдения Т, равное объему контролируемой выборки.

Для сравнения процесс принятия решения в известном и предложенном устройствах показан на фиг. 1, где γ ' - решение в прототипе; γ - решение в предложенном устройстве; а - порог, равный емкости счетчика одиночных ошибок в прототипе; Т - интервал наблюдения. Как следует из фиг. 1, введение двух порогов а₁, а₂ позволяет добиться устойчивости принимаемого решения о состоянии канала, т.е. исключить многократные изменения решений при переходе канала из одного состояния в другое.

Цель изобретения - повышение устойчивости принимаемых решений о состоянии канала связи.

Для этого в устройство для контроля качества дискретных каналов связи, содержащее датчик сигналов сброса, последовательно соединенные блок согласования и блок выявления ошибок, выход которого подключен к первому входу счетчика одиночных ошибок, первому входу элемента И и входу первого элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен через второй элемент задержки с выходом элемента ИЛИ, подключенным к первому входу счетчика смежных ошибок, выход которого является первым выходом устройства, введены регистр, два блока сравнения кодов, триггер и третий элемент задержки, причем выход датчика сигналов сброса соединен непосредственно с первым входом регистра, а через третий элемент задержки - с вторым входом счетчика смежных ошибок и вторым входом счетчика одиночных ошибок, выход которого соединен с вторым выходом устройства и вторым входом регистра, подключенного своим выходом к первым входам первого и второго блоков сравнения кодов, вторые входы которых являются вторым и третьим входами устройства, а выходы соединены соответственно с установочным входом и входом обнуления триггера, выход которого является третьим выходом устройства.

Предлагаемое устройство для контроля качества дискретных каналов связи обеспечивает повышение устойчивости принимаемых решений о состоянии канала связи, что достигается введением регистра, двух схем сравнения кодов, триггера, элемента задержки и новых связей.

Положительный эффект, а именно повышение устойчивости принимаемых решений о состоянии канала связи, обусловлен введением двух порогов для числа ошибок, регистрируемых на интервале наблюдения. Пороги устанавливаются в области границы хорошего и плохого состояния канала связи. При попадании числа ошибок в межпороговую зону решение о состоянии канала связи не меняется, что исключает многократные переключения устройств защиты от ошибок аппаратуры передачи данных, приводящие к прерыванию связи.

Структурная схема устройства представлена на фиг. 3.

Устройство для контроля качества дискретных каналов связи содержит датчик 1 сигналов сброса, последовательно соединенные блок 2 согласования и блок 3 выявления ошибок, выход которого подключен к первому входу счетчика 4 одиночных ошибок, первому входу элемента И 5 и входу первого элемента 6 задержки, выход которого соединен с вторым входом элемента И 5, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ 7, второй вход которого соединен через второй элемент 8 задержки с выходом элемента ИЛИ 7, подключенным к первому входу счетчика 9 смежных ошибок, выход которого является первым выходом устройства, а также регистр 10, блоки 11, 12 сравнения кодов, триггер 13 и третий элемент 14 задержки.

Причем выход датчика 1 сигналов сброса соединен непосредственно с первым входом регистра 10, а через элемент 14 задержки - с вторым входом счетчика 9 смежных ошибок и вторым входом счетчика 4 одиночных ошибок, выход которого соединен с вторым выходом устройства и вторым входом регистра 10, подключенного своим выходом к первым входам блоков 11, 12 сравнения кодов, вторые входы которых являются соответственно вторым и третьим входами устройства, а выходы соединены соответственно с установочным входом и входом обнуления триггера 13, выход которого является третьим выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы из дискретного канала связи через блок 2 поступают на блок 3, который выявляет ошибки. При обнаружении ошибки на выходе блока 3 появляется импульс, который поступает на счетчик 4, подсчитывающий эти импульсы.

Одновременно эти импульсы поступают на вход элемента 6 задержки и первый вход элемента И 5. Элемент 6 задержки обеспечивает задержку импульсов на время, равное длительности единичного интервала.

Если ошибки будут одиночные, то на выходе элемента И 5 импульсов нет. В случае появления двух и более смежных ошибок на выходе элемента И 5 появятся импульсы. Для восстановления "потерянного" импульса служит элемент ИЛИ 7 и элемент задержки 8. Время задержки элемента 8 задержки такое же, как и элемента 6 задержки. С выхода элемента ИЛИ 7 импульсы поступают на вход счетчика 9.

Датчик 1 формирует импульсы, следующие с периодом Т, равным интервалу наблюдения за состоянием канала связи. Очередной импульс от датчика 1 записывает в регистр 10 код числа ошибок k, сформированный в счетчике 4 за очередной интервал наблюдения Т. После записи информации в регистр 10 этот же импульс, задержанный элементом 14 задержки, обнуляет счетчики 4и 9, подготавливая их к очередному циклу измерения. С выхода регистра 10 код числа k поступает на блок 12 сравнения кодов для сравнения с порогом а₁ и на блок 11 сравнения кодов для сравнения с порогом а₂. В качестве блоков сравнения кодов могут быть использованы цифровые компараторы на микросхемах К 555 СП1 или 564 ИП2.

Сигналы на выходах этих блоков формируются в соответствии с диаграммами на фиг. 4. В случае, когда число k больше порога а₂, код которого поступает на второй вход блока 11 сравнения кодов, на инверсном выходе этого блока формируется логический "0". При этом на выходе RS-триггера согласно таблице его состояний (см. фиг. 2, где Q_n - состояние выхода R,S-триггера вn-й дискретный момент времени; ж - неопределенное состояние R,S-триггера) устанавливается логическая "1". В случае, когда число k меньше порога а₁, код которого поступает на второй вход блока 12 сравнения кодов, на выходе RS-триггера 13 устанавливается логический "0". Логическая "1" на выходе RS-триггера 13 указывает на плохое состояние канала, а логический "0" - на хорошее.

По показаниям счетчиков 9 и 10 может быть определен показатель группирования ошибок в дискретном канале связи.

Предлагаемое устройство может быть использовано как для оценки качества дискретного канала связи, так и для выбора способа защиты от ошибок.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ДИСКРЕТНЫХ КАНАЛОВ СВЯЗИ, содержащее датчик сигналов сброса, последовательно соединенные блок согласования и блок выявления ошибок, выход которого подключен к первому входу счетчика одиночных ошибок, первому входу элемента И и входу первого элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен через второй элемент задержки с выходом элемента ИЛИ, подключенным к первому входу счетчика смежных ошибок, выход которого является первым выходом устройства, отличающееся тем, что введены регистр, два блока сравнения кодов, триггер и третий элемент задержки, причем выход датчика сигналов сброса соединен непосредственно с первым входом регистра, а через третий элемент задержки - с вторым входом счетчика смежных ошибок и вторым входом счетчика одиночных ошибок, выход которого соединен с вторым выходом устройства и вторым входом регистра, подключенного своим выходом к первым входам первого и второго блоков сравнения кодов, вторые входы которых являются вторым и третьим входами устройства, а выходы соединены соответственно с установочным входом и входом обнуления триггера, выход которого является третьим выходом устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4