Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Бухвинер В.Е. Оценка качества радиосвязи

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.10.2023

Размер:

15.74 Mб

Скачать

☆

1 / 231 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 > Следующая >>>

В. Е. Б У Х В И Н Е Р

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА РАДИОСВЯЗИ

ИЗДАТЕЛЬСТВО «СВЯЗЬ»

МОСКВА

6Ф1.3 Б94

* Д К 621.396.4

Бухвинер В. Е.

Б94 Оценка качества радиосвязи . М. «Связь», 1974.

224 с. с ил.

В книге рассматриваются методы и техника оценки качества связи при передаче сигналов в одпоканальных и многоканальных радиотеле графных системах связи.

Дана оценка качества связи на современных радиолиниях двойного частотного телеграфирования (ДЧТ) и о перспективных однополосных радиоканалах (ОБП) с фазовой манипуляцией.

Иллюстрируются приборы-индикаторы и анализаторы качества ра диосвязи — и приводятся результаты измерения некоторых параметров, характеризующих качество связи на экспериментальных и эксплуатирую щихся радиолиниях.

Книга рассчитана на специалистов по разработке н эксплуатации систем радиосвязи, а также может быть полезной студентам и аспиран там факультетов связи.

30402—13

34—74

6Ф1.3

045(01)—74

©Издательство «Связь», 1974 г.

Вилен Ефимович Бухвинер

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА	РАДИОСВЯЗИ
Редактор В. Г. Лазарев	Художник И. А. Федоров
Техн. редактор Г. И. Шефер	Корректор Г. Г. Лев
Сдано в набор 3/VIII 1973 г.	Подписано в леч. 18/ХП 1973 г.


Форм. бум. 60х90/\|6	.14,0 печ. л.		14,0 усл.чп. л.		.15,18 уч.-изд. л.
Тираж 6300 экз. Т-Ш082	Бумага	писчая	We 2	Зак. .изд. 15393		Цена 76 коп.
Издательство	«Связь»,	Москва-центр,		Чистопрудный		бульвар, 2

Типография издательства «Связь» Государственного комитета Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.

Москаа-центр, ул. Кирова, 40. Зак. тип. 208

ПРЕДИСЛОВИЕ

Внастоящее время происходит не только количественный рост •сетей связи, .но и их качественные 'изменения (например, -внедрение

космических средств с в я з и ) .		П о я в л я ю т с я	модемы	(модуляторы —
д е м о д у л я т о р ы ) ,	обеспечивающие новые		услуги связи (например,
передача данных, цифровой радиотелефон			и т. п.).	требуют совер
Р а з р а б о т к а	и внедрение	новых средств связи

шенствования и унификации методов и приборов для испытаний радиолиний 'и модемов, нормирования качества связи. Измерения

качества связи быстро развиваются в самостоятельное					направле
ние электроизмерений .
В книге представлена методика оценки качества				связи, р а з р а
ботанная	применительно к	коротковолновым	р а д и о к а н а л а м , по
скольку этот диапазон радиосвязи -наиболее			подвержен		влиянию
различных	искажений, помех	и изменений в	среде	распростране

ния сигналов. Эти искажения сигналов в меньшей мере свойствен ны л ю б ы м к а н а л а м электросвязи, и, следовательно, полученные здесь рекомендации и м е ю т общетехническое значение.

Следует подчеркнуть, что хотя к настоящему времени известно

много публикаций, посвященных отдельным исследованиям но	ана
лизу частных параметров качества радиосвязи, о б о б щ а ю щ а я	ли

тература пока отсутствует. В данной работе приведены не только результаты последних исследований, но н данные, полученные ав

тором за последнее	десятилетие при анализе эксплуатирующихся
и экспериментальных	радиолиний.

В работе изложены методы и техника оценки качества связи, которые могут использоваться при испытаниях модемов связи или их элементов, сравнении разных радиолиний или их режимов, раз

работке систем с автоконтролем -или с адаптацией	по качеству
связи .
Представлены т а к ж е результаты использования	предложенной

методики для конкретных исследований. Иллюстрируются чюдроб- ные данные о статистических закономерностях изменения времен

ных и с к а ж е н и й		в р а д и о к а н а л а х	с Ч М и ФМ .		К В А Р Ц выпол
С	помощью	разработанных	приборов Т А Н К	и	К В А Р Ц выпол
нены	долговременные статистические исследования временных ис
кажений детектированных дискретных сигналов,				а	с помощью фа-

— а —

зоанализатора С А Ф Р А — анализ фазовых флуктуации радиосиг

налов.

Представленные материалы являются в основном оригинальны ми, содержат аналитические обзоры отечественных и зарубежных публикаций, а т а к ж е соответствующих документов М К К Р .

В	получении, обработке и обсуждении большей части экспери
ментальных материалов приняли активное участие			Н. В. Бандура,
B. А. Дубровский,		В. Б . Малыгин, М. М. Р о ж к о в ,	С. Е.	П а щ е н к о ,
C. В . Ткачев, работы которых отмечены ссылками в тексте.
В	разработке	программ исследований принимали		участие

проф. А. А. Пирогов, проф. Н. И. Чистяков . В подготовке книги к печати оказал помощь канд. техн. наук В. В . Гинзбург. Всем им автор приносит искреннюю благодарность .

Замечания по книге следует направлять по адресу: Москва- центр, Чистопрудный бульвар, 2, изд-во «Связь».

1. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА СВЯЗИ

1.1.К Р И Т Е Р И Й К А Ч Е С Т В А СВЯЗИ


			Общие	сведения
П е р е д а ч а дискретных			сигналов методами				современной			радио
с в я з и представляет собой 'сложный технологический									процесс, ха
рактеризующийся		рядом	параметров,		к а ж д ы й		из	которых		воздей
ствует на качество передачи информации (1].
П о д	качеством	связи	обычно	понимается			степень		пригодности
к а н а л а	связи д л я	эксплуатации,		т. е. д л я		'передачи		информации .
Среда распространения сигналов					и	характер		помех, а		т а к ж е

•свойства модема с в я з и воздействуют тем или иным образом на качество связи [2—4].

Качество связи обычно оценивается степенью соответствия при нятого сообщения ^переданному (например, соответствие принятого телеграфного текста переданному) -

Поскольку в 'процессе трансляции радиосигналов подобным кри терием пользоваться невозможно, потери достоверности принимае мых двоичных сигналов характеризуются коэффициентом ошибок Р0 при поэлементной регистрации детектированных сигналов [5]:

г д е z — среднее количество ошибок, т. е. двоичных знаков, поляр ность которых противоположна полярности манипулирующих зна

ков,	а	N — количество	двоичных		знаков, переданных			по	к а н а л у
связи.
Вероятность (частость) ошибок					(по	бинарным	или	а л ф а в и т н ы м
з н а к а м )		характеризует	качество	связи		л и ш ь при	п е р е д а ч е		двоич
ных	сигналов в к а н а л а х		с постоянными			п а р а м е т р а м и и		белым шу
мом.	О п р е д е л я ю щ и м и ф а к т о р а м и			в	данном с л у ч а е		являются: огра

ничение полосы пропускания к а н а л а , наличие амплитудных, час

тотных, фазовых	нелинейностей в модеме и к а н а л е связи,				наличие
расси'нхронизации	по несущей	частоте и частоте манипуляции .
В к а н а л а х с переменными		п а р а м е т р а м и	(например,	в	коротко
волновой радиосвязи) значение вероятности			ошибок Р0	не	обеспе

чивает полной характеристики качества связи, поскольку при из

менении	условий распространения радиоволн в различные	периоды
времени	н а б л ю д а е т с я различная вероятность ошибок .	Поэтому,

— 5 —

к р о ме вероятности

ошибок,

необходимо

учитывать

время

работы

с заданной

вероятностью.

Тр,

И н а ч е говоря, отношением с у м м ы (промежутков времени

в те

чение которых вероятность о ш и б о к не

превышает

установленную

величину Р0,

ко всему «времени

работы данной радиолинии Т м о ж

но х а р а к т е р и з о в а т ь

надежность

работы

радиолинии:

^ - .

(1.2)

К настоящему времени не установилась окончательно ни мето

дика

оценки

качества связи,

ни соответствующая

терминология .

О д н а к о

оценка

качества

координатах «надежность — досто

верность»,

у к а з а н н а я в ы ш е ,

соответствует

рекомендациям

МК.К.ТТ

и М К К Р . Так, в рекомендациях

по методам

эксплуатации т е л е г р а ф

ных

к а н а л о в

овязи

[3] у к а з ы в а е т с я :

« Д л я обеспечения при

современном состоянии техники

хороше

го

качества

телеграфной

связи

следует

временно

рекомендовать

д л я

полной

телеграфной

связи,

включающей

радиоканал,

макси

м а л ь н о допустимое количество

ошибок

на

100 000

переданных

алфавитных телеграфных .сигналов. Однако

этот

коэффициент

ошибки не

может допускаться

в течение

всего 'периода

эксплуата

ции

связи.

Администрации связи д о л ж н ы договариваться м е ж д у

собой о

том, в течение какого процента

времени

работы связи

м а к с и м а л ь

ный коэффициент ошибки является

допустимым».

Следовательно,

м о ж н о с д е л а т ь

вывод, что

качество

связи

впол

не

определяется п а р а м е т р а м и

т|, поскольку вероятность

о ш и

бок Р характеризует свойства модема и Шума, а надежность ц —

свойства р а д и о к а н а л а и сосредоточенных	помех.
Отметим, что метод оценки качества	связи параметром н а д е ж

ности, т . е . с учетом относительного времени действия связи с фик сированной частостью ошибок, успешно использован Е. Н. Копоплевой д л я нормирования необходимых отношений сигнал/помеха на коротковолновых радиолиниях 1[4]. Соответствующие экспери ментальные данные, полученные на радиолиниях в р е ж и м е пере

дачи—'приема тест-сигналов,	могут быть использованы д л я	проек
т и р о в а н и я или классификации	радиоканалов .
О д н а к о для использования	п а р а м е т р о в .«надежность» и	«досто

верность» в целях автоконтроля, регистрации или улучшения к а ч е

ства связи необходима иная			методика	их регистрации — без нару
шения р е ж и м а	э к с п л у а т а ц и и		радиолиний передачей тест-сигналов.
Не менее в а ж н о й з а д а ч е й			является а н а л и з		статистических за
кономерностей	изменения	п а р а м е т р о в		Р и ц,	т. е. исследование
функции качества овязи		Р(ц).
Т а к и м образом, выбор		и	а н а л и з	эксплуатационного критерия

оценки качества радиосвязи, обеспечивающего автоконтроль и ав торегулирование в системах связи, являются актуальной и в а ж ной задачей .

— 6 —

		Коэффициент эффективности
В соответствии		с рекомендацией М К К Р 345		качество телеграф
ного	р а д и о к а н а л а ,	оснащенного	аппаратурой	с	автоматическим
з а п р о с о м ошибок,		может оцениваться коэффициентом				эффективно
сти	во времени [5], который определяется отношением					времени, не
обходимого д л я автоматической			передачи текста		без	повторения

при определенной скорости телеграфирования, ко времени, факти чески затраченному для приема того ж е текста при данном коэффи циенте ошибок.

При количественном измерении значения коэффициента эффек тивности предполагается, что вся аппаратура, включая линию свя

зи, находится в рабочем состоянии,

а сами значения

коэффициента

могут быть различными для двух направлений данной

радиолинии.

Необходимо

т а к ж е

о г о в а р и в а т ь

продолжительность измерения.

И н ы м и словами, коэффициент эффективности во времени

т)э

опре

деляется

отношением

минимального времени передачи информа

ции Tmir, к фактически

затраченному

Ттах:

Ъ = Т Т

т 1 п .

(1-3)

max

Использование

коэффициента

эффективности

г\э

ограничено

случаем

регистрации

качества к а н а л а

связи с автозапросом

оши

бок при эксплуатации

р а д и о к а н а л о в

абонентского

телеграфа

с пол

ностью

автоматизированной

коммутацией .

Поскольку

к настоящему

времени

отсутствуют

статистические

д а н н ы е

д л я определения

значения

г\э,

необходимого

д л я подклю

чения

(отключения)

р а д и о к а н а л а

телеграфной

сети,

т а к ж е

д а н н ы е

по достаточному

времени

измерения, М К К Р

рекомендует

л и ш ь исследовать эти

задачи [5]. В частности, актуальным

остается

вопрос

том,

какие

методы измерения можно использовать для

определения того, превышает ли коэффициент эффективности

80%

в течение 20 с (возможность подключения) 'или он ниже 80%

в те

чение 6 0 с

(возможность

отключения р а д и о к а н а л а

от

сети). Иссле

дования,

выполненные

1963—1966 гг. в Ф Р Г на

коротких

и длин

ных радиолиниях

с А З О при

скорости

манипуляции в

192 Бод,

были

посвящены оценке корреляции м е ж д у значением -пэ 'и качеством связи . Б ы л о установлено, что существует корреляция между изме ренным коэффициентом эффективности и телеграфными искаже ниями на выходе радиоприемника . ! На некоторых линиях было уста


новлено,	что значение коэффициента корреляции составляет			0,5
и 0,8 (за	пятнадцатиминутные з а м е р ы ) . Во многих, но		не во	всех
случаях	н а б л ю д а л а с ь корреляция м е ж д у результатами		измерений
величины	г)э и н а п р я ж е н н о с т ь ю поля сигнала, что	объясняется		на
личием станционных помех (5]. М о ж н о добавить,		что при ухудше

нии качества связи из-за многолучевости напряженность поля кор респондента зачастую была высокой.

Поэтому коэффициент эффективности во	времени как пара
метр, оценивающий количество информации,	переданной безоши-

— 7 —

бочно (с ограниченной точностью), является однозадачным											п а р а
метром качества связи-
О д н а к о 'по определению		коэффициент				эффективности					м о ж е т
регистрироваться л и ш ь	на дуплексных				радиосвязях с А З О в						непо
средственной близости от оконечной				телеграфной				аппаратуры .
Так, например, п а р а м е т р		т]э	нельзя		использовать				на	р а д и о л и
ниях 'при т р а н с л я ц и и двоичных речевых					сигналов			(клнппированная
речь или синтетическая	т е л е ф о н и я ) ,			поскольку			в этом		случае		пере
д а ч а сигналов ведется	в реальном			м а с ш т а б е			времени ;и			система
А З О неприменима.
Поскольку коэффициент эффективности цэ может использовать
ся только дл я оценки радиолинии в целом, регистрироваться											с по
мощью оконечной аппаратуры			с А З О при			наличии			избыточности
в составе п е р е д а в а е м ы х сигналов, а т а к ж е не обеспечивает										автокон
троля качества радиосвязи на выделенных радиоцентрах,										целесо
образно попользовать	иной	критерий качества					связи,		не имеющий

ук а з а н н ы х недостатков.

Коэффициент исправного действия

Д л я оценки качества		связи, обеспечиваемого	собственно	радио
каналом,	'предложен п а р а м е т р — коэффициент		исправного	дейст
вия (кид)	р а д и о к а н а л а ,	определяемый отношением .времени		рабо

ты с з а д а н н ы м коэффициентом телеграфных искажений ко всему

времени предоставления р а д и о к а н а л а	абоненту, заданному пла
н о м — расписанием радиосвязи [6, 8,	15]. Пр и этом под к о э ф ф и

циентом искажений будем понимать отношение числа фронтов де

тектированных сигналов пь	искаженных		сверх уровня	б, к о б щ е м у
числу переданных двоичных	сигналов	п.	Измерение	телеграфных
(временных) искажений производится		относительно временного по

л о ж е н и я синхрооигналов, принимаемого за номинальное. Синхро сигналы формируются системой синхронизации регенератора, ;включённого в контролируемый к а н а л связи .


Выбор	критерием			качества	радиосвязи		амплитуды		т е л е г р а ф
ных искажений <5, %, с д е л а н ввиду того,						что коэффициент					иска-
жений Кь =	—	' О п р е д е л я е м ы й			отношением	фронтов		детектирован
ных сигналов, искаженных сверх значений б, %, к общему											коли
честву д в о и ч н ы х			сигналов за		время з а м е р а		Т, хорошо			коррели -
руется с коэффициентом ошибок бинарных							знаков .		И с с л е д о в а
ниями на меридианной				трассе	протяженностью в 1600 км в 1965 г.
установлено,		что коэффициент			корреляции ( м е ж д у			частостью ис
кажений амплитуды б и частостью ошибок Р0)							принимает			значения
/"^0,85 пр и 6^:40% ![7]. Ка к показано ниже,							этот в ы в о д			подтвер
ж д е н и на других			р а д и о л и н и я х .
Следовательно, оценка качества связи по т е л е г р а ф н ы м										и с к а ж е
ниям допустима.
Преимущество			этого метода заключается				в том, что			регистра
ция качества		связи может вестись во время					эксплуатации				радио -

— 8 —

л и н ии и независимо от вида оконечного	оборудования и вида	ин
ф о р м а ц и и (телеграф, дискретный телефон	и т. д . ) .
Поскольку коэффициент исправного действия г) оценивается
отношением времени работы с заданной	частостью искажений	ко

всему времени действия р а д и о к а н а л а по расписанию, то понятие кид является (понятием надежности, определяемой как процент

времени работы	канала	связи	с	заданной	потерей достоверности:
	1 1	= Z ^ . i		0 0 o / O )	•	(1.4)
		1	О
где Го — время	предоставления		р а д и о к а н а л а			абоненту, а Т& — вре

мя работы с недопустимыми потерями достоверности [8]. Следует

отметить, что эксплуатационный		п а р а м е т р	1ВПР	(выполнение	пла
на - расписания)	близок по с о д е р ж а н и ю параметру			кид [9].
Естественно,	что т\тах — 100%,	если за	время	работы не	заре -

гистировано интервалов времени с повышенной частостью искаже

ний

( Г а

= 0), а Г | О Т г п = 0

в том случае,

если

То—Т6

Предполагается,

что 'счетчик кид р а б о т а е т непрерывно во

время

действия ' С в я з и ,

а продолжительность

наблюдения кид фиксируется

(смена,

месяц и

т. д . ) . П а р а м е т р ы

прибора - регистратора

кид[101,

а т а к ж е

статистические

закономерности изменения

кид

будут

рас

смотрены

н и ж е .

Здесь

ж е следует сделать один

основной

вывод

о том, что

п а р а м е т р

кид м о ж е т

регистрироваться

при

а н а л и з е теле

графных

искажений

на

радиолиниях

с А З О и без

А З О

при

отсут

ствии

избыточности

в сигналах и различных видах информации, а

т а к ж е

при

разных

критериях качества связи (например, частость

искажений, ошибок, фазовых флуктуации и т. д . ) .

Временные

искажения — критерий

качества

связи

П о классификации MKJKP допустимы соответствующие терми

ны,

определяющие • различные

виды

телеграфных

искажений

|3].

Применительно

к синхронным

системам связи

рекомендованы

следующие термины.

И с к а ж е н н а я

м о д у л я ц и я

(демодуляция)

—

модуляция

( д е м о д у л я ц и я ) ,

с о д е р ж а щ а я одну

или несколько

элементарных

по

сылок,

з н а ч а щ а я

позиция которых

(фронт)

отличается

от

позиции,

предписанной кодом.

М о д у л я ц и я (демодуляция)

с о п р о в о ж д а е т с я

т е л е г р а ф н ы м и

и с к а ж е н и я м и ,

когда не все

з н а ч а щ и е

интервалы

или

знача

щ и е

моменты (фронты)

совпадают с

соответствующими

теоретиче

скими

временными

значениями .

Степень индивидуального и с к а ж е н и я определенного

значащего

момента

модуляции

( д е м о д у л я ц и и ) — о т н о ш е н и е

смещения

знача

щего момента относительно идеального момента к единичному вре

менному интервалу, в ы р а ж е н н о е	в алгебраической форме (в про
ц е н т а х ) .
С т е й е н ь и з о х р о н н о г о	и с к а ж е н и я :

-9 —

1 / 231 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ