Модернизация телефонной сети в сельской местности Республики Казахстан (стр. 12 из 16)
(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 aк.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 aк.э1 параметр потока неисправностей типа "короткое замыкание" одного исправного коммутационного элемента. Исходя из сказанного (9.16) и (9.15)
ак.э=aк.э /rк.э=(naк.э1+aк.э0/ rк.э. (9.18)
После вычислений произведенных на программном продукте Mathcad вероятность потерь p = 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
| Частота, кГц | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,8 | 1,0 |
| Чувствительность, дБ | -20 | -13 | -9 | -4 | -2 | 0 |
| Частота, кГц | 1,6 | 2,0 | 2,1 | 2,4 | 3,0 | 3,4 |
| Чувствительность, дБ | -2 | -2,5 | -2,6 | -3 | -4 | -7 |
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.