АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА КАНАЛА ЦИФРОВОЙ ЛИНИИ РАДИОСВЯЗИ
AUTOMATED SYSTEM OF QUALITY ASSESSMENT OF RADIO COMMUNICATION DIGITAL LINE CHANNEL

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано для оценки качества цифровой линии радиосвязи при проведении испытаний различных средств связи в полевых условиях.
В основе обеспечения качества и надежности, как показывает отечественный и зарубежный опыт, является четко организованная система испытаний систем, комплексов и средств связи на соответствие установленным нормативными документами требованиям. Правильно организованная система испытаний является стержнем, определяющим эксплуатационные характеристики изделий. При этом любые виды испытаний подразумевают проведение определенных измерений и получение фактических результатов.
Испытания систем, комплексов и средств связи - это сложный организационно-технический процесс определения отдельных показателей и интегральная оценка их взаимного влияния на полученные результаты испытаний с учетом состояния среды и условий организации связи. При определении основных показателей систем связи (коэффициент исправного действия линии, надежность связи при заданном коэффициенте ошибок, качество канала связи) ключевым этапом является измерение отдельных параметров технических средств связи с учетом влияния среды распространения сигналов. Наиболее сложно проводить измерения такого вида при испытаниях линий радиосвязи из-за нестационарности канала радиосвязи. Определение показателей систем радиосвязи является трудоемким процессом, связанным, прежде всего, с проведением большого количества циклических измерений параметров аппаратуры и среды распространения. Основным видом испытаний средств радиосвязи являются трассовые испытания, характерной особенностью которых являются проверки в различных условиях распространения радиоволн, длительная работа по набору статистики и определения коэффициента исправного действия линии и надежности радиосвязи.
Проверка опытных образцов проводится в лабораторных и полевых условиях на соответствие их технических характеристик заданным требованиям. Для проверки некоторых параметров (особенно дальности радиосвязи и качества каналов) требуются значительные затраты времени и материальных средств. Как правило, для проведения таких проверок в полевых условиях используются испытательные комплексы, имеющие в своем составе целый набор измерительных приборов и методик по проведению соответствующих проверок.
Задачей предлагаемого изобретения является создание автоматизированной системы оценки качества канала цифровой линии радиосвязи, обеспечивающей повышение эффективности испытательной работы, качества и объективности полученных результатов при проведении испытаний как в полевых, так и в стационарных условиях.
Целью изобретения является повышение качества и достоверности полученных результатов измерений и оценки, достигаемых за счет исключения операций по ручному сбору статистических данных, сокращения времени, необходимого для ввода полученных данных и их последующей обработки.
Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая автоматизированная система оценки качества канала цифровой линии радиосвязи, характеризующаяся тем, что она содержит первую испытательную аппаратную, включенную на одном конце цифровой линии радиосвязи, состоящую из измерительно-расчетного блока, содержащего блок измерения ошибок, персональную электронную вычислительную машину (ЭВМ), пульт управления и блок измерения мгновенных значений уровня высокочастотного сигнала, анализатора спектра сигналов, высокочастотный вход-выход которого соединен с высокочастотным входом-выходом антенны, печатающего устройства, приемопередающего устройства, высокочастотный вход-выход которого соединен с высокочастотным входом-выходом антенны, навигационного приемника, высокочастотный вход-выход которого соединен с высокочастотным входом-выходом антенны; вторую испытательную аппаратную, включенную на другом конце цифровой линии радиосвязи, состоящую из измерительно-расчетного блока, содержащего блок измерения ошибок, персональную электронную вычислительную машину (ЭВМ), пульт управления и блок измерения мгновенных значений уровня высокочастотного (ВЧ) сигнала, анализатора спектра сигналов, высокочастотный вход-выход которого соединен с высокочастотным входом-выходом антенны, печатающего устройства, приемопередающего устройства, высокочастотный вход-выход которого соединен с высокочастотным входом-выходом антенны, и навигационного приемника, высокочастотный вход-выход которого соединен с высокочастотным входом-выходом антенны, при этом выход блока измерения ошибок измерительно-расчетного блока первой испытательной аппаратной, включенной на одном конце цифровой линии радиосвязи, соединен с первым входом персональной ЭВМ, второй вход которой по стыку RS-485 соединен с выходом блока измерения мгновенных значений уровня ВЧ сигнала, информационный выход анализатора спектра сигнала по стыку RS-232 соединен с первым информационным входом персональной ЭВМ, первый и второй входы-выходы которой подключены соответственно по стыку RS-232 к входу-выходу пульта управления и по стыку USB к входу-выходу печатающего устройства, второй информационный вход персональной ЭВМ соединен с информационным выходом навигационного приемника, первый, второй и третий управляющие выходы персональной ЭВМ подключены к управляющим входам соответственно блока измерения ошибок, блока измерения мгновенных значений уровня ВЧ сигнала и приемопередающего устройства, вход-выход блока измерения ошибок соединен с канальным входом-выходом приемопередающего устройства, информационный выход которого соединен с информационным входом блока измерения мгновенных значений уровня ВЧ сигнала, антенна приемопередающего устройства первой испытательной аппаратной по эфиру соединена с антенной приемопередающего устройства второй испытательной аппаратной, включенной на другом конце цифровой линии радиосвязи, канальный вход-выход приемопередающего устройства второй испытательной аппаратной соединен с входом-выходом блока измерения ошибок, выход которого соединен с первым входом персональной ЭВМ, второй вход которой по стыку RS-485 соединен с выходом блока измерения мгновенных значений уровня ВЧ сигнала, информационный выход анализатора спектра сигнала по стыку RS-232 соединен с первым информационным входом персональной ЭВМ, первый и второй входы-выходы которой подключены соответственно по стыку RS-232 к входу-выходу пульта управления и по стыку USB к входу-выходу печатающего устройства, второй информационный вход персональной ЭВМ соединен с информационным выходом навигационного приемника, первый, второй и третий управляющие выходы персональной ЭВМ подключены к управляющим входам соответственно блока измерения ошибок, блока измерения мгновенных значений уровня ВЧ сигнала и приемопередающего устройства второй испытательной аппаратной.
Анализ патентной и технической литературы на момент подачи заявки на изобретение не выявил технических решений, аналогичных предложенной совокупности признаков в автоматизированной системе оценки качества канала цифровой линии радиосвязи.
Таким образом, заявляемая автоматизированная система оценки качества канала цифровой линии радиосвязи соответствует критерию «новизна».
Сравнение заявленного решения с другими аналогичными техническими решениями показывает, что включенные в предлагаемую автоматизированную систему оценки качества канала цифровой линии радиосвязи блоки и устройства хорошо известны специалистам в данной области техники и дополнительного творчества, учитывая приведенные ниже пояснения, для их воспроизведения не требуется. При этом предлагаемое техническое решение явным образом не следует из уровня техники и существенно отличается от известных систем и устройств в данной области техники, то есть имеет изобретательский уровень.
Из сказанного следует вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «существенные отличия».
Заявляемое техническое решение реализовано с использованием существующей аппаратуры, блоков и устройств, используемых в технике электросвязи и вычислительной технике, и является промышленно применимым. Подтверждением сказанному является изготовление и испытание нескольких образцов автоматизированной системы оценки качества канала цифровой линии радиосвязи.
На чертеже приведена структурная схема автоматизированной системы оценки качества канала цифровой линии радиосвязи.
Автоматизированная система оценки качества канала цифровой линии радиосвязи включает в себя первую испытательную аппаратную 1, содержащую измерительно-расчетный блок 2, состоящий из блока 3 измерения ошибок, персональной электронной вычислительной машины (ЭВМ) 4, пульта 5 управления и блока 6 измерения мгновенных значений уровня высокочастотного (ВЧ) сигнала, анализатор 7 спектра сигналов с антенной 8, печатающее устройство 9, приемопередающее устройство 10 с антенной 11, навигационный приемник 12 с антенной 13, вторую испытательную аппаратную 14, содержащую антенну 15, приемопередающее устройство 16, измерительно-расчетный блок 17, состоящий из блока 18 измерения ошибок, персональной ЭВМ 19, пульта 20 управления и блока 21 измерения мгновенных значений уровня ВЧ сигнала, анализатор 22 спектра сигналов с антенной 23, печатающее устройство 24 и навигационный приемник 25 с антенной 26.
Выход блока 3 измерения ошибок измерительно-расчетного блока 2 первой испытательной аппаратной 1, включенной на одном конце цифровой линии радиосвязи, соединен с первым входом персональной ЭВМ 4, второй вход которой по стыку RS-485 соединен с выходом блока 6 измерения мгновенных значений уровня ВЧ сигнала. Высокочастотный вход-выход антенны 8 соединен с высокочастотным входом-выходом анализатора 7 спектра сигнала, информационный выход которого по стыку RS-232 соединен с первым информационным входом персональной ЭВМ 4, первый и второй входы-выходы которой подключены соответственно по стыку RS-232 к входу-выходу пульта 5 управления и по стыку USB к входу-выходу печатающего устройства 9, второй информационный вход персональной ЭВМ 4 соединен с информационным выходом навигационного приемника 12, высокочастотный вход-выход которого соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 13. Первый, второй и третий управляющие выходы персональной ЭВМ 4 подключены к управляющим входам соответственно блока 3 измерения ошибок, блока 6 измерения мгновенных значений уровня ВЧ сигнала и приемопередающего устройства 10. Вход-выход блока 3 измерения ошибок соединен с канальным входом-выходом приемопередающего устройства 10, информационный выход которого соединен с информационным входом блока 6 измерения мгновенных значений уровня ВЧ сигнала. Высокочастотный вход-выход приемопередающего устройства 10 соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 11, которая по эфиру соединена с антенной 15, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом приемопередающего устройства 16 второй испытательной аппаратной 14, включенной на другом конце цифровой линии радиосвязи, а канальный вход-выход приемопередающего устройства 16 соединен с входом-выходом блока 18 измерения ошибок. Выход блока 18 измерения ошибок соединен с первым входом персональной ЭВМ 19, второй вход которой по стыку RS-485 соединен с выходом блока 21 измерения мгновенных значений уровня ВЧ сигнала. Первый и второй входы-выходы персональной ЭВМ 19 подключены соответственно по стыку RS-232 к входу-выходу пульта 20 управления и по стыку USB к входу-выходу печатающего устройства 24, первый и второй информационные выходы приемопередающего устройства 16 подключены к информационным входам соответственно блока 21 измерения мгновенных значений уровня ВЧ сигнала и анализатора 22 спектра сигнала, высокочастотный вход-выход которого соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 23. Выход анализатора 22 спектра сигналов по стыку RS-232 соединен с первым информационным входом персональной ЭВМ 19 измерительно-расчетного блока 17, второй информационный вход персональной ЭВМ 19 соединен с информационным выходом навигационного приемника 25, высокочастотный вход-выход которого соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 26. Первый, второй и третий управляющие выходы персональной ЭВМ 19 подключены к управляющим входам соответственно блока 18 измерения ошибок, блока 21 измерения мгновенных значений уровня ВЧ сигнала и приемопередающего устройства 16.
Измерительно-расчетные блоки (ИРБ) 2 и 17 предназначены для тестирования синхронных и асинхронных каналов передачи данных путем формирования на передающей стороне специальных тестовых сигналов и их анализа на приемной стороне после прохождения через контролируемый канал.
Качество канала передачи данных оценивается путем измерения вероятности ошибки на единичный элемент сигнала и количества переданных и ошибочно принятых бит тестового сигнала.
Блоки 3 и 18 измерения ошибок измерительно-расчетных блоков 2 и 17 предназначены для тестирования синхронных и асинхронных каналов передачи данных путем формирования на передающей стороне специальных тестовых сигналов и их анализа на приемной стороне после прохождения через контролируемый канал цифровой линии радиосвязи. При этом качество канала передачи данных оценивается путем измерения вероятности ошибки на единичный элемент сигнала и количества переданных и ошибочно принятых бит тестового сигнала.
Основные функции программы управления измерительно-расчетных блоков включают управление процессом измерения качества канала и анализ полученных результатов измерений.
Блоки измерения ошибок при работе их на передачу формируют следующие виды тестовых сигналов:
n
псевдослучайные последовательности (ПСП) с периодом 2-1 для n=3, 7, 11, 15, 23, 32;
все «1»; все «0»; меандр тактовой частоты; меандр полутактовой частоты»; одна «1» на периоде 16 бит; одна «1» на периоде 8 бит; одна «1» на периоде 4 бита;
периодически повторяемый фрагмент длиной до 32 бит, программируемый с пульта управления (ПУ) 5 и 20 или дистанционно через интерфейсный стык контроля и управления.
-2
-12
Каждый ИРБ обеспечивает измерение коэффициента битовых ошибок, возникших при прохождении тестового сигнала на основе псевдослучайных последовательностей (ПСП) через контролируемый канал, а также суммарного числа ошибочных битов от момента пуска с индикацией текущего числа принятых битов. Диапазон коэффициента битовых ошибок, измеряемого ИРБ, находится в пределах от 1×10 до 1×10.
Передающая и приемная части ИРБ функционируют независимо друг от друга.
Передающая часть формирует тестовый информационный сигнал, который передается в тестируемый канал передачи данных через выбранный интерфейсный стык.
Приемная часть ИРБ осуществляет прием прошедшего через тестируемый канал тестового сигнала через соответствующий интерфейсный стык и производит поиск передаваемой последовательности в принимаемом потоке (процедура синхронизации).
E
B
ош
E
B
Находясь в режиме синхронизации, ИРБ производит измерение числа битовых ошибок в канале связи N и общего числа принятых бит N от момента вхождения в режим синхронизации. Коэффициент ошибок К рассчитывается как отношение N/N. Текущие результаты измерений выводятся на жидкокристаллический индикатор (ЖКИ) пульта управления в двух вариантах:
B
E
а) пара значений N и N;
B
ош
б) пара значений N и К.
Управление ИРБ (установка режимов, конфигурирование, переключение интерфейсных протоколов) и выдача результатов измерений осуществляется:
с ПУ, содержащего жидкокристаллический матричный индикатор (ЖКИ) и шестикнопочную клавиатуру;
через интерфейсный стык контроля и управления со следующими параметрами:
режим работы - стартстопный;
скорость передачи 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 14400, 19200, 28800, 38400, 57600, 96000 или 115200 бит/с; число бит данных - 7 или 8;
вид паритета - по четности, по нечетности, без паритета; вид доступа - адресный (256 адресов).
Персональные ЭВМ 4 и 19 предназначены для автоматической регистрации и хранения результатов измерений, получения оператором, выполняющим измерения, автоматизированной информационной и методической поддержки по проводимым измерениям при испытании линий, каналов и средств связи, формирования и вывода на печать отчетов по результатам текущих измерений статистических параметров каналов связи, а также справочной информации.
В качестве персональных электронных вычислительных машин 4 и 19 может быть использована ПЭВМ типа ЕС-1866, которая представляет собой многофункциональный терминал, дополненный аппаратными и программными средствами навигации, связи и передачи данных. Конструктивно упомянутая ПЭВМ типа ЕС-1866 представляет собой переносной защищенный компьютер типа «Notebook», установленный на амортизационную раму с целью исключения его перемещения при нахождении подвижного объекта в движении. Этот компьютер содержит системный блок, системное программное обеспечение и прикладное программное обеспечение, поставляемые на накопителе на жестком магнитном диске, а также содержит дисплей с плазменным экраном, стандартную клавиатуру и графический манипулятор типа «мышь».
В состав каждого из двух измерительно-расчетных блоков 2 и 17 входит пульт управления (5 и 20), состоящий из шестикнопочной клавиатуры, матричного жидкокристаллического индикатора (ЖКИ), светодиодного индикатора и пьезоэлектрического звукового излучателя, процессорный блок и блок интерфейсов, содержащий вводную панель, на которой размещены разъемы для подключения трактов и каналов связи, включая разъем для каналов по стыку С1-ФЛ-БИ, разъем для основного цифрового канала (ОЦК), разъем для группового потока Е1, разъем для группового потока Е2 со скоростью передачи 8448 кбит/с, разъем для универсального интерфейса, поддерживающего несколько синхронных протоколов (RS-232, RS-449/V.36, V.35, Х.21, RS-530, RS-530A), разъем для асинхронного стыка, предназначенного для тестирования каналов, в которых реализован протокол RS-232 в асинхронном стартстопном режиме.
ИРБ в информационном обмене по универсальному интерфейсу выступает в качестве оконечного оборудования данных (ООД).
Функции интерфейса управления: передаваемые и принимаемые данные, готовность ИРБ, готовность аппаратуры передачи данных (АПД), запрос передачи, готов к передаче и сигнальная земля.
Управление и контроль параметров при работе с каждого пульта управления (5 и 20) осуществляется с помощью меню. Наименование пунктов меню и значения параметров выводятся на ЖКИ. Передвижение по дереву меню и ввод параметров осуществляется с помощью клавиатуры пульта. Меню пульта управления обеспечивает изменение и контроль конфигурационных установок, контроль коэффициента ошибок и числа сбоев в канале, управление процессом измерения.
Блоки 6 и 18 измерения мгновенных значений уровня ВЧ сигнала предназначены для измерения уровня ВЧ сигнала и помех в тестируемом сигнале, принятом приемопередающими устройствами 10 и 16. Наличие таких данных, поступающих с выхода блоков 6 и 18 на входы соответствующих персональных ЭВМ 4 и 19, вводимых в ЭВМ и используемых в качестве исходных данных для расчетов, позволяет повысить достоверность результатов обработки полученных данных при расчете параметров надежности связи и построения интегральной функции распределения (оценки канала).
Анализаторы 7 и 22 спектра сигналов предназначены для приема поступившего из канала (с выхода приемопередающего устройства) тестируемого сигнала, анализа его, выявления ошибок в принятом сигнале и передачи полученных данных в персональную ЭВМ. Эти данные используются в персональной ЭВМ в качестве исходных данных для определения вероятности ошибок при передаче двоичных испытательных последовательностей по цифровым каналам.
В качестве антенн 8 и 23 для анализаторов спектра сигналов используются всенаправленные транспортные широкодиапазонные антенны (ТШДА). Конструктивно эти антенны выполнены в виде штыревой антенны высотой 1,25 м. Антенна ТШДА относится к классу штыревых и состоит из трех стержней, соединенных между собой резьбовым соединением, и амортизатора. К корпусу антенны жестко прикреплен кронштейн, с помощью которого антенна ТШДА крепится к кузову-фургону подвижного объекта (первой и второй испытательных аппаратных).
В качестве печатающих устройств 9 и 24 могут быть использованы устройства сканирования и печати, которые представляют собой многофункциональное устройство, предназначенное для сканирования печатных документов формата А4 и преобразования из печатного в электронный вид для последующей передачи по электронной почте, документирования принятой по каналам и линиям связи различной информации, относящейся к организации испытания линий и каналов связи, документирования данных о результатах измерений, данных статистической обработки и оценки качества контролируемого канала.
В качестве такого устройства может быть использовано многофункциональное устройство типа HP Laser Jet М 1132 MFP.
В качестве приемопередающих устройств 10 и 16 могут быть использованы серийно выпускаемые промышленностью приемопередатчики KB и УКВ диапазона из комплекса технических средств Р-169 или приемопередающие радиостанции типа Р-168.
Антенны 11 и 15 для указанных приемопередающих устройств 10 и 16 выбираются из комплекта антенн, входящих в состав упомянутого комплекса технических средств Р-169 или Р-168. Для приемопередатчиков КБ и УКВ диапазона антенны отличаются по своему составу и конструктивному исполнению. Для увеличения дальности связи по испытуемым радиолиниям антенны могут быть установлены на телескопических мачтах высотой 10-12 м, которые размещаются на кузове-фургоне соответственно первой и второй испытательных аппаратных (на схеме телескопические мачты не показаны).
Антенна 11 и 15 для приемопередающих устройств 10 и 16, работающих в KB диапазоне, представляет собой штыревую антенну типа АШ-4 высотой 4 м, предназначенную для работы на стоянке и в движении.
Для увеличения дальности KB радиосвязи в качестве антенны 11 и 15 может быть использована антенна типа «Диполь», которая развертывается и устанавливается на крыше испытательной аппаратной на телескопической мачте, высотой 10-12 м, для работы на стоянке пространственной волной.
Навигационные приемники 12 и 25 представляют собой навигационные приемники системы GPS/ГЛОНАСС. Они предназначены для приема и регистрации данных с текущими координатами местоположения испытательных аппаратных на местности с отображением их на экране монитора компьютера и обеспечения привязки его к единой системе навигации. Этот навигационный приемник принимает данные от глобальной спутниковой системы GPS или ГЛОНАСС, которая предназначена для высокоточного определения трех координат местоположения, составляющих вектора скорости движения и времени различных подвижных объектов (испытательных аппаратных).
Навигационные приемники 12 и 25 содержат антенный модуль и электронный блок, соединенные между собой высокочастотными кабелями.
В качестве такого приемника могут быть использованы навигационные приемники типа «ГРОТ-В» или «Азимут». Приемоиндикатор «ГРОТ-В» предназначен для измерения текущих навигационных параметров по сигналам космических навигационных систем ГЛОНАСС и GPS и определения на их основе географических координат, скорости в абсолютном и дифференциальном режимах, а также для синхронизации шкалы времени к шкалам системного времени ГЛОНАСС и GPS. На корпусе электронного блока имеются разъемы для подключения антенного кабеля и разъем для информационного обмена с внешними устройствами по интерфейсу RS-232C.
В качестве антенн 13 и 26 для навигационных приемников могут быть использованы транспортные широкодиапазонные антенны (ТШДА). Конструктивно эти антенны выполнены в виде штыревой антенны высотой 1,25 м. Антенна ТШДА относится к классу штыревых и состоит из трех стержней, соединенных между собой резьбовым соединением, и амортизатора. К корпусу антенны жестко прикреплен кронштейн, с помощью которого антенна ТШДА крепится к кузову-фургону подвижного объекта (первой и второй испытательных аппаратных).
Работа автоматизированной системы оценки качества канала цифровой линии радиосвязи происходит следующим образом.
При работе в одном направлении процесс испытания включает следующий тракт передачи. Сформированные блоком 3 измерения ошибок измерительно-расчетного блока 2 первой испытательной аппаратной 1, включенной на одном конце радиолинии, стандартизованные цифровые тестовые последовательности с выхода блока 3 поступают на вход передатчика приемопередающего устройства 10. Передатчик приемопередающего устройства 10 преобразует цифровую тестовую последовательность в аналоговый высокочастотный сигнал, который с помощью антенны 11 излучается в эфир.
На приемной стороне, на другом конце радиолинии, высокочастотный сигнал принимается антенной 15 второй испытательной аппаратной 14 и затем сигнал передается на вход приемника приемопередающего устройства 16. В радиоприемнике приемопередающего устройства 16 аналоговый высокочастотный сигнал преобразуется в цифровую тестовую последовательность, которая с выхода радиоприемника приемопередающего устройства 16 поступает одновременно в блок 18 измерения ошибок и анализатор 22 спектра сигнала. Блок 18 осуществляет анализ принятых цифровых тестовых последовательностей, выявление искаженных элементов в передаваемом сообщении в каждом сеансе и передает данные для дальнейшей обработки в персональную ЭВМ 19. В персональной ЭВМ 19 полученные данные обрабатываются, записываются в память для хранения и выводятся (при необходимости) на дисплей и на печать в блок 24.
Тракт для передачи тестовых сигналов и измерения показателей радиолинии в обратном направлении включает следующие элементы.
По команде оператора с пульта 20 управления через персональную ЭВМ на вход блока 18 поступает управляющий сигнал, под действием которого в блоке 18 измерения формируются тестовые последовательности. Сформированные блоком 18 измерения ошибок измерительно-расчетного блока 17 второй испытательной аппаратной 14, включенной на одном конце радиолинии, стандартизованные цифровые тестовые последовательности с выхода блока 18 поступают на вход передатчика приемопередающего устройства 16. Передатчик приемопередающего устройства 16 преобразует цифровую тестовую последовательность в аналоговый высокочастотный сигнал, который с помощью антенны 15 излучается в эфир.
На приемной стороне, на другом конце радиолинии, высокочастотный сигнал принимается антенной 11 первой испытательной аппаратной 1 и затем сигнал передается на вход приемника приемопередающего устройства 10. В радиоприемнике приемопередающего устройства 10 аналоговый высокочастотный сигнал преобразуется в цифровую тестовую последовательность, которая с выхода радиоприемника приемопередающего устройства 10 поступает одновременно в блок 3 измерения ошибок и анализатор 7 спектра сигнала. Блок 3 осуществляет анализ принятых цифровых тестовых последовательностей, выявление искаженных элементов в передаваемом сообщении в каждом сеансе и передает данные для дальнейшей обработки в персональную ЭВМ 4. В персональной ЭВМ 4 полученные данные обрабатываются, записываются в память для хранения и выводятся (при необходимости) на дисплей и на печать в блок 9.
Одновременно с этим в память персональной ЭВМ 19 (4) с выхода навигационного приемника 25 (12) считываются текущие координаты объекта, в котором находится испытуемое средство связи, и вычисляется взаимное удаление между передающей стороной блока ИРБ 2 первой испытательной аппаратной 1 и приемной стороной блока ИРБ 17 второй испытательной аппаратной 14.
При этом для каждого сеанса связи фиксируются три типа данных: полученное в ходе сеанса связи число ошибок, текущее расстояние между испытуемыми объектами и текущее время.
Непосредственно для измерения качества канала используются два измерительно-расчетных блока (ИРБ), расположенных в разных испытательных аппаратных. Они обеспечивают формирование требуемых стандартизованных тестовых последовательностей для передачи в канал связи, а также анализ этих последовательностей и выявление искаженных элементов на приемном конце канала. В зависимости от решаемой задачи передача теста и оценка канала связи может происходить одновременно в обоих направлениях: прямом и обратном, либо только в одном направлении. Измерение качества производится сеансами установленной продолжительности. Результатом каждого сеанса является число ошибок на его длине, либо число секунд с заданным количеством ошибок. Результаты измерения фиксируются в памяти персональной ЭВМ измерительно-расчетного блока (ИРБ). Одновременно с этим ИРБ периодически считывают текущие координаты перемещающихся испытательных аппаратных и вычисляют взаимное удаление между ними.
В качестве исходных данных для расчета предварительно в память персональной ЭВМ 4 и 19 записываются такие характеристики:
ош
К0 - заданное значение коэффициента ошибок;
ош
Н0(К0) - заданная вероятность (надежность) канала связи;
p - выбираемая доверительная вероятность (одно или двухсторонняя);
N0 - устанавливаемое количество сеансов измерений (объем выборки);
с
Т - длительность сеанса;
V - скорость передачи;
tβ - выбранный коэффициент среднеквадратических отклонений;
Q - параметр для определения предварительного количества сеансов измерений и данные, вводимые от измерительных приборов;
Т - время от навигационной системы;
ош
N - количество ошибок единичных элементов цифрового сигнала;
N - пакеты с ошибками от измерителя пакетов с ошибками;
мгн
Р - мгновенные значения уровня ВЧ сигнала;
вс
Т - время восстановления канала связи;
ож
Т - время ожидания передачи сообщения;
п
N - количество переданных сообщений в единицу времени.
Алгоритм определения качества каналов цифровых линий радиосвязи, основанный на расчете коэффициента ошибок, включает в себя следующую последовательность обработки результатов:
ош
ош пред
рассчитывается коэффициент ошибок каждого сеанса измерений, при этом исключаются сеансы измерений, где значение коэффициента ошибок превышает предельно допустимое (К>К);
г
рассчитывается коэффициент готовности К линии как отношение результирующего количества сеансов измерений к общему количеству сеансов измерений;
ош
строится вариационный ряд К для оставшихся сеансов (после исключения сеансов со значениями, превышающими предельные);
затем вариационный ряд подвергается преобразованию по определенному закону;
производится определение количества интервалов при проведении измерений;
определяются ширина разрядов, границы разрядов и их срединные значения;
производится подсчет количества сеансов, попавших в к-й интервал (при совпадении случайной величины разрядов на границы интервалов прибавляется число 0,5);
определяется относительная частота сеансов в каждом интервале.
ош
E
B
E
B
Далее рассчитывается коэффициент ошибок К как отношение N/N, где N - число битовых ошибок в канале связи, a N - общее число принятых бит от момента вхождения ИРБ в режим синхронизации. Текущие результаты измерений выводятся на жидкокристаллический индикатор (ЖКИ) пульта управления в двух вариантах:
B
E
а) пара значений N и N;
B
ош
б) пара значений N и К.
ош
Расчет коэффициента ошибок К ведется программным путем после ввода исходных данных, указанных выше. Затем процесс расчета показателей ведется автоматически с помощью встроенной программы и специального прикладного программного обеспечения.
Технический эффект от предлагаемого изобретения заключается в повышении качества и достоверности полученных результатов измерений и оценки, достигаемых за счет исключения операций по ручному сбору статистических данных, сокращения времени, необходимого для ввода полученных данных и их последующей обработки, что позволяет в заданные сроки провести испытания и получить больший объем измерений.
Кроме того, использование предлагаемой автоматизированной системы оценки качества канала цифровой линии радиосвязи позволяет повысить эффективность испытательной работы, качество и объективность полученных результатов измерений.
Достоинством предлагаемой автоматизированной системы оценки качества канала цифровой линии радиосвязи является то, что введенный в состав каждой испытательной аппаратной измерительно-расчетный блок (ИРБ) позволяет обрабатывать большие объемы результатов измерений качества каналов связи. При этом сокращение времени испытаний и повышение качества измерений достигается за счет того, что в ИРБ реализованы технологии «виртуальных приборов» с применением специального программного обеспечения, посредством которого реализуются необходимые измерительные средства и процедуры синхронного управления работой средств измерений на разнесенных испытательных площадках. Это способствует снижению затрат материальных и финансовых средств на проведение испытаний и соответственно на изготовление опытных образцов систем, комплексов и средств связи.