Быстродействующие устройства вычисления параметров ошибок синхронизации

• Автор: Глухарев, Игорь Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 172 с. : ил.

Содержание
Введение.
1 Анализ известных методов и устройств определения параметров аддитивных ошибок и обнаружения ошибок синхронизации в каналах со вставками и выпадениями бит.

1.1 Основные характеристики ошибок в цифровых каналах.

1.2 Методы определения характеристик ошибок.

1.2.1 Определение коэффициента битовых ошибок

1.2.2 Известные методы обнаружения ошибок синхронизации

1.3 Устройства вычисления характеристик аддитивных ошибок.

1.4 Актуальность задачи создания методов и устройств вычисления параметров ошибок синхронизации УВПОС на фоне аддитивных помех
1.5 Выводы
2 Методы и аппаратноориентированные алгоритмы определения параметров ошибок синхронизации в каналах со вставками и выпадениями бит.
2.1 Метод и алгоритм обнаружения ошибок синхронизации на фоне аддитивных помех с помощью псевдослучайных последовательностей
2.2 Корреляционный метод определения параметров ошибок синхронизации.
2.3 Локаторный метод определения параметров ошибок синхронизации на основе синхропоследовательности с особыми свойствами
2.4 Алгоритм ранжирования относительных локаторов синхросимволов по частоте их появления
2.5 Предварительное исследование разрешающей способности корреляционного и локаторного методов.
2.6 Принципы организации вычислительной системы оценки параметров и характеристик ошибок синхронизации
2.7 Алгоритмы оперативной статистической обработки выходных данных УВПОС.
2.8 Выводы
3 Разработка быстродействующих устройств вычисления параметров ошибок синхронизации в канале
3.1 Структурная и функциональная организация УВПОС
3.1.1 УВПОС на основе корреляционного метода.
3.1.2 УВПОС на основе локаторного метода.
3.2 Блок нахождения существенного относительного локатора синхросимвола.
3.3 Блок принятия решения о наличии ошибок
3.4 Блок формирования потока состояний канала.
3.5 Блок формирования входного битового потока
3.6 Оценки сложности и быстродействия корреляционного и локаторного УВПОС.
3.7 Выводы
4 Исследование стабильности и погрешности определения параметров ошибок синхронизации предлагаемыми методами и устройствами.
4.1 Организация программной модели.
4.1.1 Принципы моделирования источника ошибок и алгоритмов функционирования УВПОС.
4.1.2 Структурная схема модели для исследования алгоритмов УВПОС .
4.2 Методика определения параметров и характеристик ошибок синхронизации на модели
4.3 Результаты проверки погрешности вычисления параметров ошибок синхронизации на выходе УВПОС
4.4 Результаты проверки погрешности оценки вероятностных характеристик ошибок синхронизации
4.5 Выводы
Заключение
Список литературы


В цифровых каналах, приемное оборудование которых использует для формирования сигнала синхронизации синхроинформацию, выделенную из принятого сигнала, ошибки синхронизации могут возникать в периоды сильного воздействия помехи. Частным случаем ошибок синхронизации являются проскальзывания. Проскальзыванием называется повторение или исключение группы символов в синхронной или плезиохронной почти синхронной последовательности двоичных символов в результате различия между скоростями считывания и записи в буферной памяти. В случае отсутствия буферной памяти проскальзывания возникают по мере накопления фазового сдвига сигналов передачи и приема . В практике эксплуатации проскальзывания проявляются в виде секунд неготовности канала . Современные методики измерения параметров цифрового канала предусматривают отключение режима определения параметра ошибки при потере большого массива данных. В этом случае время, в течение которого происходила потеря для проскальзывания теряется цикла информации, считается как время неготовности канала. Поэтому в системе связи должны проводится отдельные измерения по обнаружению и определению параметров ошибок синхронизации, в противном случае невозможно гарантировать, что система синхронизации не может стать причиной ухудшения качества. Нормирование параметров проскальзываний дано в рекомендации I . Основными физическими причинами сбоев синхронизации являются электромагнитная интерференция шум и помехи, воздействующие на цепь синхронизации в приемнике увеличивают вероятность неправильного принятия хронирующего сигнала петлей ФАПЧ изменение длины тракта в результате температурного расширения или сжатия среды передачи или в результате изгиба радиотракта в атмосфере изменение скорости распространения сигнала обычно связано с изменением характеристик среды передачи и наиболее характерно для радиочастотных систем наиболее значительный источник потенциальной нестабильности тактовой частоты на приеме доплеровские сдвиги от подвижных оконечных устройств возникающие при движении самолетов, спутников и других подвижных объектов нерегулярное поступление хронирующей информации . Все названные выше причины ошибок синхронизации в конечном итоге приводят к сдвигам демодулированной двоичной последовательности и появлению вставок или выпадений бит. Коэффициент битовых ошибок равен отношению числа ошибочно принятых бит к общему числу бит, принятых за сеанс измерений. Практическое правило для определения продолжительности сеанса измерений состоит в том, чтобы изменить знак степени ожидаемого на противоположный и прибавить к степени два. Коэффициент битовых ошибок может быть измерен путем сравнения переданной через канал известной тестовой последовательности с такой же последовательностью, хранимой в памяти или генерируемой на приемной стороне 4. Для проведения таких измерений на передающей и приемной сторонах должны быть установлены синхронно работающие генераторы тестовых последовательностей рис. На рисунке приняты следующие сокращения ТП генератор тестовой последовательности УС устройство синхронизации БС блок сравнения СИО счетчик и индикатор ошибок АПД аппаратура передачи данных. Простой и в то же время удовлетворяющий необходимым требованиям генератор тестовых псевдослучайных последовательностей ПСП можно построить на основе регистра сдвига с линейными обратными связями рис. Рис. Рис. Перед началом генерации в регистр должно быть занесено любое значение, кроме нулевого . Баланс нулей и единиц обеспечивается тем, что Мпоследовательность содержит 2тЛ1 нулей и 2тЛ единиц. Идеальная автокорреляционная функция достигается благодаря тому, что Мпоследовательность отличается от циклически сдвинутой такой же последовательности ровно в 2тЛ позициях ,,. Максимальная длина Мпоследовательности имеет период , поэтому все битные комбинации кроме нулевой на одном периоде последовательности встречаются по одному разу. Начальная синхронизация регистра сдвига на приемной стороне может быть выполнена путем заполнения т ступеней регистра сдвига первыми т битами, поступившими из канала после начала тестирования .