автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.02, диссертация на тему:Исследование и разработка методов оптимального управления эхоподавляющими устройствами на автоматически коммутируемой телефонной сети

МИНИСТЕРСТВО СВЯЗИ СССР

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт связи

На правах рукописи ШАВРИН Сергей Сергеевич

УЖ 621.395.664.12

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭХОГОДАВПЯЩЙШ УСТРОЙСТВАМИ НА АВТОМАТИЧЕСКИ КОММУТИРУЕМОЙ ТЕЛЕ ЗОННОЙ СЕТИ •

Специальность 05.12.02 - Системы и устройства передачи

информации по каналам связи

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-1991

Работа выполнена на кафедре многоканальной электросвязи Московского ордена Трудового Красного Знамени института связи.

Научный руководитель - кандидат технических наук, профессор

Н.Н.БАЕВА

Официальнне оппоненты- доктор технических наук, профессор

B.Д.БЫКОВ

- кандидат технических наук

C.А.МУСАЕ1ЯН

Ведущее предприятие - Центральный научно-исследовательский институт связи

Защита состоится "Ц " --п д 1991 года в '45 " час. на заседании специализированного совета К 118.06.03 по присуждению ученой степени кандидата технических наук в Московском ордена Трудового Красного Знамени институте связи по адресу: 111024, Москва, Авиамоторная ул., а*..! 8-а.

Автореферат разослан " I '-I 'V ¿.991 г.

Ученый секретарь

специализированного

совета К 118.06.03, /%

к.т.н., доцент АШ . В.Н.Федосеева

ОБЦАЯ УАРАШРИЗТИКА. РАБОТЫ

Актуальность темы. Качество передачи сообщений но телефонным каналам на больше, расстояния ограничено рядом факторов, среди которых одно из основных мест занимает метающее воздействие эффекта электрического era (ЭЭЭ). Для борьбы с мешающим воздействием ЭЭЭ применяются эхоподавляшие устройства (ЭПУ) различных типов, наибольшее распространение среди которнх получили ехозаградители (ЭЗ) и эяокомпенсаторы (ЭК).

Включение в телефонный канал ЭБУ приводит к частичному или полному устранению эффекта электрического эха, однако динамические характеристики канала при этом изменяются в соответствии с алгоритмом работы ЭПУ, искажая пэредаваемуо информацию. Кроме того, существует ряд явлений, влияющих на работу ЭПУ таким образом, что качество телефонной передачи но эхозащшцэ иному каналу (ЭЗК) в значительной шзра снижается за счет кг неправильной работа. При зтомвкггочение ЭПУ-в телефонный канал о заветным гаша-щим воздействием ЭЭЭ коеэг в ряде случаев приводить к снЕзениа общего качества телефонной передачи.

Функциональные возможности выпускаемых в настоящее вромя ЭПУ. диктуют необходимость ее Еклотевия в каналы в непосредственной близости от оконечных дифференциальных систем, что йа Обвргосу-дарсгвеняой автоматически кошяутируемой телефонией сети (01КТС) обуславливает низкую эффективность использования оборудования ЭПУ, закрепленных еа пучками каналов малой емкости.

Повышение оффективности и качества передачи информации по каналам ОАКТС с точки зрения кэпшевго воздействия ЭЭЭ и спецвфз-ческиг искажений,- вносимых в канал со стороны ЭПУ, может быть достигнуто путам создания более совершенных ЭПУ о адаптивным управлением основными характеристиками о щвльв оптимизации качества телефонной передачи, а такжэ оптимальным управлением их вють

ченаем в мевдгородные каналы. При: егом концентрация ЭПУ на уздах автоматической коммутации (JAK) на пучках каналов большой-емкости позволит получить значительный экономический эффект sa счет повышения эффзетивиоста использования оборудования ЗШ\

■На современной этапе построения ЕАСС, зсарактеризувдзывя ин-тенсиваыыа гешама азтоиешгаации иавдугородной s ьээднародаой связи Е Екязченкаы в автоматически кокдутируемуз тало^онвуа сеть аасалов, органкзовалвш: через ИСЗ, с особой актуальностью встает задача сшявизацаа процасеа уаравяэвш ЭПУ на ОАКТС с учетом всех основных технико-вконоыэтескаг аспектов н возмокностай, а таете дрнашка развжгая се тс связи.

Результаты диссертаций' получены в, ходе ешолнэнея в Псковском пвотетутв СПЕ32 HEP,, относявдхся к талу работ, проводтаы ■ по вззшаЕае2 тематика, аул непосредственном участии автора.

Цель работы и задаче кссяедова-п и й. Шльв ддссертацкоЕНОй работы является решение задачи комплексной оптазодт управления ЭПУ на 0ÄKIC. Проблема оптшшза-цея управлзкпя ЗПУ в пределах предлагаемой концепции шэет два аспекта - управление подалэтением ЗПУ к телефонным каналом на основа оценка возможности повшэнея качества телефонной передачи с его помоцьв п управдэивэ характергеишамк вклвчэнного в канал ЭЕГ с цоеьэ обеспечения наиболее высокого качества телефонной передачи по ЭЗК. Целы) управления ЭЕУ является обеспечение в целой по сэт2 трэбуеюго качества телефонной передачи с точке зра-пея защтн от ЭЭЭ с учзгом вшэдзя характеристик ЭПУ. .

Данная цробяоиа обуславливает необходимость репзнкя следую-ещх задач:

- разработка ¡.атЬда ■ проведения ©кспврвдшталышз: исследований по оценке влияния различные факторов на вероятность поязаэпгя затруднений прг разговоре по каналу с заданиям ансамблей зхрак-

теристш;;

- разработка метода определения точности оценки вероятности появления затруднений при разговора по каналу с заданным ансамблем характеристик;

- экспериментальное исследование влияния основной группы факторов, характеризующих мешающее воздействие эффекта электрического эха я искажений, вносимых в канал оо стороны ЭПУ, на вероятность появления затруднений при разговоре;

- разработка критерия оценки необходимости включения ЭПУ в телефонное соединение;

- разработка штода оценки времени концевой задержки; '

- разработка принципов действия и алгоритма работы ЭЗ, адаптивного к влиянию характеристик вхотрактов (ЭТ);

- разработка метода оценки эффективности алгоритмов управления ЭПУ на сети связи.

Состояние вопрос а. Объективным показателем, характеризующим эффективность управления ЭПУ на ОАКТС, является качество телефонной передачи, обеспечиваемое средствами борьбы с мешавщим воздействием вф^экта электрического ста. Необходимой базой для решзния задачи ойтаязацив управления ЭПУ должен явиться результаты исследований по оценке качества телефонной переда-* чи по каналам с закэтннм шиааяш воздойствезм эффекта элзктрн-ч&ского оха для двух условий: нажитая е отсутствия в нааалз ЗП7. Вопросы едоаки качества телзфонаой передачи по каналам.с заметным дапаищим воздействием эффекта электрического зха и каналам, оборудованиям ЭПУ, рассматривались в ряде отэчаственнзх н зарубежных работ при некоторых огранэттшощах и упрощавдах пологе-ниях. Одно аз основннх уарогркпй гзкгошлось в нспольгошнии неодинаковых ватодов для оценка мешающего воздействия эффекта злектрисаского ех% а яскаженя!, вносяинх со стороны,ЭПУ, *%сдад-

ствие чего подученные в ходе исследований результаты не допускают сопоставления качества телефонной передачи в этих условиях и оценки эффективности включения ЭПУ в телефонный канал. Цель сравнения степени мешающего воздействия эффекта электрического эха с влиянием эффектов, сопровождающих в ¡сличение ЭПУ в канал, а также цель оценки эффективности применения ЭПУ, в работах не ставились.

Значительное упрощение исследований заключалось в обеспечении близких: к идеальным условий функционирования ЭПУ с точки зрения вероятности нарушения их правильной работы. Ее учитывалось воздействие ряда факторов (времени концевой задержки, длительности импульсной характеристики эхотракга и т.п.), которые могут оказывать доминирующее влияние на качество телефонной передачи но ЭЗК.

Результаты исследований, проведенных на реальных сетях, относятся к ЭЛУ конкретных тидов без анализа влияния их параметров на качество передачи в различных условиях. Применение результатов ранее проведенных исследований в качестве базы для построения алгоритмов управления включением ЭПУ на ОАКГС недопустимо, поскольку приводит к необходимости оборудования сети неоправданно большим количеством ЭПУ; ври этом их вклвчение в каналы в ряде случаев будет приводить к ухудшении качества телефонной передача

Особенность!) проведанных ранее исследований является такие ограниченный подход к опгЕмизащн характеристик ЭПУ, связанный с изменением структуры, алгоритма работы и номенклатуры нормируема параметров. В имеющихся литературных источниках подход к оптимизации характеристик ЭШГ заграждающего типа ограничен реализацией функции адаптивного перебоя в соответствии с затуханием эхо-тракта и введением в номенклатуру динамических параметров и режимов характеристик "быстрого" и "медленного" перебоя. Вопросы, связанные с реализацией ЭПУ, адаптивного к влиянию других харак-

теристик эхотрактов, в имеющихся работах не рассматривались.

Методы исследования. Исследования, проведенные в настоящей диссертационной работе, базируются на методах теории вероятности и математической статистики, теории исследования операций, теории выбора и принятия решений, теории случайных процессов и методах статистической радиотехники. В работе такке используются методы математического моделирования и цифровой обработки сигналов, а также моделирования на ЭВМ. Машинные экспериментальные исследования проводились на ЭВМ серии ЕС на основе программного обеспечения, разработанного автором.

Научная новизна. В процессе выполнения диссертационной работы получены следующие новые результаты.

1. Предложен метод комплексной, оптимизации управления ЭПУ на ОАКТС, отличающийся тем, что в качестве функции оптимизации используется среднее по сети значение вероятности появления затруднений у абонентов при разговорах. Комплексный характер оптимизации управления заключается в использовании единого критерия оптимизации для оценки необходимости включения ЭПУ в телефонные каналы и для автоматического управления характеристиками вклаченного в канал ЭПУ. Предложенный метод обеспечивает, возможность учета структуры сети, динамики ее развития и разброса характеристик входящих в ее состав каналов.

2. Синтезирован комплекс моделей, описывающих эхотракт, эхо-заградитель и взаимодействие сигналов и щумов и их системе. Отличительной особенностью разработанных моделей является их построение на основе реальной статистики характеристик передача зхотрактов при многообразии возможных принципов построения 33, включая вновь предлагаемые и используемые на сети. Комплекс моделей позволяет осуществить исследование и оптимизацию характеристик ЭЗ и принципов управления ими'по принятым критериям. .

3. Доказана возможность существенного повышения качества телефонной передачи по каналам, оборудованным ЭЗ, за счет изменения динамики работы ЭЗ - времени перехода из режима "перебой" в режим "блокировка". Результаты проведенных исследований показали, что оптимальным значением этого параметра, минимизирующим средни) длительность и амплитуду отрезков остаточного эхосигна-ла, является 3,2 ыс. При этом выигрыш по принятому критерию для среднестатистической характеристики ЭТ достигает 20 раз.

4. Предложен способ оценки значения времени концевой задержки, основанный на анализе взаимокорреляционной связи между огибающими речевого сигнала и вызванного им эхосигнала в телефонном канале, предложенный способ, не оказывая влияния на передаваемые сигналы, позволяет обеспечить хорошую устойчивость к воздействию шумов и речевых сигналов ближнего абонента, а также вида импульсной характеристики эхотракта. Способ обеспечил возможность реализации 33, адаативного к влиянию времени концевой задержки.

5. Разработана система принципов управления Э1Г/ на ОАКТС. Отличительной особенностью системы является возмохшость учета эволюции средств борьбы с мешашщм воздействием эффекта электрического эха, изменений структура сети, а также возможностью оптимизации качества телефонной передачи по критерию вероятности появления затруднений при разговоре. Реализация предлагаемых принципов, обеспечивая преемственность средств управления ЭБУ на различна этапах развития сети, позволяет сократить затраты на ее оборудование эхоподавляющими устройствами и ускорить получение экономического эффекта.

Основные положения, представленные к защите:'

I. Вероятность появления затруднений при разговоре является адекватной юрой сравнительной оценки качества телефонной пере-

дачи в условиях мешающего воздействия эффекта электрического эха и искажений, вносимых в канал со стороны ЗЛУ. При этом среднее по сети связи значение вероятности появления затруднений может служить мерой опенки эффективности алгоритмов управления ЭПУ.

2. Сравнительная-оценка качества телефонной передачи по каналу с заметным мешающим воздействием эффекта электрического эха в условиях наличия и отсутствия 33 в канале адекватна при учете времени 'распространения и затухания эхосигналов, иумов в телефонах абонентов и в точках подключения ЭЗ, значений эквивалентов затухания абонентских трактов и юс асиммзтрии, времени концевой задержки и вида импульсной характеристики эхо трактов. Учет этих факторов позволяет получить оптимальное решение задачи управления по принятым критериям.

3. Функция взаимной корреляции мекду огибающими речевых сигналов прямого и обратного направления передачи в точках подключения ЗПТ, усредненная на выфрке из 128 отсчетов, взятых с интервалом 4 мс, имеет один глобальный максимум в точке, соответствующей значению времени концевой задержки. Поведение этой функции в диапазоне ± 100 мс вокруг глобального максимума может быть аппроксимировано прямой линией с погрешностью, не превышающей 3%.

4. Реализация алгоритма работы ЭЗ, адаптивного к влиянию задержки сигнала в эхотракте, возможна при обеспечении измерения значения времени концевой задержки с абсолютной погрешностью, не превышающей значения времени установления режима "перебой" ЭЗ, при условии, что .ICTHHH09 значение времени концевой задержки не превышает вносимое в тракт обработки сигнала ЭЗ. Процесс измерения времени кояцзь. й задержки при зтом не должен оказывать мешающего воздействия на обмен сообщениями по каналу.

Личный вклад. Все результаты, представленные в работе, получены автором лично.

Практическая ценность.. Результаты, полученные в работе, могут быть использованы как рекомендации по динамике внедрения средств и принципов автоматического управления ЭПУ на ОАКГС с реализацией на каждом этапе имеющихся возможностей по борьбе с мешающим воздействием эффекта электрического эха при обеспечении преемственности средств управления ЭПУ на различных этапах; такое внедрение позволит сократить затраты на оборудование сети эхоиодавляпцами устройствами и ускорить получение экономического эффекта. Разработанные рекомендации позволят учесть при построении 01КГС рдд технологических особенностей управления ЗПУ, связанных с их влиянием на передачу сигналов управления установлением соединения, с необходимостью включения в ряде случаев в точки канала с нестандартным относительным уровнем и т.п.

Предложенный в работе метод оценки времени концевой задеркки по речевоэд сигналу открывает возможность реализации алгоритма работы ЭЗ, адаптивного к влиянию характеристик эхотрактов, позволяя повысить качество телефонной передачи по ЭЗК.

Использование предложенного алгоритма работы ЭЗ, адаптивного к влиянии характеристик ЭТ, обеспечивает, помимо повышения качества телефонной передачи, возможность размещения ЭЗ на узлах автоматической коммутации, и их сосредоточения на пучках каналов бояызой емкости, что снизит ойшув потребность в оборудовании ЭЗ на ОАКГС за счет повышения их использования, и даст значительный экономический эффект. ,

Предлагаемое изменение динамики работы ЭЗ позволяет достичь значительного улучшения качества телефонной передачи по ЗЗК. Ее-слога ая модернизаций: широко распространенных эхоэаградителей СЗЗ--36 позволит привести шх динамические характеристики в соот&этст-вие с разработанными рековдндацкяма.

Предложенный метод оценки эффективности алгоритмов управления ЭПУ на сети шкет быть еспользоезд для исследования качества и оптимизации перспективных видов ЭШ", а тают так независимый ьв-тод для сравнения и оценки качества телефонной передачи, обеспечиваемого каналами с отличающимися характеристиками. При этом метод обеспечивает возможность учета конкротвих технологических условий применения разрабатываемых алгоритмов управления на ОЛКТС таких как структура сети, характеристики нахалов, ЭТ и ЭЗ с учетом их разброса и коммутации.

Реализация результатов исследований. Результаты диссертационной работы в части новой номенклатуры динамических параметров были внедрены на сети связи СССР в виде "методики модернизации эхо заградите лей С533-36 с целью улучшения их динамических характеристик" (на МТС-34). Внедрение этой методики при несложной модернизации комплектов ЭЗ обеспечивает получение экономического эффекта около 26 тысяч рублей в год в расчете на одну стойку за счет улучшения качества телефонной передачи. Новая номенклатура динамических параметров используется з выпускаемых в настоящее время промышленностью для Министерства связи СССР эхозаградителях ЭЗ-А.

Результаты работы в части изменения режимов работы ЭЗ для обеспечения возможности их включения в автоматически коммутируемые каналы вошли в "Методическое руководство по проектированию РП 1.239-1-85. Эхозаградители на междугородной телефонной сети в составе АМТС и УАК (для объектов строительства 1985-1995 гг) Москва, Гипросвязь, 1985 г.", и внедрены на сети на МТС-5 в виде "Рекомендаций для предприятий связи, по внесению коррекции в оборудование стоек эхозаградителей СЭЗ-Зб для включения комплектов эхо заградителей в каналы станций АМГС-1М, АМТС-2 и АМТС-3" и "Методики модернизации эхозаградктельных устройств СЭЗ-Зб дади-

фикацик PT2.I58.034-010 с целью обеспечения возможности юс нормального функционирования на автоматически коммутируемых каналах".

В части управления ЭЗ на ОАКТС результаты работы вошли в Руководящий документ по Общегосударственной системе автоматизированной телефонной связи (ОГСТфС) Книга I, часть I. Издание второе. Москва, 1987 (пункт 3.8.4).

В части рекомендаций по возможности включения ЭЗ в точки с нестандартными значениями относительных уровней результаты работ внедрены в проектах Ш1И "Наземная станция космической связи системы "Интерспутник" - на соединительных линиях в г. Хошимин, заказ 84195 и "Дооборудование приемной станции "Орбита-2" в г. Курильоке передающим комплексом", заказ 83091 в виде "Методики настройки йхозаградительных устройств при их включения в точки телефонного канала, относительный уровень которых может отличаться от номинального для ЭЗУ".

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на конференциях профессорско-преподавательского состава МЭИС в 1986, 1988 гг, на Х1У Московской городской научно-технической конференции, посвященной Дню радио (Москва, 1988 г.), на Всесоюзных научных сессиях, посвященных Дню радио (ШП, ХХХШ, ХГО1, ХГОШ, XUI) и на Второй Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов отрасли связи (Москва, 1979 г.).

Разработка стойки эхозаградателей ЭЗ-А, выполненная при непосредственном участии автора, удостоена премии Ленинского Комсомола в области науки и техники за 1990 год.

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в отчетах по НИР, по материалам диссертации опубликовано 20 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений. Содержит 144 страниц текста, из них 40 рисунков, список литературы из I II наименований и приложений на 107 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирован ьь цель диссертационной работы и задачи исследований. Дан анализ современного состояния исследуемой проблемы, раскрыты научная новизна и практическая ценность полученных результатов; изложены основные положения, представляемые к защите.

П е р в,а я г :л а в а посвящена разработке метода оценки эффективности принципов,средств и алгоритмов управления ЭЕУ на ОАКТС. Комплексный подход к решению задачи оптимизации управления эхоподавляющими устройствами на ОАКТС обуславливает необходимость поиска функционала, учитывающего совместное влияние различных факторов на качество телефонной передачи по каналам связи с заметным мешающим воздействием ЭЭЭ или с искажениями, вносимыми со стороны ЭЕУ. Задача поиска такого функционала предопределяется задачей разработки метода исследования влияния основных факторов на качество телефонной передачи.

В работе предлагается использование в качестве критерия оптимизации управления и характеристик ЭПУ, а также в качестве меры, оценивающей эффективность принципов, средств и алгоритмов управления ЭПУ, среднего по сети значения вероятности появления затруднений у абонентов при разговорах (ВПЗ).

Предлагается метод оценки ШЗ, который дает возможность адекватной количественной сравнительной оценки качества телефонной передачи для широкого круга условий, включая мешающее воздействие ЭЭЭ и явлений, сопровождающих включение в канал ЭПУ. Выве-

денные соотношения, доказывая возможность получения на конечной выборке наблюдений состоятельной несмещенной оценки ВПЗ, позволяют определить точность полученных оценок /5/.

На основе предложенного критерия разработан метод оценки эффективности управления и оптимизации характеристик ЭПУ, использующий функционал вида /Э, 10/:

Ф (Ю = р„ (V) • и; (V) где V 1 - пространство параметров канала, вяпялиз которых на

качество телефонной передачи исследуется; СО(V) - V - мерная функция плотности распределения вероятностей -паржетров пространства V на сети связи;

(V) - оценочное значение БПЗ дет .заданных значений параметров пространства V .

' Использование функционала Ф ( V) для оптимизации характеристик ЭШГ и процесса управления или на САКГС позволит оцзнкть эффективность принципов, средств п алгорахков управления, а та:ае учесть конкретные технологические уодоаш цршзнсния разрабаты-бг.зкхс алгоритмов управления - такие, как структура сети, характеристики каналов, ЭГ и ЭБУ с учетом их разброса и коммутации и т.п. Предложенный метод комплексной оптимизации управления ЗЯУ па ОАКТС позволяет обеспечить минимальное или заданное в среднем по соты значение ВПЗ.

3 о второй: главе решается задача исследовался влаяаля основной гру&ш факторов, опредещдах кевавдзе воздействие эффекта слзктрического. зха, на качостно телефонной передача.

С цольх учета реальных условий возникновения ЭЭЗ и работы ЭПУ на ОАКГС разработана тгекатнческая кодаль эхотракта,. которая, отра-ая характеристика реальных 5Т и юс статистику на сети связи» позволяет изгонять отдельные.-характеристики.в .широком диапазоне условий проведения экспержзнтов о цзльи ииггацип ЭТ о коп-

кратными свойствам. Построенные на ее основе макет спутникового телефонного канала и машинная модель, обладая взаимным соответствием характеристик, позволяют обеспечить идентичность условий проведения натурного и машинного экспериментов для ЭТ с существенным влиянием одной или двух точек отражения.

Результаты проведенных исследований /9/ позволили установить основной круг факторов, влияющих на качество телефонной передачи по нормально отрегулированному каналу большой протяженности за счет юеишцвго воздействия ЭЭЭ. Анализ результатов окепвршш-тальных исследований позволил сделать ряд конкретных выводов о характере и степени влияния основной группы факторов на качество телефонной передачи по каналам с заметным мгващгм вогдеРст-вивм ЭЭЭ.

Результаты проведенных исследований по оценке влияния времени распространения эхосктналов, импульсной характеристики охотракта и шумов канала являются необходимой информагчей для оценки необходимости подключения ЭДУ к каналам на ОДКГС.

В третьей, главе решена задача оптимизации характеристик ЭЗ и исследования влияния'основной группы мешающих факторов на качество телефонной передачи по каналам, оборудованным 33. Анализ явлений, возникающих при включении в телефонный ждал ЭЗ /12, 14/, позволил сделать вывод о том, что качество телефонной передачи по ЭЗХ определяется статистически"! характеристиками клиширования речевого сигнала и остаточного эхоспгиа-ла, что предоставляет возможность яровздения тасти экспериментальных исследований, касающейся оптимизации характеристик ЭЗ, путем моделировании на ЭЕМ. С этой целью разработана математическая модель ЭЗ./1, 2, 3/, описывающая сущеотвуяззе и вновь предлагаемых принципы функционирования, которая в совокупности' с' предложенной »эдеиатагезской моделью ЭТ явлгзтся уптЕзрсаайннм V/ 15

средством исследования и оптимизации характеристик ЭЗ в различных условиях по принятым параметрам и критериям.

Результаты исследований, проведенных путем моделирования на ЭВМ, позволяют сделать вывод о возможности существенного повышения качества телефонной передачи по эхозащшценным каналам за счет предлагаемого изменения динамики работы ЭЗ - времени перехода из режима "перебой" в режим "блокировка". Предлагаемое изменение динамики работы ЭЗ эффективно при любых практических вариантах характеристик эхотрактов. Оптимальным значением времени перехода ЭЗ из режима "перебой" в режим "блокировка", минимизирующим среднюю длительность остаточных эхосигналов, является значение 3,2 мс. При этом достигается двадцатикратное снижение вероятности появления внятного отрезка остаточного эхосигнала для средней по сети характеристики ЭТ при времени кояцэво.й задержки 12,8 миллисекунд.

Результаты проведенных натурно экспериментальных исследований выявили механизмы, закономерности и тенденции совместного влияния характеристик-каналов, ЭЗ и ЭТ на степень мешающего воздействия основной группы факторов и общее качество телефонной передачи.

Полученные в ходе экспериментов количественные данные составляют необходимую и достаточную базу для оптимизации характеристик ЭЗ и алгоритмов управления ими на ОАКТС /17/.

Четвертая^ глава посвящена разработке метода измерения времени концевой задержки в телефонных каналах и реализации на его основе алгоритма работы ЭЗ, адаптивного к влиянию времени концевой задержки.

Анализ механизма влияния задержанных эхосигналов на процесс возникновения явления ложного перебоя позволил сделать вывод о возможности снижения этого влияния путей внесения управляемой задержки в цепь обработки сигнала тракта приема ЭЗ; при этом зна-

чение врёмзни вносимой задержки должно соответсвовать минимальному времени концевой задержки. Результаты проведенных исследований дают основание утверждать, что предлагаемая мера будет гарантировать оптимальность и практическую независимость качества телефонной передачи л<? ЭЗК одновременно и от вида импульсной характеристики ЭТ и от затухания вхосггаалов, если минимальное затухание ЭТ будет превышать 12 дБ. Реализация предлагаемого алгоритма работы ЭЗ диктует необходимость разработки способа оценки времени концевой задержки, который, не оказывая влияния на передаваемые сигналы, позволит обеспечить требуемую устойчивость к воздействию шумов и речевых сигналов ближнего абонента, а также вида импульсной характеристики ЭТ. Б работе определены требования к точности измерения значения времени концевой задержки с точки зрения обеспечения необходимых вероятностных характеристик ложного перебоя в ЭЗК.

В работе предлагается для „измерения времени концевой задержки исследование функции взаимной корреляции между центрированными огибающими сигналов в трактах приема и передачи канала в точках подключения ЭЗ. Проведенные экспериментальные исследования позволили сделать вывод о том, что указанная функция при усреднении на выборке из 128 отсчетов, взятых с интервалом 4 миллисекунды, игеет«одЕн глобальный ¡ашзимум в точке, соответствующей значению времени концевой задершси. Поведение этой функции в диапазоне + I00> jsc вокруг глобального максимума может быть аппроксимировано прямой линией с погрешностью, не превышающей 3%. При этом шуш канала и ЭТ, а также форма импульсной характеристика ЭТ оказывают слабое влияние на результата измерений, что свидетельствует о хорошей помехоустойчивости предлагаемого катода измерений в пределах изменения уровня шумов, действующих в каналах систем передачи.

Реализация предложенного алгоритма работы ЭЗ, адаптивного к влиянко характеристик ЭТ, обеспечит, помимо повышения качества связи, возможность размещения ЭЗ, построенных по групповым принципам, на УАК и их сосредоточения на пучках каналов большой емкости, что снизит общую потребность в оборудовании ЭЗ на ОАКТС за счот повышения эффективности его использования /16/.

В пятой главе решается задача разработки праз-цепов автоматического управления схоподавлязэдши устройствами, а танго рэкоыопдащй по даакиве их внздаэнЕЕ на ОЖТС.

Анализ перспектив развития ОАКГС и возможностей средств борьбы с мэшввды воздействизм ЭЭЭ позволил сдаяать вшод о целесообразности поэтапного' - в' три. этапа ^виедранпя срадств и принципов автоматического управления ЭДУ на ОЖТС с реализацией на каздом этапе пиээдпся возконностзй по борьбе с шкавдды воздействием

На первом етапз, 2араетерпзущэ1ия..цад00та10чада количеством оборудования ВШ на сек с подо склочно веооееи катаством теле-. {одной даредага, обвспачтаемаи-с .шс поког&э, включение ЗЛУ долн-но ооуЕэсгвЕкгьсл только ..и. не гадали, - гд^ .ото приьэдгг г. сашт-ноеэ' уд^знЕа.качзогта.ЕздкфнвоЁ шзрада'гЕ ДзД . На агорой, »гака...упрсвкодЕО. вывпзпсс! ЭЯУ.. в юяе£ондыа каналы дошао.ооувзоталйгьоя в соогвоготвзг с алгоритмом, .ешюдизе-руицгм Езроятаость появлэнея затруднений прк разговорах в целом по еет^

Цзлыэ .второго эташ^харшгтерзззвдгаоя гспользовадЕам адаптивных алгоротнов работа. ЭЗ к еовш: лраацшюв.обаарукеаЕЯ речевых сигналов /8, II,-16/,. долило двлягасй обзсочснЕЭ канааль-нсго сродпэго во со'т значения, вероятности появления затруднений у абовзетов .при разговорах,, .

На арстьои вгапе, харслторпзуюцомся преиютзствзннкы исполь-

зованием ЭЛУ компенсационного тша, обеспечивающих Еысокое качество связи, целесообразно построение средств и применение алгоритмов управления, определяющих минимальный состав и количество оборудования ЭПУ на сети при обеспечении заданного значения ВПЗ.

Разработанная система принципов управления ЭПУ ОАКТС обеспечивает возможность учета эволюции средств борьбы с мешающим воздействием ЭЭЭ, изменения структуры сета, а также,возможность оптимизации качества телефонной передачи по критерию вероятности появления затруднений при разговоре.

На основании анализа технических особенностей использования ЭПУ на (ЖТС /4, 9, 12, 13, 15/ разработаны конкретные рекомендации /6,7/, которые позволят учесть при построении сети ряд технологических особенностей управления ЭПУ, связанных с их влиянием на передачу сигналов управления установлением соединения, с необходимостью включения в ряде случаев в точки канала с нестандартным относительным уровнем и,!,

В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы:

I. В качестве единого критерия для адеюзатной сравнительной оценки качества телефонной передачи в условиях наличия и отсутствия ЭПУ в канале с заметным мзшаэдам воздействием ЭЭЭ предложена вероятность появления затруднений у абонентов при разговора по каналу. Выведены соотношения, позволяющие оценить значение этой вероятности по результатам статистических исследований и определить точность полученных оценок. На основе предложенного критерия разработан метод оценки эффективности алгоритмов управления и оптимизации характеристик ЭПУ, обеспечивающий возможность учета структуры сети связи, динамики ее развития ж разброса харак-

теристик входящих в ее состав каналов.

2. Предложен метод комплексной оптимизации автоматического управления ЭПУ на ОАКТС, включающего управление подключением ЭПУ к телефонным каналам и управление характеристиками включенных в канал ЭПУ. Метод позволяет обеспечить минимальное в среднем по сети значение вероятности появления у абонентов затруднений при разговорах.

3. Синтезирован комплекс математических и физических моделей, описывающих ЭТ, ЭЗ и взаимодействие сигналов и шумов в их: системе. Разработанный комплекс моделей., реализованный в виде пакета прикладных программ для ЕС ЭВЛ, обеспечил возможность создания инженерной методики проектирования, исследования и оптимизации характеристик ЭЗ. Относительная вычислительная погрешность моделей на имеющихся выборках речевых сигналов не превышает Ю-4. Разброс результатов при усреднении по 50 реализациям речевых сигналов продолжительностью около 20 секунд для статистических характеристик остаточного ^ахосагнала имеет порядок 10$, а для сигнала клиширования речи ближнего абонента 15$.

Результаты исследований, проведанных с использованием предложенного комплекса моделей, позволили сделать вывод о возмок-носги значительного (около 20 раз при среднем затухании ЭТ 17 ДБ и времени концевой задержки 12,8 мс) снижения средней длительности и амплитуда остаточных ехосигналов за счет предлагаемого изменения динамики работа ЭЗ,

4. На основе результатов исследования взаинокорроляцшннш: связей шаду огибающая речевого сигнала в телефонном канале ж вызванного ш ехоскгцала разработан способ сцзнее врзггзпк концевой задергает, устойчивый к вогдайегвша шушв, речевых сигналов бившего абонента в вида шадльсног характеркстеке ЭТ. Пред-

жженный' способ, на оказывая воздействия на передаваемые сигналы, обеспечил возможность создания ЭЗ, адаптивного к влиянию задержи сигналов в схотракта. Это позволяет повысить качество телефонной передачи по эхозштеенннм каналам и эффективность использования оборудования ЭПУ за счет его концентрация на узлах автокатпчзской коммутации при групповом закрепления за пучками телефонных каналов большой емкости.

5. Предлагаемый порядок поэтапного внедрения принципов, средств и алгоритмов управления эхоподавяяввими устройствами па ОАКТС с реализацией на каздом этапе имеющихся возможностей борьбы с шиаищим воздействием, эффекта электрического эха позволит при Ьбеспечениз преемственности средств управления ЭПУ на различных этапах снизить затрата на оборудование сети эжжодав-дязидми устройствами и ускорять получение экономического эффекта.

Разработанные рекомендации позволили учесть при построении сети ряд технологических особенностей управления ЭПУ, связанных с зк влиянием на передачу, сигналов управления установлением соединения, с необходимостью вклнчеши в раде случаев в точки канала о нестандартными относительны!!» уровнями и т.п.

По тема диссертации опубликованы следующие работы:

1. Шаврин С.С. Машинный кзтод исследования огибаетей случайных процессов. Труды НШР, 1987, - J6 I. - С., 46-49.

2. Шаврин С.С, Математическая модель эхозаградителя. Труда ЕИИР, 1987, - ß 2. - С. 87-93.

3. Езргаловскзй М.М., Лихачев H.H., Шаврин С.С. Машинная реализация преобразования Гильберта на основе быстрого преобразования Фурье ж анализ его точности. Депонированная рукопись ЦНГИ "Иафорксвязь" БУ ВИНИТИ 1987, - Л 5. - С. 130.

■■"'Л 21-

4. Лихачев H.H., Шаврин С.С. Исследование,статистики протяженности соединений на автоматически коммутируемой ыэздуго-родной телефонной сети. Сб. научных трудов ЦВИИССистеин перспективной телефонной коммутации для мекдугородаой связи", 1987.

- С. 84-67.

5. Анализ точности оценки качества телефонной передачи методом затруднений /Шаврин С .С., Лихачев Н.И. //Методы, устройства и системы передачи информации по каналам связи/ - депонированная рукопись ЦНТИ "Информсвязь", сборник JS 1221 от 01.12. 87. - С. 25-30.

6. Руководящий документ по Общегосударственной система автоматизированной телефонной'связи (ОГСТфС) Книга I, часть I. Издание второе. Москва, 1987- (пункт 3, 4» 8).

7. Методическое руководство по проектировании РП I.239-1-85. Эхозаградители на международной телефонной сети в. составе АМТС и УАК (для объектов строительства 1985-1995 гг. Москва, Гипро-связь, 1985.

8. A.c. 1469559 (СССР). Способ обнаружения речевых сигналов на фоне шумов /С.С.Иаврин, Н.И.Лихачев, A.B.Шлыков, O.D.Мусатова. - Опубл.в/Б.Й., 1989. - % 12.

9. Дыбулен М.К., Шаврин С.С. Новые алгоритмы управления эхо-подавляодими устройствами на рати связи. В кн. ХХХУ1 Всесоюзная научная сессия, посвященная Дно радио - тезисы докладов. Часть I.

- М.: Радио и связь, 1983. - С. 23-24.

10. Каримов Х.А., Цыбулин М.К., Шаврин С. Новые методы оценки качества работы эхоподавляших устройств. В кн. 2LI Всесоюзная научная сессия, посвящэнная Дню радио - тезисы докладов, Часть 2. - М.: Радай и связь, 1986. - С. 21.

11. Цыбулин М.К., Шаврин С.С. Применение кодирования для

повышения качества передачи речевой информации по спутниковым каналам связи. В кн. ХХУУ1 Всесоюзная научная сессия, посвященная Дню радио - тезисы докладов. Часть 2. - M., 1981. - С. 12-13,

12. Шаврин C.G. К вопросу о повышении качества передачи речи по эхозащищенным каналам связи. В кн. 2-я Всесоюзная научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов отрасли связи - тезисы докладов. Том I. - M., 1979. - С. 43-44.

13. Цыбулин М.К., Шаврин С.С. Некоторые вопросы и методы повышения качества передачи телефонной информации по каналам повышенной дальности. В кн. Республиканская научно-техническая конференция "Качество и надежность средств связи" - тезисы докладов. Рига, ЛатИНТИ, 1977. - С. 62-65.

14. Шаврин С.С., Лихачев Н.И. Исследование влияния характеристик эхотрактов на качество работы эхоподавляюпщх устройств. В ich. XIУ Московская городская научно-техническая конференция, посвященная Дню радио,- тезисы докладов. Москва, 1988.- С.14-15.

15. Шаврин С.С. Некоторые вопросы управления эхозаградите-лями на ЕАСС. В кн. ХХХП Всесоюзная научная сессия, посвященная Дню радио. Аннотации и тезисы докладов. Москва, 1977.- С. 74.

16. Кунегин C.B., Шулько М.Б., Шаврин С.С. (рук) Принципы группового построения эхоподавляшщх устройств. В кн. УШ Всесоюзная студенческая научно-техническая конференция "Радиоэлектроника и связь на службе качества" - тезисы докладов. Москва-Свердловск, 1988.

17. Цыбулин М.К., Шаврин С.С. Вопросы автоматического контроля на каналах повышенной дальности. В кн. ХХХШ Всесоюзная научная сессия, посвященная Дню радио. Аннотации и тезисы докладов. Москва, 1978. - С. 89-90.

zca 23

18. A.c. 1570005 (СССР). Устройство контроля эхозаградителя Д.А.Каримов, С.С.Шаврин, М.К.Цыбушн. - Опубл. в Б.И., 1990. - J* 21.

19. A.c. 1608808 (СССР). Устройство цифровой обработки ИШ-сигналов /М.Б.Гуяько, К.Д.Зуйков, С.В.Кунегин, О.Ю.Мусатова, С.С.Шаврин. - Опубл. в Б.И., 1990. - №43.

20. Кунегин C.B., Шаврин С.С., Мусатова О.Ю., Лихачев Н.И., Зуйков K.JI. Цифровая система передачи. Реиение о выдаче авторского свидетельства по заявке ft 448I7I3 от 19.09.89.

иодписано в печать 2C.C4.9I г. 1оркьт СС х84/16. Лежать офеетнап. Объем 1,0 усл. п.л. Тираж ICC ока. Зг-каз JC?. Еес.матно.

Отдел оперативной полиграфия .¿ооква, ул. Авкшоторная, Б.