63474 (588974), страница 10

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 10)

За основу расчета примем тот факт, что реальная пропускная способность системы определяется числом только исправных элементов, образующих фактическую структуру системы. Таким образом, определение пропускной способности системы с ненадежными элементами, по сути, сводится к нахождению фактической структуры (или нагрузки) и расчету пропускной способности уже известными методами для систем с абсолютно надежными элементами.

Пусть N=n, j=h=1, Vj=V, s=1. Надежность линий (выходов из коммутаторов) и монтажных соединений внутри коммутатора намного выше надежности коммутационных элементов, т.е. Ал=Ам.с=0, Ак.э0. Предположим, коммутационные элементы выходят из строя намного реже, чем поступают вызовы. Тогда дополнительные потери в коммутаторе (помимо тривиальных потерь в пучке линий) обусловлены только ненадежностью коммутационных элементов. Если dк.э – число исправных коммутационных элементов в произвольный момент в вертикали, к которой подключен источник вызова, к.э – условные потери, а – вероятность наличия точно dк.э исправных или V-dк.э неисправных коммутационных элементов вертикали, то по формуле полной вероятности

(9.16)

Из (4.16) для нашего случая имеем

Коммутационные элементы имеют два вида неисправностей: обрыв и короткое замыкание.

(9.17)

Обрыв лишает возможности проключения источника вызова (вертикали) на один из выходов (горизонталь) коммутатора. Неисправность этого типа не влияет на обслуживание источников вызова, подключенных к другим вертикалям. Обозначим к.э0 параметр потока неисправностей типа "обрыв" одного исправного коммутационного элемента.

Короткое замыкание не дает возможности отключить освободившийся или свободный источник вызова (вертикаль) от выхода (горизонтали) коммутатора. Эта неисправность влияет на обслуживание источников вызова, подключенных к другим вертикалям, так как горизонтали всех источников –общие. Обозначим через к.э1 параметр потока неисправностей типа "короткое замыкание" одного исправного коммутационного элемента. Исходя из сказанного (9.16) и (9.15)

ак.э=к.э /rк.э=(nк.э1+к.э0/ rк.э. (9.18)

После вычислений произведенных на программном продукте Mathcad вероятность потерь = Р в полнодоступном пучке с ненадежными коммутационными элементами составила при известной интенсивности нагрузки поступающего простейшего потока вызовов А = 6,58 на SI-2000 от ОС, интенсивности нагрузки поступающего простейшего потока неисправностей В = 0,0001, емкости пучка V = 1.

По результатам вычисления получилось Р = 0,0412.

Таким образом, вероятность потери вызова из-за выхода из строя элементов станции составляет Р=0,0412, что удовлетворяет установленным нормам.

10. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПЕРЕДАЧИ РЕЧЕВОЙ ИНФОРМАЦИИ ПО КАНАЛАМ СВЯЗИ И АНАЛИЗ СМО С ОЧЕРЕДЬЮ

10.1 Оценка качества передачи речевого сигнала по каналам связи

Как показано в, задача выбора интегрального критерия оценки качества передачи речевой информации по каналам мобильной связи сводится к вычислению обобщенного коэффи­циента Кобощ.кач. Отмечено, что интегральная оценка качества определяется либо средней арифметической, либо средней гео­метрической величиной. В данной статье рассматриваются возможные численные методы интегральной оценки качества передачи речевой информации, передаваемой по мобильным каналам связи, и пути правильного выбора одного из них.

Арифметический метод определения интегрального критерия сводится к оптимизации многокомпонентной функции оценки качества. Ранее авторами статьи уже предлагались два вариан­та арифметического метода вычисления Кобощ.кач.

В первом случае обобщенный коэффициент качества:

(10.1)

где

μ1 = 0,2;

μ2 = 0,4;

μ3 = 0,2;

μ4 = 0,2 – весовые коэффициенты, найденные методом экспертных оценок.

Во втором случае

(10.2)

где

μ1 = 0,25;

μ2 = 0,5;

μ3 = 0,25.

К достоинствам арифметического метода нужно отнести то, что он учитывает удельный вес каждого индивидуального критерия оценки (разборчивости, натуральности, громкости, структуры мобильного канала связи). Для определения воз­можности использования данного метода оценки качества передачи речевой информации по каналам связи предлагается рассмотреть взаимосвязь между индивидуальными компонен­тами и интегральным критерием. Однако практика показыва­ет, что, когда одна из составляющих интегрального критерия равна нулю, интегральный критерий тоже должен быть равен нулю. Формулы (1) и (2) не отражают эту взаимосвязь. Для устранения основного недостатка арифметического метода их необходимо скорректировать. Тогда выражения (1) и (2) примут вид:

(10.3)

где М = 1, если Кгр, Кразб, Кнат, и Кстр.кан не равны 0; М = 0, если хоть один из указанных коэффициентов равен 0;

(10.4.1)

где коэффициент М принимает такие же значения, что и в (10.3).

При геометрическом методе определения интегрального критерия возможны три варианта: оптимистический, пессими­стический и реалистический.

Оптимистический критерий оценки качества определяется как максимальное значение

(10.4)

Из (10.4) следует, что при равенстве любой из составляющих компонент нулю Кобобщ.кач.опт. тоже равен нулю и достигает максимума только тогда, когда все компоненты достигают максимума. Таким образом, данная формула удовлетворяет требуемому условию.

Пессимистический критерий оценки качества передачи определяется как минимальное значение. Интегральная оценка равна самому минимальному значению из всех компонент:

(10.5)

Реалистический критерий является комбинированным ва­риантом оптимистического и пессимистического критериев Суть его заключается в том, что интегральная оценка равна: а) одной из составляющих компонент, когда три остальные равны максимуму; б) геометрической средней величине двух компонент, когда третья и четвертая равны максимуму; в) геометрической средней величине трех компонент, когда одна из них достигает максимума; г) геометрической средней величине всех компонент, когда ни одна из них не достигает максимума.

Для вычисления Кобобщ.кач.реал. практически применим вариант (г), т.е. (10.6)

Отметим, что реалистический критерий действительно является интегральным. Используя его, можно считать, что: - в данном интегральном критерии содержатся все основные показатели, характеризующие качество передачи ре­чевой информации по каналам связи;

- оценки по реалистическому критерию действительно правильно характеризируют качество передачи речевой инфор­мации.

Следовательно, выбранный критерий допускает количе­ственную оценку качества передачи речевой информации по каналам мобильной связи. Желательно, чтобы при геометри­ческом методе определения интегрального критерия так же, как и при арифметическом, учитывались весовые коэффициен­ты каждой из его составляющих. Поэтому авторами пред­лагается скорректированное выражение для расчета интегра­льного критерия независимо от числа составляющих ni,

где

Ai = μiКi - произведение весового коэффициента на величину составляющей интегрального критерия качества.

На основе выбранного критерия предлагается новая мето­дика объективной оценки качества передачи речевой информации по каналам мобильной связи, которая обладает соответствую­щим преимуществом перед субъективными (абонентскими) методами.

Учитывая, что конечным приемником речевой информации в канале связи обычно является слуховой аппарат человека, целесообразно оценивать качество передачи речи "искусствен­ным ухом", характеристики которого должны совпадать с основными характеристиками естественного уха. Согласно выбранному критерию в "искусственном ухе" должны присут­ствовать эталонные значения каждой из компонент, характе­ризующих качество передачи речи по каналам связи. Сопо­ставление реальных параметров речевого сигнала с эталонны­ми значениями в "искусственном ухе" позволяет оценивать качество с требуемой точностью. Для автоматизации процесса контроля качества передачи речевой информации "искусствен­ное ухо" должно оценивать не акустический, а электрический входной сигнал (первичный сигнал). Поэтому будем "искус­ственное ухо" называть электронным.

"Электронное ухо" представляет собой совокупность ча­стотных фильтров, усилителей, генераторов эталонных сигна­лов, компараторов, накопителей и ряда вспомогательных устройств. Необходимо, чтобы чувствительность "электронно­го уха" совпадала с чувствительностью естественного. Одной из основных характеристик естественного уха является порог слышимости. На малых уровнях совокупность слышимых тонов ограничена порогом слышимости, на больших - боле­вым порогом.

Доказано, что ухо обладает повышенной механической чувствительностью к некоторым частотным составляющим сигнала и пониженной - к другим. Подобная частотная зависимость определяется субъективно. В какой-то степени изменения порога слышимости могут быть объяснены просто изменением механической чувствительности уха. Поэтому при телефонной связи равные мощности сигнала и помехи различ­ной частоты оказывают различное влияние на качество связи вследствие частотной зависимости чувствительности уха. Следовательно чувствительность "искусственного уха" должна совпадать с чувствительностью естественного уха в частотном диапазоне канала ТЧ 0,3...3,4 кГц.

Таблица 10.1 – Частотная характеристика чувствительности уха

В опубликованных ранее работах была исследована зави­симость чувствительности уха от частоты в децибелах относи­тельно исходного давления 2·10-5 Н/м2 или 2·10-4 мкб (1 мкб = 10-1 Н/м2. В таблице приведена частотная характери­стика чувствительности уха.

При телефонной передаче, как было сказано выше, дей­ствие отдельных составляющих спектра сигнала помехи ока­зывается неодинаковым из-за частотной зависимости чувстви­тельности уха. В соответствии с приведенными выше положе­ниями главным условием реализации предлагаемой методики является наличие устройства, обеспечивающего отличие рече­вых сигналов от отраженных сигналов и других видов шумов и измерение их энергетических характеристик на фоне мешаю­щего воздействия остальных с требуемой степенью достовер­ности. Традиционно подобные задачи решаются с помощью устройств - "детекторов речи", которые используются во многих приложениях: статистических системах уплотнения (передачи), эхоподавляющих устройствах и др. Степень до­стоверности обнаружения определяется алгоритмом распоз­навания, заложенным в детекторе речи.

Предлагаемый новый метод оценки качества передачи речевой информации, учитывающий особенности мобильной связи, позволит создать эффективное устройство контроля, обеспечивающее определение с достаточной степенью точности реального коэффициента качества и его отклонения от норма­тивного значения, в соответствии с которым вносятся корректи­вы в параметры канала связи.

Кроме основной проблемы повышения качества передачи речевой информации по каналам мобильной связи, в дальнейшем необходимо решить ряд сопутствующих задач, в частности: каким должно быть устройство контроля — индивидуальным или групповым, а также его место и способ подключения; определить структуру сигналов управления устройства контроля для изме­нения параметров канала; выбрать элементную базу его реали­зации.

Характеристики

Список файлов ВКР