Инф письмо НиИУ 2017



УДК 621.391

 

СИНТЕЗ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ЦИФРОВОГО СИГНАЛА

 

Мошинская А.В., Георгин Д.А.

Институт телекоммуникационных систем НТУУ «КПИ», Украина

E-mail: [email protected], [email protected]

 

Synthesis of method for quality estimation for digital signal

The new technique of quality estimation for digital signal is proposed. The parameters of quality for digital signal from ITU-T Rec. G.826 are investigated in this paper. Relationship between theoretical and applied knowledge is established.

 

Категория «качество передачи цифрового сигнала» является одной из важных характеристик при оценке эффективности передачи информации в телекоммуникационной системе. В классических трудах В.И. Коржика, Л.М. Финка и др. качество передачи сигнала обуславливается помехоустойчивостью канала связи и определяется достоверностью передачи информации. Показателями достоверности выступают вероятность ошибки символа в канале связи рош и вероятность ошибки информационного бита рб [5].

Целью исследования является создание такой единой методики оценки качества связи, в которой знания, предлагаемые в теории помехоустойчивости и выраженные аналитическими закономерностями, можно сделать прикладными с помощью современных рекомендаций союза электросвязи ITU-T.

Предлагаемая методика синтезируется на основе предлагаемой аналитики теории помехоустойчивости и результатах современных стандартов ITU, которые предлагают инструментальные измерения.

В рекомендации G.826 определены три типа блочных ошибок:

ошибочный блок (Errored block, EB), содержит один или более ошибочных битов (информационных либо проверочных);

секунда с ошибками (Errored Second, ES), содержащая хотя бы один блок с ошибками или дефект;

секунда c многочисленными ошибками (Severely Errored Second, SES), содержащая 30% блоков с ошибками или, по крайней мере, один период с серьезными нарушениями соединения (Severely Disturbed Period, SDP); [3]

   Аналитические зависимости для определения параметров качества связи строятся на основе известной вероятности искажения одного бита (информационного либо проверочного), то есть вероятности ошибки непрерывного потока бит p.

Вероятность возникновения ошибочного блока равна вероятности события, что хотя бы один из n бит в блоке искажен:

 

P(EB) = 1 – (1 – p)n (1)

 

Предполагается, что в одну секунду передается количество блоков M, являющееся целым числом. Таким образом, за одну секунду передается M блоков по n бит. С другой стороны количество бит за секунду – это скорость V. Следовательно,

M = V / n (2)

 

Зная количество блоков за секунду (2), а также вероятность того, что блок ошибочен (1), можно записать формулу:

 

P(ES) = 1 – (1 — P(EB))M (3)

 

вероятность события, что хотя бы один блок в течение секунды был ошибочным.

Необходимо сделать уточнение, что блок, попавший в две соседние секунды сразу, будет влиять на обе секунды при идентификации их ошибочности. Следовательно, количество блоков в секунду, рассчитанное по формуле (2) всегда будем округлять до целого в большую сторону.

Зная количество блоков за секунду (2), а также вероятность того, что блок ошибочен (1), и используя биномиальное распределение, можно определить вероятность появления определенного количества ошибочных блоков за одну секунду.

Пусть y количество ошибочных блоков секунде,

 

y = 0, 1, 2…M, (4)

 

тогда

 

(5)

 

Для возникновения секунды c многочисленными ошибками необходимо, чтобы 30% и более блоков в секунде были ошибочными, т.е.

 

y ≥ 0.3M , (6)

 

Тогда, используя (2) и (5) с учетом условий (4) и (6), запишем

 

(7)

 

где вычитаемое – это сумма вероятностей событий, каждое из которых заключается в появлении количества ошибочных блоков в данной секунде меньшего, чем 30%.

Таким образом, предлагается новая методика оценки показателей качества каналов телекоммуникаций. Задаваясь исходными данными, а именно скоростью источника V , размером блока n и вероятностью ошибки символа p можно определить вероятность появления ошибок в одном блоке и вероятность появления одного или более ошибочных блоков в передаваемой последовательности символов, приводя теоретические показатели помехоустойчивости к стандартизированным показателям достоверности в телекоммуникационных системах.

 

Литература:

 

1. Коржик В. И., Финк Л. М., Щелкунов К. Н. Расчет помехоустойчивости систем передачи дискретных сообщений: Справочник /: Под ред. Л. М. Финка. — М.: Радио и связь, 1981. — 232 с.

2. J. G. Proakis, Digital Communication, 4th ed. Boston, MA: McGraw-Hill, 2000.

3. ITU-T Recommendation G.826. End-to-end error performance parameters and objectives for international, constant bit-rate digital paths and connections, – 2002. – pp. 6-9.

4. Кларк Дж. Кодирование с исправление ошибок в системах цифровой связи / Кларк Дж., Кейн Дж. – М.: Радио и связь, 1987. – с. 392.

5. Мошинская А.В. Методика оценки качества цифрового сигнала // А.В. Мошинская, Л.А. Урывский«Проблеми телекомунікації»: дев’ята міжнародна науково-технічна конференція, присвячена дню науки в Україні (ПТ-15) 21-24 квітня 2015 р., К.: с. 68…71

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *