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

рация ошибочных кодовых комбинаций при

передаче

информации

с избыточностью

[39].

С точки зрения анализа качества канала связи (тракта

моду­

лятор — детектор)

недостаток двух последних

методов

заключается

в необходимости

использования

оконечного оборудования,

которое

м о ж е т

вносить искажения и ошибки. Следует

отметить,

что

исполь­

з о в а н и е оконечной аппаратуры усложняет и удорожает

проведение

статистических измерений в канале связи.

Кроме того, регистрация ошибочных кодовых комбинаций

(в це­

лом) маскирует распределение ошибок внутри комбинации

и,

сле­

довательно, точность анализа снижается .

Поэтому

регистрация

ошибок

в анализаторе Т А Н К

ведется поэлементно,

причем

под-

ных

узлов (например,

помехоустойчивость

систем

синхронизации

или

устройств

детектирования) .

При этом

регистрируется

вероятность

ошибок (частость), опре­

д е л я е м а я отношением

числа

ошибок z

к

общему

числу передан­

ных бинарных знаков

N.

тура тест-сигналов иллюстрируется

н и ж е 'при описании генератора

сигналов) .

Резюмируя сказанное,

отметим,

что принцип действия

анализа ­

тора ошибок заключается

в том, что с целью обнаружения

ошибок

в составе

принимаемых

сигналов и анализа их симметрии (т. е. раз­

деления

ошибок вида

1-»-0 и 0-»-1)

производится непрерывное по­

ме из

синхроимпульсов. Д л я одновременного

анализа симметрии

ошибок

в трех к а н а л а х используется

шесть счетчиков

регистрирую­

щего устройства,

а седьмой

счетчик

фиксирует

количество

случаев

совпадения ошибок в I и I I

каналах, т . е . характеризует

величину

кросс-корреляции

ошибок.

Трехканальный анализ

симметрии и

•сенного

приема, а т а к ж е для большинства других

исследований

в каналах

радиосвязи.

По показаниям семи счетчиков в данном режиме могут быть

получены

следующие

зависимости:

где

zi, z b

23 —

количество ошибок за

замер

в данном

канале, а

к у

—

количество одновременных ошибок в I и I I каналах . Посколь­

z t 2

:

при

измерении

фиксируется симметрия

ошибок,

то

2i> 2 , з =

=

zj , 3

+

2^2 з

(z' и г " — соответственно количество

ошибок раз­

ной

полярности) .

Выше указана методика регистрации ошибок, т р е б у ю щ а я транс­

ляции

в

испытуемом канале тест-сигналов анализатора . Однако

иногда

можно

обойтись без загрузки

к а н а л а

связи

служебными

с и г н а л а м и . Так, например, при оценке

степени

независимости раз ­

несенных

каналов анализатор Т А Н К

позволяет сравнивать поэле­

ментно регенерированные сигналы двух «параллельных»

подкана­

лов

м е ж д у собой. Это сравнение выполняется

на действующих ра­

нации определенной

длительности.

Соответственно,

следует

регистрировать

раздельно

п-кратные

слитные ошибки и кодовые комбинации с числом

ошибок п.

Д а н н ы е

о статистическом

распределении

кратности

ошибок не­

обходимы

дл я рационального проектирования

помехоустойчивых

чества

одиночных, двойных, тройных

и т. д. ошибок, зарегистриро­

ванных

подряд, а т а к ж е при подсчете числа кодовых комбинаций

определенной

длительности, в которых зарегистрированы

одна,

.две, три и т. д. ошибки при их произвольном расположении

внутри

комбинации.

Таким образом, анализатор ошибок в группе

должен распола­

гаться

после

устройства

о б н а р у ж е н и я

ошибок.

Принцип

действия

анализатора

заключается

в том, что дл я

р а з д е л ь н о й регистрации

ошибок различной кратности применяется

Блок - схема анализатора групповых ошибок

представлена

на

рис.

2.20,

а

временные

д и а г р а м м ы , соответствующие двум

режи ­

м а м

его р а б о т ы , — на

рис. 2.21 и

2.22.

В

р е ж и м е анализа

кратности

о ш и б о к на

вход

/ (рис.

2.20)

по­

даются импульсы с выхода устройства

обнаружения

ошибок. Вре­

менное положение этих им ­

Вход Л

пульсов

соответствует

обна­

руженным

о ш и б к а м

(рис-

2.21, эпюра б ) .

Импульсы

подаются

на

трехкаскадпып

двоичный

счетчик

1,

2,

3,

у п р а в л я ю ­

щий

диодным

матричным

дешифратором . В соответст­

вии с

числом

импульсов,

з а ­

регистрированных

счетчи­

Рис. 2.20. Блок-схема

анализатора

оши­

ком, появляется

сигнал

на

бок ,в группе

одном

из

шести

выходов

матричного

д е ш и ф р а т о р а .

К а ж д ы й

из шести

выходов д е ш и ф р а т о р а

4 подан на

соответ­

ствующий

селектор совпадения

(каскады 5

10),

где

производится

регистрация

ошибок

различной

кратности.—Регистрация произво ­

дится после

окончания

группы

ошибок, причем сигналом оконча­

ния

группы

следующих

подряд

ошибок является

специальный

им ­

пульс регистрации

(рис.

2.21,

эпюра

в).

Этот

импульс,

регистри­

рующий

кратность

группы

ошибок, подан одновременно на все

селекторы

совпадений со

входа

/ / ,

куда он

поступает со схемы фор ­

мирования

регистрирующих

импульсов.

ф I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I I

I

5)А

| _ 1

I

I

I

I

В)

I

L

_1_

г)

I

I

S)

.

L.

Рис. i2.2il [Временная

диаграмма

работы

анализатора

ви­

да

ошибок

Д л я

иллюстрации

результата

работы

а н а л и з а т о р а на

эпюре д

(рис. 2.21)

показаны

номера

селекторов

совпадений,

которые фик-

На

эпюре а дл я масштаба

показаны

тактовые импульсы с пе­

р и о д о м

следования,

равным

длительности

бинарного знака .

Д л я

точного измерения

числа ошибок в каждой группе (в слу­

чае, если длительность группы не превышает емкости

счетчика)

•необходимо после к а ж д о й регистрации

производить установку нуля

0 _ i

1

1

1

0—1

I

I

I

г)

1

I

I

г

г

з

Рис. 2.22.

Временная

диаграмма

работы

анализатора

«скажениых

ком бмн аций

в счетчике. Причем следует

делать

это только

в течение

интервала

времени м е ж д у моментом

регистрации

и в о з м о ж н ы м

моментом

начала

счета.

в) задер ­

Д л я

этого регистрирующий

импульс

(рис. 2.21, эпюра

живается на полпериода тактовых

импульсов

( к а с к а д ) / , эпюра г)

Таким образом, на выходах селекторов 5—10

раздельно

реги­

стрируются ошибки различной

кратности (от одиночной

до шести­

кратной)

при их расположении

подряд. Д л я регистрации

количест­

ва этих

ошибок используются

шесть

счетчиков. Отдельным счет-

i ^чиком фиксируется общее количество

групп ошибок посредством

учета количества регистрирующих импульсов.

Н а основании показаний счетчиков

возможно

определить

ста­

тистическое распределение кратности ошибок:

PA

= *A/N,

(2.10)

б

г д е M=^]ZA

— количество

зарегистрированных

групп ошибок.

1

П р и

а н а л и з е кратности

ошибок в

кодовой

комбинации фикси­

руются

ошибки, входящие

в данную

комбинацию независимо от

боте а н а л и з а т о р а

в этом

случае является то, что импульс регистра­

ции поступает на

вход / /

от устройства формирования комбинаций

Н а рис. 2.22 представлена соответствующая этому р е ж и м у

вре­

менная д и а г р а м м а , на

которой эпюра а и з о б р а ж а е т

импульсы

оши­

бок, эпюра б — регистрирующие

импульсы, определяющие

дли­

тельность кодовой комбинации.

Импульсы установки нуля счетчика матричного

д е ш и ф р а т о р а

представлены эпюрой

в, а результат работы селекторов совпаде­

ний, регистрирующих

двойную и

тройную ошибку, — на эпюре г.

бинаций

Ра, с о д е р ж а щ и х

а ошибок, т. е. зависимость:

Л

где

Л'о

количество кодовых комбинаций с

ошибками

определен­

ной

кратности; К — общее число принятых

кодовых

комбинаций .

—

П р и

регистрации числа

искаженных кодовых комбинаций может

кратности

п:

Р'а = Ка!КНсК,

(2.12)

где /(иск

количество искаженных комбинаций.

групповых

оши­

К а к

следует из принципа

действия а н а л и з а т о р а

—

бок, точно

регистрируются

те группы, которые

з а н и м а ю т

время

бинарных знаков, причем длительность опасного з а м и р а н и я

может

быть п р и б л и ж е н н о в ы р а ж е н а

числом ошибок в группе.

Групповые

ошибки вызываются т а к ж е

нарушением синхронизма

в

случае

ных многолучевостью. Поэтому анализ длительности

отдельных

групп ошибок необходим для определения оптимального

сдвига

передаваемых сигналов при использовании временного

разнесения

д л я оптимального проектирования устройств синхронизации

и т. д.

П р и н ц ип действия

а н а л и з а т о р а длительности

групп

ошибок

заключается в том, что для

раздельной регистрации

числа

ошибок,

происходящих

в

ограниченные 8j[ggj

последовательные

и н т е р в а л ы 1 3 —

времени,

применяется

время-

з а д а ю щ а я стартстопяая

дис­

кретная

линия

з а д е р ж к и ,

за­

пускаемая

первым

сигналом

- у

н у

Н у

AI2

13

ошибки. Тактовые (продвига­

I

ющие) синхроимпульсы фикси- ^

руют

необходимые

интервалы Влод!

времени,

в

течение

которых сР,ис. 2.23.

.Блок-схема

анализатора

групп

помощью

соответствующих

се-

ошибок

лекторов совпадений и счетчи­

ков регистрируется

-количество ошибок, происходящих

в кажцо-м из

интервалов, а окончание каждог о измерения

осуществляется

бло­

кировкой

входного

каскада с выхода линии з а д е р ж к и .

о)-

б)-

I I I I I II

I I I I

1 1

1L

S)-

г)-

В)-

е)-

ж)-

з) -

а)-

х)-

п)-

JJL

м)-

JUL

н>-

о)-

Рис. 2.24.

Временная диаграмма

анализатора

групп

-ошибок

Блок-схема анализатора изображена на рис. 2.23, а соответ­

ствующая

временная д и а г р а м м а — н а

рис .

2.24,

где

эпюра

а —

синхросигнал.

..

"

Сигнал

обнаружения ошибок

(эпюра

б)

поступает

на'

входной

к а с к а д J

|(|Вход / ) ,

у п р а в л я ю щ и й работой

анализатора' (посредст­

вом

блокировки

(запрещения)

запуска

линии

з а д е р ж к и

ка

все

3—208

— 65 —

б.очее»

состояние (эпюра в)

и

импульс, соответствующий

времени

переброса этой

схемы

подается

в качестве

запускающего

сигнала

на

вход линии

з а д е р ж к и ,

состоящей

из

шести

звеньев

(каска­

ды

2—7).

Импульс, запускающий линию, продвигается вдоль нее с по­

мощью тактовых

импульсов, (поступающих на вход / /

(эпюра

а), и,

пройдя

шесть звеньев

линии, устанавливает входной

к а с к а д

в ис­

ходное

состояние. При

прохождении

импульсов

по линии

с к а ж ­

г—и).

Эти « в р е м я з а д а ю щ й е » н а п р я ж е н и я

поданы

на

шесть

каска­

дов

совпадений (8—13), на

которые т а к ж е

поступают

сигналы об­

н а р у ж е н и я ошибок (эпюра

б). Входные сигналы

с к а ж д о г о

селек­

интервале

времени.

Одновременный подсчет о б щ е г о числа групп ошибок R спе­

циальным

счетчиком

(седьмым) позволяет

оценить частость

появ­

ления групп ошибок. В результате измерений может быть

полу­

чена зависимость вероятности о ш и б о к Р

от интервала

t:

Р*=

*L при Т = var,

(2.13)

т

где 2,- — количество ошибок в и н т е р в а л е

(*=6) ; N=—;

Т — перлод

тактовых импульсов

Г = 2 т т о , т=3-т-9,

а время а н а л и з а — б т о .

Изменением частоты тактовых

импульсов в о з м о ж н о

менять ин­

т е р в а л ы измерения Т и суммарное время а н а л и з а

t—ti-2тхо.

Следует

отметить,

что описанный выше способ а н а л и з а

иозво-s

л я е т

вести

изучение

взаимосвязи о ш и б о к

в двух разнесенных ка­

н а л а х

путем запуска

а н а л и з а т о р а

от ошибки одного

к а н а л а

и ре­

гистрации ошибок другого к а н а л а

в течение времени

t.

Все сказанное выше относится и к регистрации

автокорреля­

ционных и

корреляционных

зависимостей

временных

искажений.

В этом случае на запуск и регистрацию

а н а л и з а т о р а

длительности

жений в эксплуатационных условиях

(без загрузки трассы

тест-

сигналами) является

существенным

достоинством

анализатора .

Анализатор Т А Н К

в р е ж и м е а н а л и з а длительности

групп

оши­

бок и искажений позволяет оценить

«скорость нарастания»

оши­

дывания появления ошибок по

сравнению с моментом

появления

искажений

амплитуды

6 ^ 2 0 % . Чтобы

исследовать изменения

это­

го важного

п а р а м е т р а ,

достаточно дл я

запуска анализатора

пода­

вать импульсы, соответствующие

временным искажениям

6^20%, -

а для регистрации — импульсы,

соответствующие ошибкам .

ний удобно

представить

соответствующей

структурной

схемой,

изображенной на рис. 2.25.

Все измерения, которые могут быть выполнены с прибором, сво­

дятся

к двум

основным

группам: анализ ошибок (режим

1) и ана­

лиз искажений

(режим

2).

(3—10).

•Первая

труппа

с о д е р ж и т восемь

режимов 'измерений

Р е ж и м

3 обеспечивает

счет

ошибок

в трех синфазных п о д к а н а л а х

'с

одновременной

регистрацией

симметрии

ошибок

(режим

4).

При

использовании

анализа ­

тора

ошибок

в

группе

возможны

как

режим

а н а л и з а

кратности

смежных ошибок 5, так и режим

анализа

комбинаций

с

ошибками

разной

длительности

6".

П р и исследовании корреляции

помех

в

разнесенных

к а н а л а х

связи возможны р е ж и м ы регист­

рации совпадения ошибок 7 и ре­

гистрации несовпадения ошибок 8.

Автокорреляционные

характерис ­

тики

ошибок возможно

исследо-

у вать

в

р е ж и м е

а н а л и з а

групп

~ ошибок

9.

Оценка

зависимости

между

ошибками

и

временными

искажениями

производится

при

их

одновременной

регистрации с

помощью р е ж и м а 10.

Вторая

группа

измерений,

связанная

с

анализом

статисти­

Рис. 2.25.

Структурная

схема .ре­

ческих

характеристик

временных

жимов

анализатора

ТАНК:

искажений,

состоит

из

семи ре­

1—анализ

ошибок; 2— анализ искаже­

ж и м о в

(И—17).

Р е ж и м

11

обес­

ний;

3 — счет

ошибок;

4 —

симметрия

печивает

исследование

распреде­

ошибок;

5 — кратность

смежных

оши­

бок;

5 — кратность

ошибок

в

комбина­

ления

амплитуд

временных

иска­

ции; 7 — совладение ошибок в

двух ка­

налах; 8 — несовпадение

ошибок в двух

жений,

а

р е ж и м

12 позволяет

д о ­

каналах;

9 — анализ

групп,

ошибок;

10 — связь

ошибок

н

искажений;

// —

полнительно

оценивать

симмет­

счет

искажений; 12 — симметрия

иска­

рию искажений .

В р е ж и м е

13

жений;

УЗ —искажения

каждого

фрон­

та;

14 — скорость

роста

искажений;

можно

анализировать искажения

15—совпадение

искажений

в двух ка­

налах;

16 — межканальные

сдвиги

сиг­

переднего

или

заднего

фронтов

налов;

17 — анализ

групп

искажений

сигналов

раздельно .

•-. Р е ж и м

14 позволяет

оценить наиболее

вероятное

в р е м я

нара ­

стания

искажений

до величины

и с п р а в л я ю щ е й

способности.

Р е ж и м ы

15 и

16 предназначены

д л я

анализа

корреляционных

3*

- 67 —

свойств искажений

при разнесенном радиоприеме, щричем возмож ­

на как оценка вероятности совпадения

искажений определенной

амплитуды (режим

15), так и

исследование распределения

ампли­

туд м е ж к а н а л ь н ы х

искажений

сигналов

(режим

16).

В р е ж и м е 17 производится анализ автокорреляционных

харак ­

теристик временных

искажений .

И з рассмотрения

структурной схемы можно сделать вывод, что

все основные режимы, получаемые с помощью

анализа

ошибок,

оговоренные техническими условиями

на анализатор

Т А Н К .

. Так, например, в режиме а н а л и з а

длительности

групп ошибок

Общие понятия

Д л я оценки

качества связи в условиях

л а б о р а т о р н ы х и

линей­

ных испытаний формируются специальные тест-сигналы,

имити­

рующие естественные

радиосигналы . Р а з р а б о т а н ы и

соответствую­

щие приборы — генераторы

испытательных

сигналов

{41, 42]. Су­

ществует два

класса

генераторов испытательных сигналов .

Пер ­

в ы й — генераторы двоичных

символов или кодовых

комбинаций.

налов 'связи, -а

т а к ж е д л я

испытаний

оконечного

оборудования

(мультиплексов,

телетайпов, регенераторов и т. д . ) . В

соответствии

с назначением .эти приборы обеспечивают формирование

необхо­

димых

наборов

двоичных

сигналов

заданного

вида

(синхронные

или стартстопные)

стабильность, а

т а к ж е з а д а н н ы е

виды

времен­

ных искажений этих сигналов.

С п о м о щ ь ю

испытательных сигналов

в о з м о ж н о проверять

око­

нечную

аппаратуру

без использования модема

и к а н а л а связи,

что

представляет собой имитаторы

коротковолнового р а д и о к а н а л а

( И К Р К ) .

Эти имитаторы радиосигналов

являются прецезионными лабо ­

ройства i[43, 44].

Сложность разработки подобной аппаратуры состоит в том, что

статистические

закономерности

флуктуации

радиосигналов

при

.многолучевом распространении

радиоволн

д о л ж н ы

быть

тщатель ­

но изучены и затем смоделированы при сохранении высокой ста­

бильности параметров прибора . Поэтому к числу

фединг - машин

нельзя причислять приборы, которые хотя и генерируют

случайные

сигналы,

но

не

моделируют

тот

или

иной

конкретный к а н а л

связи

(например,

генераторы

ш у м а ) .

На вход

имитатора

к а н а л а

связи

обычно п о д а ю т с я

импульсы с

генератора

двоичных

сигналов,

п р е о б р а з о в а н н ы е

в

испытуемом

модеме. На выходе этого модема, включается анализатор

качества

связи. Применительно к буквопечатающей телеграфии

существуют

нормированные

М К К Т Т

испытательные

тест-сигналы.

Нормиру ­

ются М К К Р

т а к ж е стандартные кодовые комбинации в мультиплек-

сах с автозапросом ошибок.

Что ж е

касается вида испытательных сигналов -для

проверки

модемов и каналов радиосвязи, типов их искажений, а

т а к ж е

ими­

L

тации радиосигналов,

то общепринятых норм

пока

не

существует.

Поэтому

з а д а ч а состоит

в рассмотрении техники

формирования

испытательных сигналов, которые либо генерируются в виде двоич­

ных импульсов, либо в виде

многолучевых

радиосигналов .

Генератор двоичных сигналов

Генератор двоичных сигналов необходим при

исследовательских

и эксплуатационных работах в к а н а л е связи,

а т а к ж е при

настрой­

ке аппаратуры связи. Поэтому генератор входит

как

составная

часть в анализатор Т А Н К ,

а т а к ж е

выполнен

в виде

отдельного

прибора,

устанавливаемого

на

п е р е д а ю щ е м

конце

линии

связи

(рис. 2.26).

Вид генерируемых сигналов должен соответствовать условиям

проведения таких работ, и в случае радиотелеграфии,

дискретной

телефонии или передачи данных достаточно иметь сигналы

вида

«точки»,

«комбинации»,

«серии».

Здесь п о д термином «точки»

понимается

непрерывная

последо-

^ вательность

бинарных

знаков

равной длительности

т

и

чередую­

щ е й с я полярности (вид сигнала

1:1).

1 : п,

где п — число

«Комбинациями» н а з ы в а ю т с я

сигналы

вида