Metode de evaluare a calității unui semnal digital

Considerăm și analiza metodele existente de estimare a calității semnalului.

diagrama ochi

Convenabil metoda grafică (simplu și ingenios!) Pentru evaluarea calității unui semnal digital la ieșirea din regenerator este un ochi-diagrama. Acesta este un rezultat al superpoziției tuturor secvențelor de impulsuri posibile pentru o perioadă de timp egală cu două perioade de ceas ale semnalului liniar.

Exemplul cel mai simplu - pentru diagrama ternară (nivelele posibile -1, 0, +1) a semnalului liniar cu o cosinus formă pătrată semnal de intrare regenerator. diagrama ochi bun regiune vizibil ( „deschis“), în cadrul căreia trebuie efectuate semnalul de identificare funcționare pentru fiecare dintre cele două niveluri de soluții. Liniile orizontale indicate ca -1, 0 și +1 corespund amplitudinile impulsurilor în absența interferenței, linia verticală prin fiecare perioadă de ceas T - soluții ideale momente.

Procesul decizional este prezentat în forma a două cruci în fiecare „deschidere“ diagrama ochiului. Fiecare bară verticală a crucii definește momentul deciziei, și orizontală - nivelul său. Garanție de regenerare fără erori a unui semnal digital este prezența în apropierea fiecărei traverseze o anumită zonă în care trebuie să apară semnalul de identificare.

Prezența interferenței conduce la o reducere în acest domeniu, în comparație cu cazul ideal. Distanța minimă dintre centrul și marginile de cruci „ochi“ este o măsură a marjei de imunitate de zgomot. Pe măsură ce scade marja din cauza distorsionării formei pulsului, și datorită imperfecțiunilor procesului decizional. Primul motiv conduce la o scădere a „deschidere“ diagrama ochi, iar al doilea - o deplasare de-a lungul punctelor de decizie limite ale ochilor. Reieșind din distorsiunea două cauze, de obicei, împărțite în amplitudine și timp corespunzând unui punct de decizie de deplasare pe verticală și pe orizontală. Pentru comoditatea de discuții suplimentare, presupunem că punctul de decizie rămâne fix și redus la „deschide“.

Gradul de reducere „deschidere“ diagrama ochiului este determinată de deformarea verticală rezultantă cauzată de interferența inter-simbol, ecouri, schimbările pulsului amplitudine în producția erorilor regenerator pragurile de rezolvitorilor. Ca urmare a distorsiunii componentei verticale apare diagrama ochi? A. Este la această valoare ar trebui să fie mutat marginea diagramei ideală pentru ochi.

distorsiunea temporară a diagramei ochiului? T, inclusiv o nepotrivire de momente pentru a le rezolva valorile statice și jitter sunt înregistrate în mod normal, în deplasarea borders „ochii“ pe orizontală.

Evident, pentru a compensa deteriorarea diagramei ochiului reale comparativ cu un ideal este necesară pentru a crește amploarea raportului semnal / zgomot cu o valoare? S / N = 20 lg (H / h), dB, unde H și h sunt verticale „deschidere“ ideal și un ochi diagrame reale, respectiv.

Rata de eroare de bit

Trebuie remarcat faptul că, ceteris paribus BER depinde de numărul de biți transmiși. De exemplu, un lung șir de caractere identice poate provoca modulație de amplitudine-frecvență joasă și bruiaj deterministe, din care consecință va crește numărul de erori. Pentru a asigura corectitudinea DSP utilizat pentru a compara secvența de test diferit de model, în care fiecare rată de transmisie standard, corespunde unei secvențe de test diferit. În proprietățile lor, acestea sunt aproape de zgomot gaussian, dar au o anumită perioadă de repetiție. Prin urmare, ele sunt numite secvență nu doar aleatoare și pseudo-aleatoare (PRS) (Pseudo-aleatoare Secvența Bit, PRBS).

Trebuie subliniat faptul că evaluarea BER va fi absolut corectă doar un număr infinit de biți transmiși. Strict vorbind, atunci când numărul lor este limitat, noi nu obține probabilitatea BER a evenimentului, și evaluarea sa OARET. Evident, nivelul de încredere al acestei estimări (Confidențial Level, CL), de asemenea, numit coeficientul de încredere depinde de numărul de erori înregistrate și numărul total de biți transmis N.

Acest lucru este confirmat de tabelul de date (a se vedea tabelul 1), care arată valorile dorite normalizate NxBER durată în funcție de numărul de erori înregistrate E și evaluarea CL nivel de fiabilitate. - cu cât numărul de erori și pentru evaluarea nivelului de încredere CL, cu cât numărul de biți care trebuie transmise.

Tipic schema de măsurători BER presupune că generatorul de bit de test (de caractere) secvențe de ber tester, obiectul de test (DSP-uri secțiunea regenerator, și așa mai departe. D.) și BER erori detector tester.

Generator BER tester generează semnale de testare, care sunt de intrare la obiectul supus încercării. generator de semnal de test este, de asemenea, sursa detectorului de semnal erori ber tester.

Obiectul de test poate fi aliniat geografic cu testerul REC sau să fie la o locație la distanță. În orice caz, obiectul supus încercării trebuie scos din funcțiune, iar semnalul de la ieșirea sa alimentat la intrarea receptorului tester BER. Așa cum se spune signalers, ar trebui să fie organizate bucla de măsurare.

detector de eroare recepționează semnalul de ieșire de test de la obiectul testat sau creează o copie exactă a semnalului independent. Semnalul de test oscilator este comparat puțin câte puțin la ieșirea semnalului de la obiectul de test. Fiecare detector detectează semnalul de diferență ca o eroare de bit.

în faza necesară a acestor două semnale furnizează un detector de eroare, care furnizează semnalul de ieșire întârziată dorit de la generator. Sarcina semnalelor pe faze se efectuează în mod obișnuit la tester de calibrare pas REC.

Semnale de testare BER tester standardizate. După cum sa menționat mai sus, semnalul de informație către tester simulate REC sub forma așa-numitei SRP secvențe pseudo-aleatoare (PRBS), acestea sunt formate în conformitate cu algoritmi convenționale și diferă în numărul de simboluri generate M = 2k-1. unde k - număr întreg.

Generatoarele testere BER poate crea secvențe test arbitrare, de obicei numite cuvinte de cod.

Dezavantajul este evidentă necesitatea de ieșire BER obiect de test de exploatare (In afara serviciului, OOS), care este destul de acceptabil în procesul de dezvoltare sau unitate de reparații și este un inconvenient în cazul în care DSP este deja în funcțiune. În plus, parametrul BER bun pentru a evalua efectul de interferență unică datorită proceselor gaussian, de exemplu și vectori proprii diafonie. În același timp, în orice sistem de comunicare reală sunt pachete prezente și întregi de astfel de erori (numite erori de serie). Prin urmare, fără cunoașterea structurii temporale a unei erori de sistem de comunicare nu poate fi localizată în mod eficient deteriorarea și acumularea de informații adecvate cu privire la calitatea proiectării și instalarea de echipamente. De fapt, un REC nu este suficientă pentru evaluarea corectă a DSP. Necesitatea mai adecvată, ținând cont de structura de interferență, indicatori de calitate DSP cu posibilitatea de monitorizare în timpul funcționării normale a sistemului de comunicații (în monitorizarea Service, ISM). Cum ar fi recomandările G.821 și G.826.

Tabelul 1. Valorile necesare Durata normalizate.