O metodă grafică convenabilă pentru determinarea impactului asupra distorsiunilor reale care apar în timpul propagării impulsurilor de la regenerator la regenerator este metoda diagramei ochiului. Diagrama ochiului este o oscilogramă la punctul de decizie al regeneratorului (TPP), unde cursa verticală este determinată de secvența de impulsuri aleatoare primite, iar scanarea orizontală corespunde perioadei frecvenței ceasului. Mai sus a fost o formă de undă care oferă mici distorsiuni intersignale, chiar și cu determinarea incorectă a momentelor de luare a deciziilor.
Cu toate acestea, în cazul real, forma unui singur impuls în TPP este aproape de Gauss și diagrama ochiului pentru semnalul din codul de trei niveluri are forma prezentată în Fig. 4.11. Din această figură este ușor de determinat zona sau "deschiderea", în cadrul căreia trebuie efectuată o operațiune de decizie pentru fiecare dintre cele două nivele.
Fig. 4.11. Diagrama ochi pentru un semnal dintr-un cod ternar
În acest caz, deschiderea diagramei ochiului (zona în care trebuie luată decizia cu privire la valoarea impulsului) pentru partea superioară este determinată de combinațiile -1, +1, -1 (de sus) și +1, 0, +1 (partea de jos). Dacă pulsul la punctul de decizie al TPP-ului de regenerare este aproximat printr-o formă Gaussiană
;
atunci deschiderea verticală maximă poate fi găsită ca
,
și lățimea deschiderii din raport
Evident, TPP ar trebui să fie în mijlocul zonei de deschidere, așa cum se arată în Fig. 4.11. Pentru un impuls în care
Apoi S (T) = 0,0625U0, U p max = 0,75U0 și 2t max = 0,74427. Adesea pulsul din TPP este aproximat de forma cosinus-pătrată
Trebuie notat faptul că valoarea interferenței inter-intermitente poate fi mai mare decât cea estimată datorită toleranțelor când se realizează caracteristicile amplificatorului de corecție. În plus, dispozitivul real de decizie este caracterizat de zone de incertitudine în stabilirea pragului și momentul luării deciziilor (a se vedea Figura 4.11).
Constatarea inexactității procesului de luare a deciziilor poate fi efectuată după cum urmează. Putem presupune că punctul de soluție, adică punctul de intersecție al pragului și momentul luării deciziilor (punctul TPP) rămâne neschimbat, iar deschiderea diagramei ochi este redusă corespunzător (Figura 4.12). În acest caz, erorile sunt împărțite în amplitudine, caracterizând deplasarea de-a lungul axei verticale și timpul care caracterizează deplasarea de-a lungul axei orizontale. Semnificăm prin U amplitudinea totală a tuturor distorsiunilor de amplitudine cauzate de interferența intersymbol, incertitudinea pragului de decizie, instabilitatea amplitudinii pulsului la ieșirea regeneratoarelor și altele asemenea, și # 932; - amplitudinea totală a tuturor distorsiunilor temporale, care apar în principal din cauza inconsistenței momentelor de luare a deciziilor cu valorile lor nominale și a prezenței fuzionării de fază a impulsurilor de sincronizare.
Fig. 4.12. Influența erorilor asupra deschiderii diagramei ochiului
Pentru a lua în considerare distorsiunile de amplitudine, este necesar să se schimbe marginile diagramei ochiului de-a lungul axei verticale # 8710; U, și pentru a ține cont de distorsiunile temporale - de-a lungul axei orizontale de pe # 8710; T (a se vedea figura 4.12).
În acest caz, creșterea incrementată a raportului semnal-interferență poate fi definită ca
În practică, deschiderea Hp este determinată în raport cu amplitudinea pulsului 2U0. În acest caz, atunci când se folosește codul de nivel t (pentru diagrama ochiului de nivel), această expresie ia forma
- gradul de "acoperire" al diagramei ochiului.
În Fig. Figura 4.13 prezintă dependențele Un reg, care caracterizează creșterea necesară a raportului semnal-zgomot față de scăderea normalizată a deschiderii diagramei ochiului R pentru valori diferite ale m y. Pentru a obține valoarea rezultată a raportului necesar semnal-zgomot pentru o probabilitate de eroare dată, este necesar să existe o eroare în formula (4.1) pentru valori date ale lui p, # Reglați un reg după raportul (4.2) sau luați din graficele din Fig. 4.13.
Fig. 4.13. O creștere a imunității necesare la zgomot a regeneratorului ca o funcție a scăderii deschiderii diagramei ochiului și a numărului de niveluri de cod
De exemplu, pentru tu = 5 și R = 0,4, obținem # 8710; A reg = 14 dB. Apoi, pentru p ow = 10-10, valoarea necesară a imunității la zgomot a regeneratorului va fi
Dependențele prezentate în Fig. 4.13 confirmă încă o dată în mod clar existența unui efect de prag în metoda digitală de transfer de informații. Se pare, de exemplu, că pentru R ≥ 0,5 utilizarea codurilor pe patru nivele cauzează dificultăți grave, deoarece este necesară o valoare mare a raportului semnal-zgomot, iar utilizarea codurilor cu m> 4 fără măsuri speciale este imposibilă.
De interes deosebit sunt relațiile dintre parametri # 916; U și # 916; # 932; la valorile date ale diagramei de deschidere a ochilor necesare H p = (1 - R) · 100%. În Fig. 4.14 arată dependențele indicate pentru codul de trei niveluri și forma pulsului cosinus-pătrat. La proiectarea regeneratoarelor DTS utilizând aceste grafice, este posibilă redistribuirea distorsiunilor amplitudinii și timpului între ele, deoarece aceeași valoare a lui H poate fi obținută pentru rapoarte diferite între # 916; U și # 916; T.
Fig. 4.14. Dependența dintre scăderea deschiderii diagramei ochiului și trecerea în momentul luării deciziilor
După cum sa observat deja, estimarea probabilității de eroare, bazată pe deschiderea diagramei ochiului, este ghidată de cea mai gravă situație posibilă. Deschiderea "ochilor" este determinată de două traiectorii de limitare, fiecare reprezentând o anumită secvență de cod. Orice altă secvență corespunde unei cantități mai mici de interferență intersymbol, rezultând o probabilitate redusă de regenerare eronată.
În principiu, este posibil să se obțină probabilitatea medie de eroare prin calcularea interferenței intersymbol și deschiderea "ochiului" pentru fiecare dintre posibilele secvențe de cod, i. E. Determinați probabilitatea totală de eroare prin medierea tuturor combinațiilor.
Astfel, în evaluarea imunității la zgomot a unui regenerator, trebuie luați în considerare un număr de factori care reduc imunitatea la zgomot a regeneratorului. Compensarea influenței factorilor de degradare în practică, așa cum s-a menționat deja, este realizată prin creșterea raportului de semnal-zgomot la intrarea solverului de regenerator la # 8710; sunt comparate cu raportul necesar pentru regeneratorul ideal. În tabel. 4.3 prezintă valori aproximative ale acestei creșteri pentru diverși factori de deteriorare atunci când se utilizează coduri pe trei nivele.
Exemplu de valori pentru creșterea raportului de semnal-interferență
la intrarea soluției de regenerare
Cauza declinului
imunitate la zgomot