Устройство контроля качества дискретных каналов связи с переменными параметрами

Союз СоветскихСоцмапистичвснихРеспубпии ИСАНИЕ А КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, (51)М Н 04 В 3/46 присоединением заявки М23) П риоритет сударственый комите СССР о делам изобретений и открытий) УДК 621. .395.664 (088.8) а опубли вання описания 30.04.8.Ю, Якиме Зин 71) Заявител 54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ДИСКРЕТНЫХ КАНАЛОВ СВЯЗИ С ПЕРЕМЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ 20 Изобретение относится к технике передачи дискретных сообщений и может использоваться для оценки качества каналов связи с переменными параметрами при М-ичном приеме дискретных сообщений в условиях воздействия комплекса разнообразных помех.Известно устройство контроля качества дискретных каналов связи с переменными параметрами, содержащее М-ичный когерентный приемник дискретных сигналов, содержащий М ветвей приема, каждая из которых содержит последовательно соединенные перемножитель и интегратор, входы перемножителей объединены и соединены со входом М-ичного когерентного приемника дискретных сигналов и с первым входом блока вычисления соотношения сигнал/шум, выход интегратора каж" дой из М ветвей приема подключен к соответствующим входам, решающего блока, блока выбора максимума и блока выбора второго максимума, выход которого через первый детектор подключен к первому входу делителя, выходкоторого через первый пороговый элемент подключен к первому входу первого элемента совпадения и к первомувходу второго элемента совпадения,выход которого подключен к первомувходу блока оценки качества, второйвход которого соединен с выходом первого элемента совпадения, второй входкоторого соединен с выходом второгопорогового элемента, первый вход которого соединен с выходом первогомасштабного элемента, выход блокавыбора максимума подключен к второму входу блока вычисления соотношения сигнал/шум и через второй детектор подключен ко второму входу делителя и к первому входу третьего порогового элемента, второй вход которого соединен с выходом второго мас" .штабного элемента, вход которогообъединен с входом первого масштабного элемента, выход блока вычисле 3 92488ния соотношения сигнал/шум подключенк третьему входу блока оценки качества и через третий масштабный элемент подключен к другому входу первого порогового элемента 5Однако известное устройство имеет низкую точность контроля,Цель изобретения - повышение точности контроля.Для достижения указанной цели в 1 оизвестное устройство контроля качества дискретных каналов связи с переменными параметрами, введены блоквыбора минимума, третий детектор,реверсивный счетчик, блок усреднения, 1 зпри этом входы блока выбора минимумасоединены с соответствующими выходами интеграторов, выход блока выбораминимума через третий детектор подключен к второму входу второго порогового элемента, выходы второго итретьего пороговых элементов подключены к соответствующим входам реверсивного счетчика, выход которого через блок усреднения подключен к25объединенным входам первого и второго масштабного элементов.На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство контроля качества дискретных каналов связи с переменными параметрами содержит М-ичный когерентный приемник 1 дискретных сигналов, 3 в который входят решающий блок 2, блок 3 выбора максимума и М ветвей приема 4-1 " 4"М, каждая из которых состоит из перемножителя 5 и интегратора б, блок 7 вычисления соотно щения сигнал/шум, состоящий из двух квадраторов 8 и 9,интегратора 10, двух блоков 11 и 12 усреднения, делителя 13 и блока 14 вычитания, первый ивторой детекторы 15 и 16 соот ветственно, делитель 17, первый, второй и третий пороговые элементы 18- 20 соответственно, первый, второй и третий масштабные элементы 21-23соответственно, первый и второй эле- з 0 менты совпадения 24 и 25 соответственно, блок 26 оценки качества, блок 27 выбора минимума, третий детектор 28, реверсивный счетчик 29, блок 30 усреднения, блок 31 выбора второ- и го максимума.Устройство работает следующим образом. 1 4На вход М-ичного когерентного приемника 1 поступает смесь сигнала с помехой. В перемножителях 5 эта смесь умножается на М опорных сигналов, соответствующих информационнымсигналам. Выходные сигналы с интеграторов 6 поступают на решающий блок 2, блок 3, блок 31 и блок 27. По команде с решающего блока 2 блок 3 подключает интеграторы 6, на выходе которых наблюдаются максимальные выходные сигналы, к блоку усреднения 12, который осуществляет усреднение выходного сигнала интегратора 6 за время, необходимое для приема К сигналов. Полученная средняя величина максимального сигнала интеграторов возводится в квадрат квадратором 8 и подается на входы блока вычитания 14 и делителя 13, Эта величина пропорциональна средней мощности сигнала, Одновременно смесь сигнала с помехой поступает на квадратор 9 и с интегратоРа 10 поступаетна блок усреднения 11, аналогичный блоку 12. Величина, поступающая с выхода блока усреднения 11 на вход блока вычитания 14 пропорциональна средней .мощности смеси сигнала с шумом.С выхода блока вычитания 14 величина, пропорциональная средней мощности только шума поступает на другой вход делителя 13, с выхода которого снимается величина, пропорциональная отношению сигнал/шум за время длительности нескольких сигналов. Эта величина поступает на блок 26, через третий масштабный элемент,.23 поступает на первый пороговый элемент 18. С выхода второго экспоненциального детектора 16 максимальный выходной сигнал поступает на один из входов делителя 17, на другой вход которого поступает второй по величине выходной сигнал интеграторов, прошедщий через первый экспоненциальный детектор 15, С выхода делителя 17 сигнал, пропорциональный отношению максимального выходного сигнала к второму максимуму, поступает на вход первого порогового элемента 18, Если сигнал на входе первого порогового элемента 18 меньше порога, то наВего выходе появляется импульс, который поступает на один из входов элементов совпадения 24 и 25. Одновременно макСимальный сигнал с выхода второго экспоненциального детекто5 9248 ра 16 поступает на вход третьего порогового элемента 20, на выходе которого появляется импульс, если величина сигнала будет меньше порога и который поступает на второй вход второго элемента совпадения 25.Минимальный по величине помеховый отклик с выхода блока 27, прошедший через третий экспоненциальный детектор 28,поступает на второй пороговый о элемент 19, на выходе которого появляется импульс, если сигнал с выхода третьего экспоненциального детектора 28 больше порога. Этот импульс поступает на другой вход пер вого элемента совпадения 24. Импульсы с выходов обоих элементов совпадения поступают на соответствующие входы блока 26.Выходы второго и третьего пороговых элементов соединены с входами реверсивного счетчика 29 таким образом, что при поступлении импульса с выхода второго порогового элемента 19 число, записанное в реверсив ном счетчике 29 увеличивается, а при поступлении импульса с выхода третьего порогового элемента 20, число, записанное в реверсивном счетчике 20, уменьшается, Блок усреднения 30 осу ществляет усреднение чисел, записанных в реверсивном счетчике 29. Выходная величина с блока 30 усреднения используется для формирования пороговых уровней в первом и втором З 5 масштабных элементах, который поступает на соответствующие пороговые элементы. Использование предлагаемого устройства возможно и в условиях действия чисто гауссовских широкополосных помех с равномерным спектром, т.е. в условиях работы известного. Сравнение работы известного и предлагаемого устройства показывает, что качество контроля, осуществляемого предлагаемым устройством, повышается, так как помеховые отклики оцениваются непосредственно на выходах каналов не только сверху,(по второму максимуму) но и снизу (по минимуму), т.е. в предлагаемом устройстве для вынесения решения о качестве канала используется более полный объем информации. Метод статистического формирования порогов сравнения максимального сигнального отклика и минимального по- мехового отклика в условиях действия гауссовских помех также оказывается весьма эффективным и практиИмпульсы с выхода второго элемен 40 та 25 совпадения характеризуют такое состояние канала связи, когда уровень максимального выходного сигнала становится меньше порога (что возможно при замираниях сигнала) отно 45 шение максимального сигнала к второ" му максимуму также меньше порога (что также соответстует замираниям сигнала). Появление импульса с выхода второго элемента совпадения 25 свидетельствует о недостоверном прие"50 ме принятого сигнала и появлении замираний в канале.На выходе первого элемента совпадения 24 импульс появляется тогда, когда одновременно минимальный по 55 меховый отклик станет больше порога и отношение максимального сигнала к второму максимуму станет меньше по 81 6рога, что будет характеризовать не- .достоверность решения и забитие всехканалов помехами.Если импульсы появляются на выходах первого и второго элементов совпадения одновременно, то это характеризует ситуацию в канале, когдамаксимальный сигнал меньше пброга,минимальный сигнал больше порога иотношение максимума ко второму максимуму меньше порога. Это свидетельствует об одновременном паденииуровня сигнала и возрастании помех.,забивающих все каналы приемника, Решение о наличии сигнала считается недостоверным,Если импульсы появляются на выходе первого порогового элемента 18, ана выходах элементов 24 и 25 совпадения импульсы не появляются, то этосвидетельствует о воздействии узкополосной или структурной помехи.Таким образом, предлагаемое устройство контроля качества дискретныхканалов связи осуществляет контрольканалов связи в условиях действияимпульсных узкополосных и структурных помех, что выгодно отличает егоот известного, работоспособного в условиях действия только гауссовских помех с равномерным спектром,Предлагаемое устройство можно применять практически во всех каналахсвязи, подверженных воздействию комплекса помех, в которых используютсяМ-ичный методы передачи сигнала.7 9248 чески эквйвалентным методу, использованному в известном, основанном на оценке мощности поЬехи в канале с помощью специального блока оценивания. 5Таким образом, в условиях гаус- . совских помех предлагаемое устройство обеспечивает по сравнению с известным повышенное качество контроля, так как анализируется полный диа пазон помеховых откликов, в то время как в известном помеха оценивается по 2-му максимуму..Кроме того, качество контроля каналов связи предлагаемым устройст вом заметно улучшается в сложных по- меховых условиях за счет увеличения разнообразия выявляемых устройством ситуаций в канале (замирания сигнала, возрастание уровня помех и сте пень забития каналов приемника, воздействие, узкополосных или структурных помех) и за счет большей стабильности пороговых уровней сравнения сигнала и помехи, 25Формула изобретенияУстройство контроля качества диск- зО ретных каналов связи с переменными параметрами, содержащее И-ичный когерентный приемник дискретных сигналов, содержащий И ветвей приема, каждая из которых содержит последовательно соединенные перемножитель и интегратор, входы перемножителей объединены и соединены с входом И-ичного когерентного приемника дискретных сигналов и с первым входом 40 блока вычисления соотношения сигнал/шум, выход интегратора каждой из И ветвей приема подключен к соответствующим входам решающего блока, блока выбора максимума и блока выбора второго максимума, выход которого через первый детектор подключенпервому входу делителя, выход которого через первый пороговый элемен;подключен к первому входу первогоэлемента совпадения и к первому вхо-ду второго элемента совпадения, выход которого подключен к первому входу блока оценки качества, второй входкоторого соединен с выходом первогоэлемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом второгопорогового элемента, первый вход которого соединен с выходом первогомасштабного элемента, выход блокавыбора максимума подключен к второмувходу блока вычисления соотношениясигнал/шум и через второй детекторподключен к второму входу делителяи к первому входу третьего порогового элемента, второй вход которогосоединен с выходом второго масштабного элемента, вход которого объединен с, входом первого масштабного элемента, выход блока вычисления соотношения сигнал/шум подключен к третьему входу блока оценки качества ичерез третий масштабный элемент подключен к другому входу первого порогового элемента, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, в него введены блок выбора минимума, третий детектор, реверсивный счетчик, блокусреднения, при этом входы блока выбора минимума соединены с соответствующими выходами интеграторов, выходблока выбора минимума через третийдетектор подключен к второму входувторого порогового элемента, выходывторого и третьего пороговых элементов подключены к соответствующим входам реверсивного счетчика, выход которого через блок усреднения подключен к объединенным входам первого ивторого масштабного элементов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2818220/18-09,кл. Н 01 В 3/Й 6, 1980 (прототип).