Устройство определения состояния каналов в системах с импульсно-кодовой модуляцией

,2содержит 1 выделитель огибающей (1), 1 линию задержки (2), 2 регулятора амплитуды (3, 4), 4 элемента сравнения (5-8), 1 элемент ИЛИ (9), 6 элементов И (10, 14 - 16, 18, 21), 1 формирователь сигналов коммутации каналов (11), 1 преобразователь кода (12), 1 последовательный регистр (13), 1 двоичный счетчик (17). 2 коммутатора (19, 20), 29 элементов памяти (22 - 51). 1-2-3-7-9- 10-21-11, 2-4-8-9, 1-5-9, 1 6-10, 12-13-14.19-22-21, 13-15-.20-37, 19-23, 19-36, 20-37, 20-50, 20-51, 16-14, 16-15, 16-18- 17-19, 16-17-20. 2 ил. зрю сир Ь перый улр. 5 хь 3 ,;рдц ар 5 хь 3 1 рилио пр. Ь 01 ОСУДАР СТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР МУ С В ИДЕТ ЕЛ Ь СТВУ(71) Московский институт связи(54) УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТОЯНИЯ КАНАЛОВ В СИСТЕМАХ С ИМПУЛЬСНО-КОДОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙИзобретение относится к многоканальной электросвязи и может найти йрименение в цифровых статистических системах передачи (ЦССП) и эхозаграждающих устройствах.Известны устройства для определения состояния каналов в ЦССП, которые определяютфследующие возможные состояния каналов: доставлен абоненту, но в данный момент в передаче информации имеется пауза;состояние 4 - канал актйвен, т,е, предоставлен абоненту, и по нему в данный мо 15 мент осуществляется .передача информации,Каналы, находящиеся в состояниях 1 или 3, используются для передачи информа 20 ции других дополнительных абонентов, за счет чего повышается эффективность системы передачи. Определение состояний канала в известных устройствах, получивших названия речевых детекторов или обнару- жителей речи, оСновано на выявлении Сигнала на фоне шумов по различнымстатистическим признакам (например, 30сйектральнымхарактеристикам, кбрреляцианным связям, распределению амплитуди т.д,). Однако в таких устройствах возможны ошибкй в оценке состояния канала; возникают потери начальных участков речевыхотрезков; искусствейно увеличивается коэффициент активности каналов. 35 Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому реэультату является устройство определения состояния каналов в системах с импульсно- кодовой модуляцией (ИКМ), содержащее выделитель огибающей, линию задержки, два регулятора амплитуды, четыре элемента сравнения, элемент ИЛИ, элемент И и формирователь сигналов коммутации каналов. Определение состояния канала вэтом устройстве осуществляется путем сравнения амплитуды поступающего сигнала с некото рыми пороговыми уровнями, а кроме того, для выделенияслабых сигйалов нафоне шумов оценивается относительное изменение огибающей сигнала (при этом полагают. что шум является случайным процессом с малым изменением огибающей, а речевой сигнал - процессом с существенными изменениями огибающей). Для этого на вход выделителя огибающей канального сигнала подается дискретный канальный состояние 1 - канал свободен, т.е. не 10 предоставлен абоненту;состояние 2 - канал занят, т.е. предоставлен абоненту;состояние 3 - канал пассивен, т.е, пресигнал, и на его выходе формируется непрерывный канальный сигнал, который поступает на входы всех четырех элементовсравнения и на вход линии задержки. В первых двух элементах сравнения сигнал сравнивается с пороговыми уровнями -30 дБмОи -50 дБмО, а в двух дополнительнь,х схемахсравнения - с сигналом, поступающим с выхода линии задержки через регуляторы амплитуды, что обеспечивает оценкуотносительного изменения огибающей сигнала как в сторону возрастания, так и всторону уменьшения. Выходы элементовсравнения таким образом подключены квходам элементов ИЛИ и И, что канал считается активным (появляется сигнал на выходе элемента И) в следующих случаях;уровень сигнала превысил величину -30дБмО; уровень сигнала превысил величину-50 дБмО, ипри этом одним из дополнительныхэлементов сравнения зафиксировано уста-.новЛенное с помощью регуляторов амплитуды относительное изменение огибающейсигнала (в сторону возрастания или умень-.шения).Только в этих случаях формировательсигналов коммутации каналов выдает сигнал, разрешающий коммутацию (подключение) данного канала к оборудованию ЦССП.Однако относительно невысокая достоверность определения состояния каналов вэтом устройстве приводит к искусственномуповышению коэффициента активНости каналов, частичным потерям информации и,как следствие, к уменьшению эффективности системы передачи и снижению качествапередачи информации.Целью изобретения является повыше- .ние достоверности определения состоянияканаловСостояния 1 или 2 канала определяютсяв предлагаемом устройстве путем логического анализа сигналов управления и взаимодействия (СУВ), исключающеговозникновение ошибок и временных задержек, В соответствии с алгоритмом формирования группового цифрового сигнала ваппаратуре ИКМдля передачи СУВ выделяется 16-й канальный интервал (КИ 16) каждого цикла передачи; который содержит 32канальных интервала (КИО-КИ 31). В каждомцикле передаются СУВ только для двух телефонных каналов (ТК), а для передачи СУВвсех тридцати ТК используются 15 циклов,маркируемых как Ц 1, Ц 2 Ц 15, Для правильного разделения СУВ по каналам на приемев одном из циклов, маркируемых как ЦО, вКИ 16 передается специальный синхросигнал, называемый сверхцикловым. Совокупность циклов ЦОЦ 15 получила название элемента памяти, а выход каждого из злесверхцикла, ментов памяти соединен с первым входомДля определения состояния каналов соответствующегошестогоэлемента И, вто("занят" или "свободен" ) достаточно опреде- рой вход которого соединен с выходом перлитьсостояния разрядов Р 2 иР 6("1" - канал 5 вогоэлемента И, выходшестого элемента И занят, "0" - канал свободен) в КИ 16. подключен к входуформирователя сигналовПоставленная цель достигается тем, чтокоммутации каналов, выход которого явля- в устройство определения состояния кана- ется выходом устройства,лов в системах с импульсно-кодовой моду- На фиг. 1 приведена структурная злектляцией, содержащее последовательно 10 рическая схема предлагаемого устройства; соединенные выделитель огибающей и ли- на фиг. 2 - временныедиаграммы(управлянию задержки, первый и второй регуляторы ющие импульсные последовательности ИП амплитуды, входы которых соединены с вы- Р 8, ИП КИ 16 и ИП ЦО),ходом линии задержки, четыре элемента Устройство содержит выделитель огисравнения, элемент ИЛИ, первый элемент 15 бающей 1, линию задержки 2, регуляторы И, формирователь сигналов коммутации ка- амплитуды 3 и 4, элементы сравнения 5 - 8, налов, причем вход выделителя огибающей элемент ИЛИ 9, элементы И 10, формироеаявляется первым информационным входом тель сигналов коммутации каналов 11, преустройства, а выход подключен к первым образователь кода 12, восьмиразрядный входам всех элементов сравнения, вторые 20 последовательный регистр 13, элементы И входы первого и второго элементов сравне-16, четырехразрядный двоичный счетчик ния являются входами сигналов опорного 17, элемент И 18, коммутатора 19 и 20, эленапряжения, вторые входы третьего и чет- мент И 21, элементы памяти 22 - 51. С первовертого элементов сравнения соедиНенй с го информационного входа устройства выходами первого и второго регулятора ам анализируемый канальный сигнал подается плитуды, выходы первого, третьего и чет- на вход выделителя огибающей 1, выход ковертого элементов сравнения соединены торого соединен с входом линии задержки соответственно с первым, вторым, третьим 2 и с первыми входами всех четырех элеменвходамизлемента ИЛИ, выход которогосо- тов-сравнения 5 - 8, На вторые входы элеединен с первым входом первого элемента 30 ментов сравнения 5 и 6 подаются сигналы И, второй вход которого соединен с выхо- опорного напряжения с уровнями -30 дБмО дом второго элемента сравнения, введеныи -50 дБмО соответственна, а вторые входы преобразователь кода, регистр; счетчик, элементов сравнения 7 и 8 соединены с выпервыйи второй коммутаторы,элементы па- ходами регуляторов амплитуды 3 и 4 соотмяти по числу каналов и пять элементов И, 35 ветственно, входы которых объединены и вход преобразователя кода является вто- подключены к выходу лийии задержки 2, рым информационным входомустройства, а Выходы элементов сравнения 5,7 и 8 соедивыход соединен с информационным входом нены с входами элемента ИЛИ 9, выход корегистра, управляющий вход которого явля- торого подключен к первому входу элемента ется входом тактовой частоты, первый и вто И 10. Второй вход элемента И 10 подключен рой выходы регистра соединены к выходу элемента сравнения 6, а его выход соответственно с первыми входами второго соединен с первым входом злемейта И 21, и третьего элементов И, вторые входы кото- второй вход которого подключен к выходу рых объединены и соединены с выходом элемента памяти 22. Выход элемента И 21 четвертого элемента И, первый и второй 45 соединен с входомформирователя сигналов входы которого являются первым и вторымкоммутации канала, вйход к 1 зторогб являет- управляющими входами устройства, выход ся выходом устройства. От второго инфор- . четвертогоэлемента И соединен синформа- мационного входа устройства на вход ционным входом счетчика и первым входом преобразователя кода 12 подается группо- пятого элемента И, второй вход которого 50 вой ИКМ-сигнал, Выход преобразователя является третьим управляющим входом ус- кода 12 подключен кинформационному.вхатройства,а выходподключен куправляюще-. ду регистра 13, на управляющий вход котому входу счетчика, выходы которого . рого подается сигнал тактойой частоты 1 т. соединены с объединенными адресными 55 Первый и второй информационные выходы входами первого и второго коммутаторов, регистра подключены к первьМвхооам элеинформационные входы которых соедине- ментов И 14 и 15 соответственно, а к вторым ны соответственно с выходами второго и входам этих элементов подключен выход третьего элементов И, соответствующие вы- элемента И 16, на входы которого от первого ходы первого и второго коммутаторов сое- и второго управляющих входовустройствадинены с входом соответствующего ему подаются управляющие импульсныепбсггедовательности, соответствующие временному положению восьмого разряда (ИП Р 8) и шестнадцатого канального интервала (ИП КИ 16). Выход элемента И 16 подключен также к информационному входу счетчика 17, выходом соединенного с адресными входами коммугаторов 19 и 20, информационные входы которых соединены с выходами элементов И 14 и И 15 соответственно, Управляющий вход счетчика 17 соединен с выходом элемента И 18, на один из входов которого подается импульсная последовательность, соответствующая" временному положению нулевого цикла в сверхцикле (ИП ЦО), а другой вход соединен с выходом элемента И 16. Выходы коммутаторов 19 и 20 соединены с входами соответствующих элементов памяти 22 - 51 (общее числоэлементов памяти соответствует числу каналов, т.е, равно 30 для ЦСП ИКМ-ЗО), а выходы элементов памяти 22-51 соединены с вторыми входами элементов И 21 соответствуЮщих каналов,Все сигналы, поступающие на информационные и управляющие входы устройства, формируются в оборудовании ЦСП ИКМ-ЗО.Устройство работает следующим образом,Как и в прототипе, с помощью элементов сравнения 5 и 6 сравнивается уровень сигнала, формируемого на выходе выделителя огибающей 1, с пороговыми уровнями, а для умЕньшения вероятности ложного срабатывания устройства из-за воздействия шумов при поступлении слабого канального сигнала с помощью линии задержки 2, регуляторов амплитуды 3 и 4 и компараторов 7 и 8 дополнительно анализируются динамические параметры сигнала, характеризующие степень возрастания или убывания огибающей сигнала, Через элементы ИЛИ 9, И 10 и И 21 результат анализа поступает на вход формирователя сигналов коммутации канал 11, который выдает на выход устройства сигнал состояния канала (" Активен" или "Пассивен" ). Однако во избежание ошибочного принятия решения элемент И 21 будет открыт только при наличии разрешающего сигнала, формируемого следующим образом; На вход преобразователя кода 12, преобразующего квазитроичный код в двоичный, со второго информационного входя устройства поступает групповой ИКМ-сигнал. Под управлением сигнала тактовой частоты 1 т в регистр 13 последовательно записываются кодовые группы, передаваемые в канальных интервалах цикла передачи ЦСП. После того кэк в регистр будут записаны символы СУВ, передаваемые в КИ 16, содержимое анализируемых разрядов Р 2 и Р 6 с первого и второго выходов регистра под управлением ИП КИ 16 и ИР Р 8 через элементы И 14 и И 15 поступает на информационные входы коммутаторов 19 и 20 со ответственно, а с их выходов - в элементыпамяти 22 - 51, номер которых определяется адресным кодом, поступающим на адресные входы коммутаторов с выхода счетчика 17. При этом с помощью элементов И 14 и И 10 15 обеспечивается считывание информациииз регистра 13 только после того, как в нем будут записаны СУВ, т.е. в моменты времени Р 8 хКИ 16, с помощью элемента И 18 обеспечивается установка счетчика 17 в 15 исходное состояние в начале каждого сверхцикла в моменты времени Р 8 хКИ 16 хЦО, а. каждый последующий импульс, поступаю. -щий на информационный вход счетчика 17 с выхода элемента И 16, обеспечивает изме кение его состояния на единицу и записьсодержимого Р 2 и Р 6 в следующие по очереди элементы памяти 22 - 51, Адресная ин-.формация, формируемая на выходах счетчика 17, представляет собой четырех разрядный двоичный код номера текущегоцикла всверхцикле, Таким образом, информация о состоянии каждого из каналов, хранящаяся в соответствующих элементах памяти 22-51, будет изменяться (или сохра няться один раз за сверхцикл, длитель ность которого равна 2 мс. Сигналы свыходов элементов памяти поступают на элементы И 21. соответствующих каналов, разрешая или запрещая прохождение сиг нала с выхода элемента И 10 нэ вход формирователя сигналов коммутации канала 11, нэ выходе которого формируется сигнал "1", если канал занят и активен, и "0", если канал свободен или пассивен, Таким образом, 40 блоки устройства 1220 общие для всехтридцати каналов, э все остальные блоки устройства индивидуальные.Повышение достоверности определения состояния каналов позволяет улучшить 45 качество передачи информации и повыситьэффектйвность системы передачи.Формула из об рете н и я Устройство определения состояния каналов в системах с импульсно-кодовой мо дуляцией, содержащее последовательносоединенные выделитель огибающей и линию задержки, первый и второй регуляторы амплитуды, входы которых соединены с выходом линии задержки, четыре элемента 55 сравнения, элемент ИЛИ, первый элементИ, формирователь сигналов коммутации каналов, вход выделителя огибающей является первым информационным входомустройства, а выход подключен к первым входам всех элементов сравнения вторые1764172 10 входы первого и второго элементов сравне- рых объединены и соединены с выходом четния являются входами сигналов опорного вертого элемента И, первый и второй входы напряжения, вторые входы третьего и чет- которого являются первым и вторым управвертого элементов сравнения соединены с ляющими входами устройства, выход четвыходами первого и второго регуляторов 5 вертого элемента И соединен с амплитуды,выходы первого,третьегоичет- информационным входом счетчика и первертого элементов сравнения соединенывым входом пятого элемента И, второй вход соответственно с первым, вторым, третьим . которого является третьим управляющим входамиэлемента ИЛИ, выход которогосо- входом устройства, а выход подключен к единен с первым входом первого элемента 10 управляющему вход счетчика, выходы кото- И, второй вход которого соединен с выхо- рого соединены с обьединенными адресныдомвторогоэлементасравнения,отлича- ми входами первого и второго ю щ е е с я тем, что, с целью повышения коммутаторов, информационные входы кодостоверности определения состояния ка- торых соединены соответственно с выходаналов, введены преобразователь кода, ре ми второго и третьего элементов И, гистр, счетчик, первый и второй соответствующиевыходыпервогоивторого коммутаторы, элементы памяти по числу ка- коммутаторов соединены с входом соответ-налов и пять элементов И, вход преобразо- ствующего ему элемента памяти, а выход вателя кода является вторым каждого из элементов памяти соединен с информационным входом устройства, а вц первым входом соответствующего шестого ход соединен с информационным входом элемента И, второй вход которого соединен регистра, управляющий вход которого явля- с выходом первого элемента И, выход шесется входомтактовой частоты, первый и вто- того элемента И подключен к входу формирой выходы регистра соединены рователя сигналов .коммутации каналов, соответственно с первыми входами второго 25 выход которого является выходом устройсти третьего элементов И. вторые входы кото- ва. ивркцонл т, ура Р ОУ Л СУР ЮР ать (тг гуй гудсую гутя ттт (туг) Фг Фи оставитель В,Го ехред М.Морген иенк Редактор Г,Бельская ректор А.Долин Заказ 4321 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-и зс,агельский комбинат "Патент", г. Ужгор гарина, 10