5.3. МЕТОДЫ И АППАРАТУРА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ

5.3.1. ИЗМЕРЯЕМЫЕ ВЕЛИЧИНЫ

Суждение о качестве передачи данных можно составить на основе измерений и оценки появляющихся при передаче искажений сигналов. Оконечное оборудование принимает и выдает данные в форме двоичных сигналов, значения которых представляют собой электрические величины — токи или напряжения (см. том. 1, разд. 2.2.3).

Важнейшие параметры двоичного сигнала указаны на рис. 5.13 [5.31]. Значения, которые сигнал может принимать при представлении дискретной информации, называются значащими позициями. У двоичного сигнала две возможные позиции обозначают и ставят в соответствие логическим величинам (символам) 0 и 1 [5.32].

Рис. 5.13. Параметры двоичного сигнала: значащие позиции; - значащие интервалы; значащие моменты

Интервал времени, в течение которого значащая позиция сохраняется без изменения, называется значащим интервалом. Под единичным интервалом понимают значащий интервал, длительность которого имеет наименьшее из возможных номинальных значений (см. также том 1, разд. 2.2). Скорость модуляции - это величина, обратная единичному интервалу, измеряемому в секундах; единица скорости модуляции носит название Бод. Значащими моментами двоичного сигнала называют моменты изменения значащих позиций.

Под действием помех значащие позиции и значащие моменты отклоняются от идеальных. Эти отклонения могут быть измерены и использованы для оценки качества передачи. Отклонение значащего момента от требуемого момента времени представляет собой краевое (или телеграфное) искажение [5.33]. Краевые искажения характеризуют качество передачи, и когда они достигают определенной величины, при передаче появляются ошибки. Это происходит в том случае, если в момент отсчета значащая позиция оказывается неверной; измеряемым показателем качества при этом служит коэффициент ошибок.

5.3.1.1. КРАЕВЫЕ ИСКАЖЕНИЯ

Для измерения краевых искажений необходимо сравнить значащие моменты рассматриваемой последовательности элементов с некоторым идеальным временным растром. Отклонение

отдельно взятого значащего момента от его идеального (треоуемого) положения называют индивидуальным искажением. Если это отклонение относят к длительности идеального единичного интервала, то полученный показатель называют степенью искажения.

Степень индивидуального искажения выражается, таким образом, отношением отклонения отдельно взятого значащего момента от его идеального положения к длительности идеального единичного интервала и указывается обычно в процентах [5.34]:

Для измерения степени индивидуального искажения необходимо сопоставить значащие моменты сигнала с некоторыми идеальными моментами времени, выступающими в качестве опорных. Такое сопоставление с опорными моментами, которые получаются путем усреднения всех значащих моментов сигнала за отрезок времени, значительно превышающий единичный интервал, должно осуществляться в синхронном приемнике при обработке изохронной последовательности единичных элементов. Степень индивидуального искажения считается положительной если значащий момент следует за идеальным моментом, т. е. располагается справа от него, и отрицательной если значащий момент предшествует идеальному, т. е. располагается слева (рис. 5.14).

Рис. 5.14. Индивидуальные искажения: идеальный единичный интервал; идеальные значащие моменты: время опережения время запаздывания

Понятие индивидуального искажения позволяет дать определения некоторым другим искажениям; из него вытекают, в частности, понятия синхронных и стартстопных искажений [5.35].

Степень синхронного (изохронного) искажения изохронной последовательности элементов определяется как разность между наименьшим и наибольшим значениями степени индивидуального искажения (с учетом их знаков) за определенное время наблюдения:

При образовании разности двух значений индивидуального искажения, определенных по отношению к одному и тому же временному растру, значения идеальных моментов взаимно уничтожаются и на результат не влияют. Поэтому синхронное

искажениё, можно определить также как область разброса значений индивидуального искажения, измеренных за время наблюдения.

При измерении стартстопного искажения исходной (опорной) точкой временного растра, образуемого для каждого стартстопного знака, служит начало стартового элемента этого знака. Каждый момент времени, отстоящий от начала стартового элемента на целое число идеальных единичных интервалов, есть идеальный значащий момент.

Рис. 5.15. Стартстопные искажения: идеальный единичный интервал; опорный момент времени; идеальные значащие моменты; время опережения; время отставания (запаздывания)

Отклонения значащих моментов от идеальных моментов определенного таким способом растра (рис. 5.15) могут быть отрицательными (опережение на он) или положительными (запаздывание на Следовательно, можно различать отрицательное и положительное стартстопные искажения.

Степень стартстопного искажения определяется как отношение наибольшего абсолютного отклонения макс значащих моментов стартстопного знака от идеальных моментов к длительности идеального единичного интервала и выражается в процентах:

5.3.1.2. КОЭФФИЦИЕНТ ОШИБОК

Коэффициент ошибок является важнейшим показателем качества передачи по тому или иному каналу (см. том 1, разд. 5.1.1). Коэффициент ошибок по битам определяется как отношение

числа ошибочно принятых битов к общему числу принятыу битов сообщения за определенное время измерения [5.36]. Наряду с этим используются понятия коэффициентов ошибок по знакам и по блокам, которые определяются как отношения числа ошибочно принятых знаков или блоков (т. е. последовательностей битов определенной длины, например по 511 бит) к общему рислу знаков или блоков, принятых за время измерения.

При измерении среднего коэффициента ошибок в некотором канале существенное значение для достоверности I результата имеет выбор времени измерения, так как в течение этого времени должно быть зарегистрировано определенное минимальное число ошибок или пачек ошибок. Для эксплуатационных измерений среднего коэффициента ошибок при скоростях передачи до 10 кбит/с МККТТ рекомендует интервал наблюдения, равный 15 мин [5.37].