SU1075425A1

SU1075425A1 - Device for estimating quality of communication channel

Info

Publication number: SU1075425A1
Application number: SU823516962A
Authority: SU
Inventors: Владимир Степанович Скляр
Original assignee: Предприятие П/Я А-1221
Priority date: 1982-11-24
Filing date: 1982-11-24
Publication date: 1984-02-23

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА КАНАЛА СВЯЗИ, содержащее первый и второй квадраторы, выхо-ды которых соединены соответственно с первым и вторым входгши сумматора , вычитатель, первый вычислитель модул , первый накопитель, последовательно соединенные второй вычислитель модул и второй накопитель и последовательно соединенные делитель напр жений и функциональный преобразователь, отличающеес тем, что, с целью повьшени точности оценки качества канала св зи многочастотной системы с амплитудно-фазовой модул цией , в него введены блок извлечени квадратного корн и последовательно соединенные аттенюатор .и дополнительный вычитатель, при этом выход сумматора через последовательно соединенные блок извлечени квадратного корн , вычитатель, второй вход которого объединен с входами аттенюатора и первого накопител , и перв1Л вычислитель модул соединен с ВТО1МЛ4 входом дополнительного вьгчитател , выход которого 9 соединен с входом второго вычислител модул ,а первый и второй входы делител напр жений соединены с выходами соответственно первого и второго накопителей.A DEVICE FOR ASSESSING THE QUALITY OF A COMMUNICATION CHANNEL, containing the first and second quadrants, the outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the adder, the subtractor, the first calculator of the module, the first drive, connected in series to the second calculator of the module and the second drive and connected in series the voltage divider and Functional converter, characterized in that, in order to improve the accuracy of the evaluation of the quality of the communication channel of a multi-frequency system with amplitude-phase modulation, b ca. square root extraction and serially connected attenuator. and an additional subtractor, with the output of the adder through a series-connected square root extraction unit, a subtractor, the second input of which is combined with the inputs of the attenuator and the first accumulator, and the first calculator module of the module is connected to the VTO1ML4 input of an additional cooler, output which 9 is connected to the input of the second calculator module, and the first and second inputs of the voltage divider are connected to the outputs of the first and second, respectively rer.

Description

Изобретение относитс к электросв зи и может использоватьс дл текущего контрол качества канала св зи при передаче информации с помощью многочастотных сигналов с комбинированной амплитудно-фазовой модул цией (АФМ).The invention relates to telecommunications and can be used to monitor the quality of a communication channel when transmitting information using multi-frequency signals with a combined amplitude-phase modulation (AFM).

Так как АФМ используетс в реальных системах св зи сравнительно недавно, то устройства, специально предназначенные дл оценки качеств канала при таком виде модул ции, учитывакнцие специфику этих сигналов , отсутствуют.Since the AFM is used in real communication systems relatively recently, there are no devices specifically designed to assess channel quality in this type of modulation, taking into account the specificity of these signals.

Известно устройство дл оценки качества канала св зи по рабочему сигналу при передаче информации с помощью однократной и двукратной фазовой (ФМ) и относительной фазовой модул ции (ОФМ), содержащее первый и второй квадраторы, выходы которых соединены с входами сумматора, вычислитель модул , вычитатель и последовательно соединеные делитель напр жений и функциональный преобразователь Л .A device is known for evaluating the quality of a communication channel by a working signal when transmitting information using single and double phase (FM) and relative phase modulation (OFM), containing the first and second quadrants, the outputs of which are connected to the inputs of the adder, calculator module, subtractor and series-connected voltage divider and functional converter L.

Недостатком этого устройства вл €;тс низка точность оценки качества канала св зи при действии кратковременных изменений уровн сигнала и импульсных помех. Св зано это с длительным временем анализа сигнала и помехи в данном устройстве.A disadvantage of this device is that the accuracy of the estimation of the quality of the communication channel under the effect of short-term changes in the signal level and impulse noise is low. This is due to the long time of signal analysis and interference in this device.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому вл етс устройство дл оценки качества канала св зи, содержащее первый и второй квадраторы, выходы которых соединены соответственно с первым,и вторым входами сумматора, вычитатель, первый вычислитель модул , первый накопитель, последовательно соединенные второй вычислитель модул и второй накопитель и последовательно соединенные делитель напр жений и функциональный преобразователь .The closest to the technical essence and the achieved result to the proposed is a device for assessing the quality of the communication channel, containing the first and second quadrants, the outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the adder, the subtractor, the first calculator module, the first drive, connected in series to the second the calculator module and the second drive and series-connected voltage divider and functional converter.

Это устройство, хот и предназначено дл каналов с ОФ.М, но позвол ет оценивать качество канала и при АФМ, так как принцип работы его основан на анализе фазовой информации , а дополнительна амплитудна модул ци ЛИШЬ косвенным образом вли ет на результат анализа 2,.This device, although intended for channels with OFM, but allows evaluating the quality of the channel during AFM, since its principle of operation is based on the analysis of phase information, and the additional amplitude modulation ONLY indirectly affects the result of analysis 2 ,.

Однако точность оценки качества канала известным устройством невысока. Кроме того, устройство имеет слабую чувстви ельность к импульсным помехам и перерывам в кнале , а также к кратковременным изменени м уровн сигнала в канале в св зи с чем оно неэффективно при использовании дл проводных каналов св зи, в которых действуют в основном помехи, поражак цие сигнал кратковременно. Эти помехи вызывают по вление пакетов ошибок, которые предлагаемое устройство не может обнаружить, что также существенным образом снижает .точность оценки качества канала св зи.However, the accuracy of channel quality estimation by a known device is low. In addition, the device has a weak sensitivity to impulse noise and interruptions in the channel, as well as short-term changes in the signal level in the channel, in connection with which it is ineffective when used for wired communication channels, in which the interference is mainly affected. the signal is brief. These interferences cause the appearance of packets of errors that the proposed device cannot detect, which also significantly reduces the accuracy of estimation of the quality of the communication channel.

Цель изобретени - повьвиение точности оценки качества канала св зи многочасуотной системы с амплитудно-фазовой модул цией.The purpose of the invention is to improve the accuracy of the estimation of the quality of the communication channel of a multi-hour system with amplitude-phase modulation.

С этой целью в устройство дл оценки качества канала св зи, содержащее первый и второй квадраторы , выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами cs №iaTOpa, вычитатель, первый вычислитель модул , первый накопитель, последовательно соединенные второй вычислитель модул и второй накопитель и последовательно соединенные делитель напр жений и функциональный преобразователь , введены блок извлечени квадратного корн и последовательно соединенные аттенюатор и дополнительный вычитатель, при этом выход сумматора через последовательно соединенные блок извлечени квадратного корн , вычитатель, второй вход которого объединен с входами аттенюатора и первого накопител , и первый вычислитель модул соединен с вторым входом дополнительно го вычитател , выход которого соединен с входом второго вычислител модул , а первый и второй выходы делител напр жений соединены с выходами соответственно первого и второго накопителей.To this end, the device for assessing the quality of the communication channel, containing the first and second quadrants, the outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of cs No. IATOpa, the subtractor, the first module calculator, the first drive, the second calculator of the module and the second drive in series, and in series connected voltage divider and functional converter; a square root extraction unit and a series-connected attenuator and an additional subtractor are inserted, with the output of the accumulator over a square root extraction unit connected in series, a subtractor, the second input of which is combined with the inputs of the attenuator and the first accumulator, and the first calculator module is connected to the second input of an additional subtractor, the output of which is connected to the input of the second calculator module, and the first and second outputs of the voltage divider are connected with the outputs, respectively, of the first and second drives.

На чертеже представлена структурна электрическа схема предложенного устройства.The drawing shows a structural electrical circuit of the proposed device.

Устройство дл оценки качества канала св зи содержит первый и ;второй квадраторы 1 и 2, сумматор 3, блок 4 извлечени квадратного корн , первый вычитатель 5, первый вычислитель 6 модул , аттенюатор 7, первый накопителе 8, второй вычитатель 9, второй вычислитель 10 модул , второй накопитель 11, делитель 12 напр жений и функциональный преобразователь 13.The device for evaluating the quality of the communication channel contains the first and; second quadrants 1 and 2, adder 3, quad root extraction unit 4, first subtractor 5, first calculator 6 module, attenuator 7, first accumulator 8, second subtractor 9, second calculator 10 module second drive 11, voltage divider 12 and functional converter 13.

Предложенное устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

Входные сигналы приход т соответственно на входы первого и второго квадраторов 1 и 2 с синфазного и квадратурного выходов демодул тора (не показано), например с коррел торов. Возведенные в квадрат проекции У поступают на входы сумматора- 3, с выхода которого сигнал проходит через блок 4 извлечени квадратного корн , СигHain выходе блока. 4 извлечени квадратного корн представл ет собой значение амплитуды сигнала k-ro подканала на п-й посылке. Так как из демодул тора многочастотных сигналов (не показан) на входы первого и второго квадраторов 1 и 2 приход т последовательно во времени проекции всех подканалов от 1-го до N-ro (N - .число подк налов), то на выходе блока 4 извлечени квадратного корн последовательно по вл ютс амплитуды всех подканалов на врем &t. Максимальна величина it определ етс , как T/N, где Т - длительность элемента рной посылки сигнала. На третий (пороговый) вход устройства проход т значени порогов решени амплитудного крата Этот сигнал также проходит с демоду л тора последовательно, начина с 1-го подканала, синхронно с проекции и , представл ет собой по рог, по которому принимаетс решени о передаче О или i по амплитудному крату. Этот порог об зательно присутствует в любом демодул торе , сигналов с АФМ. В первом вычитателе 5 значение г плитуды сигнала А„ вычитаетс из значени порога П, а величина пол , ченной разности беретс по абсолют1 ной величине, в первом вычислителе модул . Таким образом, сигнал н выходе первого вычислител 6 модул представл ет собой абсолютную величину разности значени амплитуды и порога Ь ;;„ Mi;; П },V. При от|сутствии помех в канале величина не зависит от передаваемой информации по амплитудному крату К-го канала. G помощью второго вычитател 9 и второй вычислител 10 модул производитс вычис рение абсолютной величины разности ме сду и уменьшенньм значением порога (ип , полученным на выходе аттенюатора 7 имеющего коэффициент jU. Сигнгш на выходе второго вычислител 10 модул запишетс в виде S-lC-fO. При отсутствии помех и шумов в канале св зи величина равна «улю, а |Ц - величина, посто нна дл данного вида модул ции, причем ( U 1/ Д® 1,2 коэффициент домножающий значение порога , до значени амплитуды, соответствую щей О или передаваемой информации. При наличии помех в канале величина ь), перестает быть равной нулю и становитс тем больше, чем , болЕЛФе уровень помех. Величина Ь характеризует отклонение амплитуды канала от номинального значё-. ни , Первый накопитель 8 накапливает значени порогов , npcTynaioipfe на его вход в процессе обработки сигналов. Второй накопитель 11 накапливает одновременно величины помех, поступающие на его вход с вшода второго вычислител 10 модул . Таким образом, .в конце обработки последнего N-ro канала первый накопитель 8 накопит сигнал, пропорциональный амплитудам подканалов , а второй накопитель 11 сигнал , пропорциональный уровню помех в канале. Сигнал h на дыходе делител 12 напр жений представл ет собой h U /Uiiw, т.е. отношение усредненного значени сигнала к усредненг НСЯ4У значению шума. Напр жение на выходе делител 12 напр жений.пропорционально отношению сигнал/помеха только при больших величинах этого отношени . Дл сохранени пропорциональности во всем диапазоне измерений отношени сигнал/помеха на выходе делите- . л 12 напр жений установлен функциональный преобразователь 13, выход которого подключаетс либо к индикатору , либо может использоватьс дл встроенного КОНТЕЮЛЯ демодул тора . В функциональном преобразователе 13 осуществл етс нелинейное преобразование отношени сигнал/ гломеха с целью получени зависимости веро тности ошибки в канале от соотношени сигнал/помеха. При использовании предлагаемого устройству дл получени сигнала Стирание функциональный преобразователь 13 выполн етс в. виде порогового блока. ( После того, как сигналы всех подканалов прошли обработку в устройстве , первый и второй накопители b и 11 обнул ютс сигналами сброса, поступающими из демодул тора, подготавлива тем самым устройство, к новому циклу обработки. Первый и второй иакопители 8 и 11 могут быть реализованы и виде интеграторов со сбросом. Технико-экономическа эффективность предлагаемого устройства заключ етс в существенном повЕллении точности оценки качества канала при АФМ, так как при этой модул ции устройство позвол ет вы вл ть такие помехи, как кратковременные занижени уровн сигнала, импульсные помехи и перерывы. Кроме того, обеспечиваетс устранение згюисимостй точности оценки качества канала св зи от статистики передаваемой информвдии (инва- риамтность к информации) благодар 1075425 исключению вли ни амплитудной манипул ции на точность оценки качества .The input signals arrive at the inputs of the first and second quadrants 1 and 2, respectively, from the in-phase and quadrature outputs of the demodulator (not shown), for example, from the correlators. The squared U projections are fed to the inputs of the adder-3, from the output of which the signal passes through the square-root extraction unit 4, CIGHain output of the unit. The 4 square root extraction is the amplitude value of the signal for the k-ro subchannel on the nth burst. Since from the demodulator of the multi-frequency signals (not shown) to the inputs of the first and second quadrants 1 and 2, the projections of all the subchannels from 1st to N-ro (N - number of subs) are successively projected, then the output of block 4 extracting the square root, the amplitudes of all subchannels appear sequentially for a time & t. The maximum value of it is defined as T / N, where T is the duration of the element of the continuous signal sending. The third (threshold) input of the device passes the threshold values of the amplitude crate decision. This signal also passes through the demodulator sequence, starting from the 1st subchannel, synchronously with the projection, and represents the threshold on which the transmission or transmission decisions are made. i on amplitude crata. This threshold is necessarily present in any demodulator, signals from the AFM. In the first subtractor 5, the value of g of the signal amplitude A "is subtracted from the value of the threshold P, and the magnitude of the difference obtained is taken by the absolute value in the first calculator of the module. Thus, the signal n of the output of the first calculator 6 of the module is the absolute value of the difference of the amplitude value and the threshold b ;; „Mi ;; P}, V. In the absence of interference in the channel, the magnitude does not depend on the transmitted information on the amplitude crater of the Kth channel. G using the second subtractor 9 and the second transmitter 10 of the module calculates the absolute value of the difference between the two and the reduced threshold value (sp, obtained at the output of the attenuator 7 having a coefficient jU. The signal at the output of the second calculator 10 module is written as S-lC-fO. In the absence of interference and noise in the communication channel, the value is equal to "Yul, and | D is the value that is constant for this type of modulation, and (U 1 / D® 1.2 coefficient multiplying the threshold value, up to the amplitude value corresponding to or transmitted information. channel noise value b) ceases to be equal to zero and becomes greater than the higher noise level. The value of b characterizes the deviation of the channel amplitude from the nominal value, the first drive 8 accumulates the threshold values, npcTynaioipfe at its input during processing signals. The second drive 11 simultaneously accumulates the amount of interference received at its input from the second calculator module 10 input. Thus, at the end of processing the last N-ro channel, the first drive 8 will accumulate a signal proportional to the amplitudes catch and the second drive signal 11 proportional to the level of interference in the channel. The h signal on the breathing divider of the 12 voltages is h U / Uiiw, i.e. the ratio of the averaged value of the signal to the averaging of the NSNA4 to the noise value. The voltage at the output of the divider is 12 voltages. It is proportional to the signal-to-noise ratio only for large values of this ratio. To maintain proportionality over the whole range of measurements, the signal-to-interference ratio at the output is divided. The 12 voltages are equipped with a functional converter 13, the output of which is connected either to the indicator or can be used for the built-in TEMP demodulator. In the functional converter 13, a non-linear conversion of the signal / glomecha ratio is performed in order to obtain the dependence of the error probability in the channel on the signal-to-noise ratio. When using the proposed device to receive a signal, the Erase Functional Converter 13 is executed in. as a threshold block. (After the signals of all subchannels have been processed in the device, the first and second drives b and 11 are reset by reset signals from the demodulator, thus preparing the device for a new processing cycle. The first and second drives 8 and 11 can be implemented and the form of integrators with a reset. The technical and economic efficiency of the proposed device consists in a significant increase in the accuracy of the channel quality estimation in the AFM, since with this modulation the device allows to detect such interferences as short mennye too low a signal level, interference pulses and interruptions. Additionally, removal provided zgyuisimosty precision in estimating the channel quality of the communication statistics transmitted informvdii (invariant riamtnost information) due to the 1,075,425 exclusion effect amplitude shift keying on the quality estimation accuracy.

Claims

DEVICE FOR ASSESSING THE QUALITY OF A COMMUNICATION CHANNEL, containing the first and second quadrators, the outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the adder, a subtracter, a first module calculator, a first drive, a second module calculator and a second drive connected in series, and a voltage divider and a functional connected in series converter, characterized in that, in order to improve the accuracy of assessing the quality of the communication channel of a multi-frequency system with amplitude-phase modulation, an extraction unit is introduced into it the square root cross section and the attenuator and the additional subtractor connected in series, the adder output through the square root extraction unit, the subtracter, the second input of which is combined with the inputs of the attenuator and the first drive, and the first calculator of the module is connected to the second input of the additional subtractor, the output of which § connected to the input of the second module calculator, and the first and second inputs of the voltage divider are connected to the outputs of the first and second drives, respectively.

SU

1 1075425 (