Анализатор качества канала

Полезная модель направлена на повышение точности контроля качества канала связи за счет более тонкой оценки состояния канала связи. Указанный технический результат достигается тем, что анализатор качества канала содержит компаратор, первый вход которого соединен с выходом интегратора, второй вход с первым выходом хронизатора, счетчик информационных символов, выход которого подключен к первым выходам первого и второго элементов сравнения, элемент задержки и элемент ИЛИ, при этом второй выход хронизатора подключен к вторым входам первого и второго элемента сравнения, выход каждого из которых подключен к соответствующим входам элемента ИЛИ и входу элемента задержки, выход которого подключен к первому входу счетчика информационных символов, второй вход которого соединен с выходом компаратора. Дополнительно введены демодулятор и решающее устройство, причем вход демодулятора является входом устройства выход которого соединен со входом интегратора, выход которого соединен со входом решающего устройства, устройства анализа, блок анализа содержащий блок формирования порогов, генератор импульсов дискретизации, три канала анализа, каждый из которых включает компаратор, элемент И, первый счетчик, дешифратор, второй счетчик и второй дешифратор, причем первые входы компараторов каждого канала анализа соединены с соответствующими выходами блока формирования порогов, первый вход которого соединен с выходом решающего устройства, а второй вход с первым выходом устройства анализа, первые входы компараторов соединены с выходом интегратора приемного устройства, а выход компаратора соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов дискретизации, а выход с первым входом первого счетчика, второй вход которого соединен с третьим выходом хронизатора, а выход со входом дешифратора, выход которого соединен с первым входом второго счетчика, второй вход которого соединен с четвертым выходом хронизатора, выход второго счетчика соединен со входом второго дешифратора, выход которого является выходом соответствующего канала анализа, выходы каналов анализа соединены с соответствующими входами устройства анализа, дополнительный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, второй выход блока анализа является первым выходом устройства, а вторым выходом является дополнительный выход блока формирования порогов.

Полезная модель относится к радиотехнике и может использоваться для оценки состояния канала связи с переменными параметрами.

Известно «Устройство для контроля канала передачи кодовой информации» (патент №1489555) содержащее блок сравнения, первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым входами устройства. Дополнительно введены трансформатор, мультиплексор, блок контроля амплитуды импульсов и элемент ИЛИ-НЕ, выход которого является выходом устройства, первый вход соединен с выходом блока сравнения, второй, третий и четвертый входы соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами блока контроля амплитуды импульсов, первый вход которого соединен с первым выходом мультиплексора и с первым отводом первой обработки трансформатора, второй отвод которой соединен с вторым входом блока контроля амплитуды импульсов и с вторым выходом мультиплексора, первый вход которого является третьим входом устройства, а второй вход соединен с общей шиной, четвертым и пятым входами устройства являются соответственно первая и вторая обмотки трансформатора.

Известно также устройство для контроля качества канала связи (авторское свидетельство SU №1543554, опубл. 15.02.90, бюл. №6), которое содержит компаратор, хронизатор, счетчик информационных символов, первый и второй элементы сравнения, элемент задержки, элемент ИЛИ, интегратор, блок управления порогами, демодулятор, решающий блок и блок анализа, включающий блок формирования порогов, первый, второй и третий каналы анализа и генератор импульсов дискретизации, причем каждый из каналов анализа содержит элемент И, компаратор, первый счетчик, первый дешифратор, второй счетчик и второй дешифратор.

Недостатком известных устройств является недостаточная достоверность контроля вследствие ограниченного круга анализируемых случайных процессов, так как позволяет оценивать только случайное воздействие в канале радиосвязи.

Задачей полезной модели является повышение точности контроля качества канала связи за счет более тонкой оценки состояния канала связи.

Поставленная задача достигается тем, что анализатор качества канала содержит компаратор, первый вход которого соединен с выходом интегратора, второй вход с

первым выходом хронизатора, счетчик информационных символов, выход которого подключен к первым выходам первого и второго элементов сравнения, элемент задержки и элемент ИЛИ, при этом второй выход хронизатора подключен к вторым входам первого и второго элемента сравнения, выход каждого из которых подключен к соответствующим входам элемента ИЛИ и входу элемента задержки, выход которого подключен к первому входу счетчика информационных символов, второй вход которого соединен с выходом компаратора, дополнительно введены демодулятор и решающее устройство, причем вход демодулятора является входом устройства выход которого соединен со входом интегратора, выход которого соединен со входом решающего устройства, устройства анализа, блок анализа содержащий блок формирования порогов, генератор импульсов дискретизации, три канала анализа, каждый из которых включает компаратор, элемент И, первый счетчик, дешифратор, второй счетчик и второй дешифратор, причем первые входы компараторов каждого канала анализа соединены с соответствующими выходами блока формирования порогов, первый вход которого соединен с выходом решающего устройства, а второй вход с первым выходом устройства анализа, первые входы компараторов соединены с выходом интегратора приемного устройства, а выход компаратора соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов дискретизации, а выход с первым входом первого счетчика, второй вход которого соединен с третьим выходом хронизатора, а выход со входом дешифратора, выход которого соединен с первым входом второго счетчика, второй вход которого соединен с четвертым выходом хронизатора, выход второго счетчика соединен со входом второго дешифратора, выход которого является выходом соответствующего канала анализа, выходы каналов анализа соединены с соответствующими входами устройства анализа, дополнительный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, второй выход блока анализа является первым выходом устройства, а вторым выходом является дополнительный выход блока формирования порогов.

На фигуре показана структурная схема устройства, в таблице 1 приведены различные комбинации, в соответствии с алгоритмом, анализируемые в блоке 9, в таблице 2 представлен алгоритм формирования порогов.

Анализатор качества канала состоит из компаратора 1, хронизатора 2, счетчика 3 - информационных символов, элементов сравнения 4, 5, элемента задержки 6, элемента ИЛИ 7, интегратора 8, блока 9 управления порогами, демодулятора 10, решающего блока 11, блока 12 анализа, блока 13 формирования порогов, каналов 14-16 анализа, генератора 17 импульсов дискретизации, причем каждый из каналов 14-16 анализа содержит элемент И 18,

компаратор 19, первый счетчик 20, первый дешифратор 21, второй счетчик 22 и второй дешифратор 23, блок 24 масштабирования.

Анализатор качества канала работает следующим образом.

В устройстве аддитивная смесь текущего значения амплитудного значения напряжения МЭС (местная электрическая сеть) с ошибками поступает через демодулятор 10 на вход интегратора 8, интегрированное напряжение поступает на решающий блок 11, выход которого является выходом принятого сигнала, и на второй вход компаратора 1, на первый вход которого поступает импульс опроса с хронизатора 2. Если во время опроса сигнал с интегратора 8 превышает уровень порога, устанавливаемый решающим блоком, 11 и поступающим на третий вход компаратора 1, то вырабатывается сигнал записи единицы в счетчик 3 информационных символов. Выход счетчика 3 соединен с элементами 4 и 5 сравнения, один из которых определяет максимально допустимое, другой - минимально допустимое значения счетчика 3. Граничные значения счетчика 3 определяются на основании известного количества информационных символов на определенном промежутке времени. Опрос элементов 4 и 5 сравнения производится сигналом с выхода хронизатора 2. Этим же сигналом, задержанным в элементе 6 задержки на время срабатывания элементов 4 и 5 сравнения, производится опрос счетчика 3. Сигнал с выходов элементов 5 и 6 сравнения поступает на входы элемента ИЛИ 7. Если на выходе элемента ИЛИ 7 присутствует нулевой сигнал, это свидетельствует об отсутствии ошибок типа вставок и пропаданий. Сигнал с выхода интегратора 8 поступают на первые входы компараторов 19 каналов 14-16 анализа блока 12. На вторые входы компараторов 19 поступают уровни сигналов, устанавливаемые блоком 13 формирования порогов таким образом, что в канал 14 анализа поступает уровень u_n+u, в канал 15 - уровень u_n а в канал 16 - уровень U_n-u, причем уровень u_n задается решающим блоком 11, a u определяется в процессе анализа качества канала связи. Если сигнал с интегратора 8 превышает уровень порога, то сигнал с выхода компаратора 19 поступает на первый вход элемента И 18, на второй вход которого поступают сигналы дискретизации (высокочастотное заполнение) с выхода генератора 17 импульсов дискретизации, которые с выхода элемента И 18 поступают на первый вход счетчика 20, подсчитывающего число импульсов дискретизации.

По сигналу опроса с хронизатора 2 счетчик 20 опрашивается так, что на выходе дешифратора 21 появляется импульс, если количество импульсов дискретизации, подсчитанное счетчиком 20, превышает количество импульсов дискретизации, определяемое комбинацией, установленной в дешифраторе 21 канала 16 анализа, ниже количества импульсов дискретизации, определяемого дешифратором 21 канала 14 анализа либо лежит внутри интервала количества импульсов дискретизации, ограниченного

комбинациями, установленными в дешифраторе 21 канала 15 анализа, границы которого совпадают с соответствующими комбинациями, установленными дешифраторами 21 каналов 14 и 16 анализа, причем границы этого интервала выбираются с учетом того, что для оптимального порога в этот интервал попадает половина общего количества импульсов дискретизации, уменьшающихся на длительности информационного сигнала, т.е. верхняя граница, установленная дешифратором 21 канала 14, будет N/2+N_П.В. , а нижняя граница дешифратора 21 канала анализа 16 будет N/2-N _П.H.., где N - максимальное число, которое может быть зафиксировано счетчиком 20 на интервале, задаваемом хронизатором 2 и равном длине одного информационного импульса (т.е. максимальное число импульсов дискретизации, уменьшающихся в одном информационном импульсе), N_П.В. и N_П.Н. , определяют зону, в которой принятие решения о передаче 0 или 1 можно считать малодостоверным, и выбираются исходя из известных вероятностей ошибки принятия решения о приеме 0 или 1 соответственно.

Дешифраторы 23 на выходах счетчиков 22 настраиваются таким образом, что для канала 15 дешифратор 23 срабатывает, если в счетчике 22 накапливается величина больше некоторого значения М, которое выбирается исходя из требуемой величины вероятности ошибки, для которой будет проводиться анализ.

Значения дешифраторов 23 каналов 14 и 16 настраиваются на величину М+M, причем М характеризует, в соответствии с каким отклонением от величины вероятности ошибки будет искаться зона для порога. Таким образом, на каждом интервале анализа, задаваемом хронизатором 2, в каналах 14-16 принимается решение о качестве принимаемого сигнала по признаку качества различения приема его отдельных элементов. Может возникнуть 8 различных комбинаций в зависимости от результатов анализа в каналах 14-16. Пусть 1 на выходе дешифратора 23 - это принятие решения о превышении значения, М для канала 15 и превышения значения М+М для каналов 14 и 16.

На выходе элемента ИЛИ 7 будет 1, если канал качественный, и 0, если канал некачественный по признаку постоянства веса принимаемых элементов сигнала (нулей и единиц).

Таким образом, в блоке 9 будет анализироваться 16 различных комбинаций в соответствии с алгоритмом, представленным в таблице 1.

В зависимости от комбинации принятых решений производится управление порогами и выдача решения о качестве канала связи на первом выходе устройства.

Код принимаемого блоком 9 решения поступает на вход блока 13 формирования порогов, который вырабатывает новые уровни порогов изменением значений u_n±, u±, где (- шаг изменения порога, который определяется необходимой инерционностью

подстройки порогов, то есть определяется скорость скачков напряжения, его интенсивность, а также мощность включающихся потребителей в текущие моменты времени. Алгоритм формирования порогов представлен в таблице 2.

На выходе блока 13 формирования порогов снимается информация о текущем состоянии качества канала анализа, представляющая значение u, нормированное относительно текущего значения u _n.

В зависимости от результата анализа по признаку постоянства веса принимаемых элементов (нулей и единиц) за время анализа и результата анализа по признаку качества различения приема отдельных элементов в каждом канале с выхода устройства анализа снимается оценка качества канала анализа которая в зависимости от комбинации на входе может быть короткой, удовлетворительной или неудовлетворительной, а также производится управление порогами каналов анализа путем изменения величин u_n и u блоком формирования порогов в зависимости от выбранной комбинации на входе устройства анализа, с дополнительного выхода блока формирования порогов который является вторым выходом устройства снимается показатель качества канала (значение u, нормированное относительно текущего значения u _n: u/u_n, 0u/u_n2). Чем больше нормированное значение u/u_n, тем выше качество канала связи и выше достоверность контроля.

Анализатор качества канала, содержащий компаратор, первый вход которого соединен с выходом интегратора, второй вход с первым выходом хронизатора, счетчик информационных символов, выход которого подключен к первым выходам первого и второго элементов сравнения, элемент задержки и элемент ИЛИ, при этом второй выход хронизатора подключен к вторым входам первого и второго элемента сравнения, выход каждого из которых подключен к соответствующим входам элемента ИЛИ и входу элемента задержки, выход которого подключен к первому входу счетчика информационных символов, второй вход которого соединен с выходом компаратора, отличающийся тем, что дополнительно введены демодулятор и решающее устройство, причем вход демодулятора является входом устройства, выход которого соединен со входом интегратора, выход которого соединен со входом решающего устройства, устройства анализа, блок анализа, содержащий блок формирования порогов, генератор импульсов дискретизации, три канала анализа, каждый из которых включает компаратор, элемент И, первый счетчик, дешифратор, второй счетчик и второй дешифратор, причем первые входы компараторов каждого канала анализа соединены с соответствующими выходами блока формирования порогов, первый вход которого соединен с выходом решающего устройства, а второй вход с первым выходом устройства анализа, первые входы компараторов соединены с выходом интегратора приемного устройства, а выход компаратора соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов дискретизации, а выход с первым входом первого счетчика, второй вход которого соединен с третьим выходом хронизатора, а выход со входом дешифратора, выход которого соединен с первым входом второго счетчика, второй вход которого соединен с четвертым выходом хронизатора, выход второго счетчика соединен со входом второго дешифратора, выход которого является выходом соответствующего канала анализа, выходы каналов анализа соединены с соответствующими входами устройства анализа, дополнительный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, второй выход блока анализа является первым выходом устройства, а вторым выходом является дополнительный выход блока формирования порогов.