20.09.2015 Views

Metody wyznaczania parametrów sygnałów synchronizacji w czasie ...

Metody wyznaczania parametrów sygnałów synchronizacji w czasie ...

Metody wyznaczania parametrów sygnałów synchronizacji w czasie ...

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

2012<br />

1<br />

> REPLACE THIS LINE WITH YOUR PAPER IDENTIFICATION NUMBER (DOUBLE-CLICK HERE TO EDIT)<br />

<<br />

<strong>Metody</strong> <strong>wyznaczania</strong> <strong>parametrów</strong> sygnaów<br />

<strong>synchronizacji</strong> w <strong>czasie</strong> rzeczywistym<br />

dla pomiarów wielokanaowych<br />

Micha Kasznia<br />

<br />

Streszczenie—W pracy przedstawiono metody <strong>wyznaczania</strong><br />

w <strong>czasie</strong> rzeczywistym podstawowych <strong>parametrów</strong> sygnaów<br />

<strong>synchronizacji</strong> – dewiacji Allana, dewiacji czasu<br />

i maksymalnego bdu przedziau czasu – dla wielokanaowych<br />

pomiarów bdu czasu. Opisano koncepcj oblicze w <strong>czasie</strong><br />

rzeczywistym oraz struktury danych istotne w obliczeniach dla<br />

pomiarów wielokanaowych.<br />

Sowa kluczowe—sygna <strong>synchronizacji</strong>, dewiacja Allana,<br />

dewiacja czasu, maksymalny bd przedziau czasu<br />

D<br />

I. WPROWADZENIE<br />

EWIACJA Allana (Allan deviation, ADEV), dewiacja<br />

czasu (time deviation, TDEV) oraz maksymalny bd<br />

przedziau czasu (Maximum Time Interval Error, MTIE) s<br />

podstawowymi parametrami opisujcymi jako sygnaów<br />

<strong>synchronizacji</strong> sieci telekomunikacyjnej. Dewiacja Allana i<br />

dewiacja czasu s miarami niestaoci czstotliwoci<br />

generowanej przez sygna taktowania [1]. Parametry te<br />

opisuj nierównomierno „chodu” badanego zegara.<br />

Obydwa parametry pozwalaj na zidentyfikowanie<br />

dominujcego typu szumu fazy sygnau taktowania oraz<br />

wykrycie waha fazy sygnau o charakterze okresowym.<br />

Maksymalny bd przedziau czasu jest parametrem o<br />

charakterze granicznym, opisujcym maksymalne wartoci<br />

waha fazy zegara w okrelonym przedziale obserwacji.<br />

Parametr ten wykorzystywany jest do wymiarowania<br />

pojemnoci buforów na granicy skal czasu. Kady z tych<br />

<strong>parametrów</strong> dostarcza innych informacji o zachowaniu<br />

zegara, dlatego w celu uzyskania dokadnej wiedzy o<br />

jakoci badanego sygnau naley wyznaczy dewiacj<br />

Allana lub dewiacj czasu i maksymalny bd przedziau<br />

czasu.<br />

W praktyce pomiarowej sygnaów <strong>synchronizacji</strong> czsto<br />

spotyka si konieczno wykonania oceny wicej ni<br />

jednego sygnau taktowania. Taka sytuacja ma miejsce, gdy<br />

trzeba porówna dwa zegary nie posiadajc wiedzy, który z<br />

nich jest lepszy (charakteryzuje si wiksz stabilnoci).<br />

Ze wzgldu na charakter estymatorów <strong>parametrów</strong><br />

uzyskanie wartoci estymaty parametru na podstawie<br />

porównania dwóch zegarów nie wskazuje, który z nich jest<br />

Autor jest pracownikiem Katedry Systemów Telekomunikacyjnych<br />

i Optoelektroniki Politechniki Poznaskiej, ul. Polanka 3, 60-965 Pozna<br />

(mkasznia@et.put.poznan.pl).<br />

Prac wykonano w ramach projektu nr N N517 470540 finansowanego<br />

przez Narodowe Centrum Nauki w latach 2011-2013.<br />

lepszy (wartoci estymat s zawsze dodatnie), a uzyskany<br />

parametr ma charakter wariancji „cznej” dwóch zegarów.<br />

W celu wskazania lepszego zegara trzeba wykorzysta<br />

dodatkowy zegar i wykona trzy porównania (trzy serie<br />

pomiarów bdu czasu i oblicze <strong>parametrów</strong>) metod<br />

„kady z kadym”, a nastpnie odpowiednio dodajc i<br />

odejmujc otrzymane wariancje uzyska parametry<br />

charakteryzujce poszczególne zegary [3]. Metoda taka,<br />

zwana take metod „3-corner hat”, wymaga znacznego<br />

zaangaowania czasowego (trzy nastpujce po sobie<br />

dugotrwae serie pomiarowe oraz seanse obliczeniowe<br />

<strong>parametrów</strong>) lub sprztowego (zastosowanie trzech<br />

mierników bdu czasu) w przypadku stosowania<br />

jednokanaowych urzdze pomiarowych. Zastosowanie<br />

wielokanaowego miernika bdu czasu oraz algorytmów<br />

obliczeniowych umoliwiajcych wyznaczanie <strong>parametrów</strong><br />

w <strong>czasie</strong> rzeczywistym jednoczenie dla wielu kanaów<br />

(strumieni próbek bdu czasu) skróci czas i uproci<br />

procedur analizy. Jednoczesne pomiary wielokanaowe<br />

przydatne s take w pomiarach sygnaów <strong>synchronizacji</strong> w<br />

sieci telekomunikacyjnej. Procedura pomiaru<br />

wielokanaowego wraz obliczeniami w <strong>czasie</strong> rzeczywistym<br />

umoliwia biece ledzenie jakoci sygnaów<br />

<strong>synchronizacji</strong> wydobywanych ze strumieni danych<br />

dopywajcych do wza sieci telekomunikacyjnej z rónych<br />

kierunków i natychmiastow reakcj sub utrzymania sieci<br />

w przypadku pogorszenia jakoci sygnau.<br />

W pracy przedstawiono metody <strong>wyznaczania</strong> w <strong>czasie</strong><br />

rzeczywistym <strong>parametrów</strong> sygnaów <strong>synchronizacji</strong> dla<br />

pomiarów wielokanaowych bdu czasu. Opisano metody<br />

<strong>wyznaczania</strong> dewiacji Allana i dewiacji czasu, a nastpnie<br />

przedstawiono koncepcje <strong>wyznaczania</strong> maksymalnego<br />

bdu przedziau czasu w tej konfiguracji pomiarowej.<br />

Rozpatrzono róne konfiguracje struktur danych istotne w<br />

pomiarach wielokanaowych i obliczeniach w <strong>czasie</strong><br />

rzeczywistym.<br />

II. WYZNACZANIE ADEV I TDEV<br />

Warto dewiacji Allana oraz dewiacji czasu estymuje si<br />

wykorzystujc cig N próbek bdu czasu ze wzorów:<br />

<br />

<br />

N<br />

2n<br />

xi2n<br />

i1<br />

ADEV ˆ 1<br />

2<br />

<br />

2xin<br />

xi<br />

<br />

(1)<br />

2 2<br />

2n<br />

N 2n<br />

0<br />

N 3n1<br />

jn1<br />

1 1<br />

1<br />

<br />

T DEV ˆ n0 <br />

xi<br />

2n<br />

2xi<br />

n<br />

x <br />

(2)<br />

i<br />

6 N 3n<br />

1<br />

j1<br />

<br />

n i<br />

j<br />

<br />

gdzie: x i – wartoci bdu czasu wzite z odstpem 0 ; =n 0<br />

2


REPLACE THIS LINE WITH YOUR PAPER IDENTIFICATION NUMBER (DOUBLE-CLICK HERE TO EDIT)<br />

<<br />

2<br />

jest przedziaem obserwacji, a N jest liczb równomiernie<br />

odlegych wartoci bdu czasu x i [1].<br />

Realizujc obliczanie <strong>parametrów</strong> w <strong>czasie</strong> rzeczywistym,<br />

podczas pomiaru próbek bdu czasu, naley wzi pod<br />

uwag, e dla biecej chwili próbkowania i, nie s<br />

dostpne próbki bdu czasu oznaczone indeksami i+n,<br />

i+2n, oraz i+3n, gdy te próbki nie zostay jeszcze<br />

zmierzone. Dostpna jest aktualnie zmierzona próbka<br />

(oznaczona indeksem i) oraz próbki zmierzone wczeniej o<br />

mniejszych indeksach. Dlatego te konieczna jest zmiana<br />

indeksowania oraz przeksztacenie postaci wzorów (1-2).<br />

Dodatkowo, w celu uproszczenia obliczania podwójnych<br />

sum przy <strong>wyznaczania</strong> TDEV mona zastosowa procedur<br />

opisan w [2, 3] i zastpi podwójne sumowanie<br />

pojedynczym sumowaniem trzeciej rónicy procesu bdu<br />

czasu.. Przeksztacenia estymatorów do postaci dogodnej do<br />

oblicze w <strong>czasie</strong> rzeczywistym przedstawiono w pracach<br />

[4, 5]. Warto dewiacji Allana dla i-tej chwili próbkowania<br />

mona estymowa ze wzoru:<br />

1<br />

2<br />

ADEV<br />

ˆ<br />

in 0<br />

A<br />

1 2 2 <br />

2 2<br />

i<br />

n xi<br />

xi<br />

n<br />

xi<br />

n (3)<br />

2n<br />

i 2n<br />

A i1<br />

n<br />

0<br />

<br />

<br />

gdzie jest sum kwadratów drugich rónic<br />

obliczon w chwili i1:<br />

i<br />

1<br />

i1 n x j 2<br />

j2n1<br />

<br />

jn<br />

2<br />

j2n<br />

A x x (4)<br />

Operacje obliczania dewiacji czasu dla biecej chwili<br />

próbkowania i przebiegaj wedug wzoru:<br />

1 1<br />

2<br />

TDEV<br />

ˆ<br />

i n0<br />

<br />

S<br />

, 1n S<br />

1n n <br />

2 ov i i (5)<br />

<br />

i<br />

i 3n<br />

1<br />

6n<br />

gdzie:<br />

S ov, i n<br />

jest sum cakowit (zewntrzn) dan wzorem:<br />

2<br />

Sov, i n Sov,<br />

i 1n<br />

Si<br />

n<br />

S i n<br />

jest sum wewntrzn obliczan wedug wzorów:<br />

S n<br />

S n<br />

x x 3x<br />

x dla i n<br />

(6)<br />

i i 1 i3n<br />

3 i2n<br />

in<br />

i 3<br />

3n<br />

3nn<br />

x<br />

j 2 x jn<br />

x j2n<br />

<br />

(8)<br />

j2n1<br />

S<br />

i n<br />

(7)<br />

a jest trzeci rónic bdu czasu<br />

i<br />

n xi<br />

3 n 3xi2n<br />

3xin<br />

xi<br />

(9)<br />

Warto <strong>parametrów</strong> dla biecej chwili próbkowania i<br />

zale od sum n , S ov,i-1 (n) i S i-1 (n) wyznaczonych dla<br />

A i1<br />

<br />

chwili i–1, próbki bdu czasu zmierzonej w biecej chwili<br />

próbkowania i oraz próbek zmierzonych n, 2n oraz 3n<br />

odstpów próbkowania wczeniej.<br />

Format wzorów (3-9) pozwala na realizowanie<br />

wspólnego, jednoczesnego wyznaczanie obydwu<br />

<strong>parametrów</strong> w <strong>czasie</strong> rzeczywistym [5]. W obliczeniach<br />

kadego z <strong>parametrów</strong> do aktualizacji wartoci<br />

odpowiednich sum, wykorzystywana jest próbka bieca<br />

oraz próbki zmierzone n, 2n lub 3n odstpów wczeniej..<br />

Odczyt danych (odczyt próbek zmierzonych n, 2n lub 3n<br />

odstpów wczeniej) odbywa si w takiej sytuacji raz dla<br />

liczonych wspólnie <strong>parametrów</strong>, co redukuje czas odczytu<br />

danych wykonywanego osobno. Dodanie wycznie<br />

dodatkowych operacji obliczeniowych (bez procedury<br />

odczytu danych) nie wpywa znaczco na czas oblicze<br />

prowadzonych w ramach jednego odstpu próbkowania [5].<br />

III. WYZNACZANIE ADEV I TDEV DLA POMIARÓW<br />

WIELOKANAOWYCH<br />

Wyniki testów przeprowadzonych take przez autora<br />

pracy pokazay duy „zapas” czasowy na przeprowadzanie<br />

oblicze w ramach pojedynczego odstpu próbkowania<br />

[4, 5]. Pozwala to na rozwaenie dodatkowego „obcienia”<br />

– umieszczenie dodatkowych oblicze wykonywanych w<br />

odstpie pomidzy kolejnymi próbkami. Takim<br />

dodatkowym obcieniem zaproponowanym przez autora w<br />

pracy [6] byo zwikszenie liczby jednoczenie<br />

analizowanych sygnaów – rozwaono realizacj<br />

wielokanaowych oblicze dewiacji Allana oraz dewiacji<br />

czasu w <strong>czasie</strong> rzeczywistym podczas pomiaru próbek bdu<br />

czasu. Do <strong>wyznaczania</strong> wartoci <strong>parametrów</strong> zastosowano<br />

postaci estymatorów dane wzorami (3-9). Przyjto, e<br />

próbki bdu czasu pobierane s z równym odstpem<br />

próbkowania w kadym kanale pomiarowym. Rozpatrzone<br />

zostay dwa sposoby organizacji danych bdcych efektem<br />

pomiaru wielokanaowego. W pierwszym przypadku, dane<br />

uzyskane z pomiaru bdu czasu w kadym z mierników<br />

(detektorów fazy) s przesyane do komputera i zapisywane<br />

jako osobne cigi w osobnych strukturach danych (Rys. 1).<br />

W drugim przypadku, próbki bdu czasu zmierzone w tej<br />

samej chwili próbkowania (lub w nastpujcych po sobie<br />

chwilach wyznaczonych przez zegar wielofazowy, a<br />

zwizanych z jednym odstpem próbkowania) czone s w<br />

interfejsie w wektory i zapisywane w postaci cigu<br />

wektorów w jednej strukturze danych (Rys. 2). Kady ze<br />

sposobów organizacji danych wymaga innej procedury<br />

obliczeniowej przeprowadzanej w ramach jednego odstpu<br />

próbkowania. W przypadku osobnych (rozdzielonych)<br />

struktur danych, procedura odczytu danych dla danego<br />

przedziau obserwacji (dla danego n) musi by wykonana<br />

osobno dla kadego kanau pomiarowego (dla kadej<br />

struktury). W przypadku wspólnej struktury danych<br />

obiektem dziaa obliczeniowych s M-wymiarowe<br />

wektory. Odczyt danych wykonywany jest cznie dla<br />

próbek zwizanych z dan chwil próbkowania we<br />

wszystkich kanaach. Procedura oblicze dla rozdzielnych<br />

struktur danych jest nastpujca:<br />

s M(t)<br />

s M ref(t)<br />

s m(t)<br />

s m ref(t)<br />

s 1(t)<br />

s 1 ref(t)<br />

. . .<br />

miernik M<br />

. . .<br />

miernik m<br />

. . .<br />

miernik 1<br />

rozdzielone struktury danych<br />

. . .<br />

. . .<br />

. . .<br />

. . .<br />

wielokanaowy system pomiarowy<br />

. . .<br />

. . .<br />

interfejs<br />

interfejs<br />

interfejs<br />

Mxi-3n . . . Mxi-2n . . . Mxi-n . . . Mxi<br />

mxi-3n . . . mxi-2n . . . mxi-n . . .<br />

1xi-3n . . . 1xi-2n . . . 1xi-n . . . 1xi<br />

. . .<br />

. . .<br />

strumienie danych<br />

mxi<br />

operatory TDEV i ADEV<br />

Rys. 1. Wielokanaowy pomiar bdu czasu z rozdzielonymi strukturami<br />

danych


REPLACE THIS LINE WITH YOUR PAPER IDENTIFICATION NUMBER (DOUBLE-CLICK HERE TO EDIT)<br />

<<br />

3<br />

s M(t)<br />

s M ref(t)<br />

s m(t)<br />

s m ref(t)<br />

s 1(t)<br />

s 1 ref(t)<br />

. . .<br />

. . .<br />

. . .<br />

miernik M<br />

. . .<br />

miernik m<br />

. . .<br />

miernik 1<br />

wspólna struktura danych<br />

wielokanaowy system pomiarowy<br />

. . .<br />

. . .<br />

interfejs<br />

Mxi-3n . . . Mxi-2n . . . Mxi-n . . . Mxi<br />

. . . . . .<br />

. . .<br />

. . .<br />

mxi-3n . . . mxi-2n . . . mxi-n . . . mxi<br />

. . .<br />

. . .<br />

. . .<br />

. . .<br />

1xi-3n . . . 1xi-2n . . . 1xi-n . . . 1xi<br />

operator TDEV i ADEV<br />

strumie danych<br />

Rys. 2. Wielokanaowy pomiar bdu czasu ze wspóln struktur danych<br />

1. Pomiar próbek bdu czasu i zapis do osobnych<br />

plików.<br />

2. Odczyt próbek bdu czasu zmierzonych n, 2n i/lub 3n<br />

odstpów próbkowania wczeniej w kanale nr 1.<br />

3. Aktualizacja biecych sum dla kanau nr 1.<br />

4. Wyznaczenie odpowiednich wartoci rednich i ich<br />

pierwiastków (biecych wartoci <strong>parametrów</strong>) dla<br />

kanau nr 1.<br />

5. Wykonanie kroków 2-4 dla kolejnych wikszych<br />

przedziaów obserwacji (dla wikszych n).<br />

6. Wykonanie kroków 2-5 dla kolejnych kanaów<br />

pomiarowych.<br />

Zastosowanie wspólnej struktury danych wymaga<br />

pojedynczego odczytu danych dla danej wartoci n.<br />

Procedura oblicze dla tej struktury danych jest nastpujca:<br />

1. Pomiar próbek bdu czasu i zapis w postaci wektora<br />

do wspólnego pliku.<br />

2. Odczyt próbek bdu czasu zmierzonych n, 2n i/lub 3n<br />

odstpów próbkowania wczeniej dla wszystkich<br />

kanaów.<br />

3. Aktualizacja biecych sum kolejno dla kadego<br />

kanau.<br />

4. Wyznaczenie odpowiednich wartoci rednich i ich<br />

pierwiastków (biecych wartoci <strong>parametrów</strong>)<br />

kolejno dla kadego kanau.<br />

5. Wykonanie kroków 2-4 dla kolejnych wikszych<br />

przedziaów obserwacji (dla wikszych n).<br />

Zastosowanie pojedynczej wspólnej struktury danych dla<br />

pomiaru wielokanaowego skutkuje prostsz procedur<br />

obliczania wartoci <strong>parametrów</strong>. Testy obliczeniowe<br />

obydwóch sposobów organizacji danych wykazay lepsze<br />

„zachowanie” takiej procedury w obliczeniach<br />

prowadzonych w <strong>czasie</strong> rzeczywistym [6].<br />

IV. WYZNACZANIE MTIE<br />

Maksymalny bd przedziau czasu MTIE() jest<br />

estymowany wedug wzoru:<br />

MTIE<br />

ˆ<br />

n<br />

<br />

max<br />

<br />

max x min x<br />

<br />

<br />

0 <br />

i<br />

i<br />

(10)<br />

1k<br />

N n<br />

k ik<br />

n<br />

k ik<br />

n<br />

gdzie =n 0 jest przedziaem obserwacji, cig {x i } jest<br />

cigiem N próbek bdu czasu midzy sygnaem badanym a<br />

sygnaem odniesienia wzitych z odstpem 0 , natomiast<br />

warto n moe zmienia si od 1 do N1.<br />

W celu znalezienia wartoci MTIE w przedziale<br />

obserwacji zgodnie ze wzorem (10), naley dokona<br />

przejrzenia wszystkich przedziaów (okien) o szerokoci<br />

=n 0 wystpujcych w cigu N próbek bdu czasu. W tym<br />

celu „okno” obejmujce n+1 kolejnych próbek przesuwane<br />

jest o odstp 0 , a wic o jedn próbk od pocztku do<br />

koca cigu {x i }. Dla kadego usytuowania okna<br />

znajdowana jest warto midzyszczytowa bdu czasu x pp .<br />

Warto MTIE() jest maksymaln wartoci<br />

midzyszczytow bdu czasu x pp znalezion dla wszystkich<br />

moliwych usytuowa okna o szerokoci .<br />

Estymat MTIE z reguy wyznacza si po zakoczeniu<br />

pomiaru bdu czasu. Szereg efektywnych czasowo metod<br />

<strong>wyznaczania</strong> MTIE zaadoptowany zosta jednak do oblicze<br />

parametru prowadzonych w <strong>czasie</strong> rzeczywistym, podczas<br />

pomiaru próbek bdu czasu [7-9]. Najlepsze efekty<br />

uzyskano wykorzystujc metod z zastosowaniem<br />

dekompozycji binarnej [2, 7] oraz metod skoku do<br />

ekstremum EF [8, 9]. W pierwszej metodzie wykorzystuje<br />

si mechanizm dekompozycji binarnej cigu próbek do<br />

redukcji liczby danych wykorzystywanych do szukania<br />

wartoci MTIE dla kolejnych przedziaów obserwacji. W<br />

drugiej metodzie opuszczane s takie usytuowania okna,<br />

których przeszukanie nie przyniesie znalezienia wartoci<br />

„bardziej ekstremalnych” od znalezionych do tej pory. Okno<br />

przesuwane jest nie o jedn próbk, lecz do najbliszego<br />

ekstremum.<br />

Realizujc wyznaczanie MTIE w <strong>czasie</strong> pomiaru bdu<br />

czasu, nowo zmierzon próbk porównuje si z aktualnymi<br />

wartociami ekstremalnymi dla danego przedziau<br />

obserwacji (w przypadku metody EF) lub z poprzedni<br />

próbk (w przypadku dekompozycji binarnej). Wyznaczone<br />

wartoci ekstremów znalezione dla aktualnie analizowanego<br />

usytuowania okien pozwalaj wyznaczy nastpne<br />

usytuowania okien. W przypadku metody z dekompozycj<br />

binarn efekt porównania – w postaci pary ekstremów<br />

(maksimum i minimum) – jest zapisywany do dalszych<br />

oblicze. Rónica uzyskanych wartoci jest porównywana z<br />

biec maksymaln wartoci midzyszczytow.<br />

Nastpnie, jeli wystarczajca liczba próbek zostanie<br />

zmierzona, dokonywana jest analiza dla okna 4-<br />

próbkowego, 8-próbkowego itd. Wszystkie niezbdne<br />

operacje wykonywane s w odstpie pomidzy kolejnymi<br />

próbkami bdu czasu. Przykady <strong>wyznaczania</strong> MTIE w<br />

<strong>czasie</strong> rzeczywistym za pomoc tych metod przedstawione<br />

s na Rys. 3 i Rys. 4 [7, 8].<br />

próbki bdu czasu<br />

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 …<br />

4 7 6 2 4 7 4 7 5 8 2 5 5 1 4 3 …<br />

okno<br />

2-próbkowe<br />

max 7 7 6 4 7 7 7 7 8 8 5 5 5 4 4<br />

min 4 6 2 2 4 4 4 5 5 2 2 5 1 1 3<br />

okno max 7 7 7 7 7 7 8 8 8 8 5 5 5<br />

4-próbkowe min 2 2 2 2 4 4 4 2 2 2 1 1 1<br />

x pp max pp<br />

1 6<br />

4 6<br />

Rys. 3. Wyznaczanie MTIE w <strong>czasie</strong> rzeczywistym metod z dekompozycj<br />

binarn


REPLACE THIS LINE WITH YOUR PAPER IDENTIFICATION NUMBER (DOUBLE-CLICK HERE TO EDIT)<br />

<<br />

4<br />

x pp max pp<br />

4 5<br />

5 5<br />

6 6<br />

próbki bdu czasu<br />

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 … pozycja<br />

4 7 6 2 4 7 4 7 5 8 … warto<br />

(8, 4)<br />

(7, 2)<br />

(8, 2)<br />

Rys. 4. Wyznaczanie MTIE w <strong>czasie</strong> rzeczywistym metod EF<br />

V. WYZNACZANIE MTIE DLA POMIARÓW<br />

WIELOKANAOWYCH<br />

Opisane w poprzednim rozdziale metody <strong>wyznaczania</strong><br />

MTIE w <strong>czasie</strong> rzeczywistym, ze wzgldu na swoje<br />

waciwoci, mog by wykorzystane do oblicze parametru<br />

dla pomiarów wielokanaowych [13]. Zasada <strong>wyznaczania</strong><br />

parametru jest taka sama, jak w przypadku pomiarów<br />

jednokanaowych. Obydwie konfiguracje struktur danych,<br />

opisane w rozdziale III, mog by wykorzystane do<br />

oblicze MTIE w zalenoci od zastosowanej metody.<br />

W przypadku zastosowania metody EF, obliczenia dla<br />

kadego przedziau obserwacji w kadym kanale<br />

realizowane s niezalenie od siebie. Dla biecej chwili<br />

próbkowania przedziay obserwacji analizowane s w<br />

kolejnoci od najkrótszego do najduszego, przy czym<br />

najpierw wykonywane s operacje dla wszystkich<br />

przedziaów o tej samej szerokoci we wszystkich kanaach.<br />

Ze wzgldu na niezaleno wykonywanych operacji,<br />

mierzone próbki mog by zapisywane w rozcznych<br />

strukturach danych. W celu przyspieszenia oblicze,<br />

ostatnie zmierzone n max +1 próbek ( max =n max 0 jest<br />

najduszym rozwaanym przedziaem obserwacji) w<br />

kadym kanale moe by buforowane w postaci tablicy w<br />

pamici operacyjnej komputera. Przyspieszy to dostp do<br />

danych podczas operacji przeszukiwania usytuowa<br />

analizowanych okien. Idea <strong>wyznaczania</strong> MTIE w tej<br />

konfiguracji przedstawiona jest na Rys. 5.<br />

W przypadku zastosowania metody z dekompozycj<br />

binarn, obliczenia realizowane s niezalenie w kadym<br />

kanale. Ze wzgldu jednak na regularno procesu redukcji<br />

danych, do porówna wykorzystuje si próbki o tych<br />

samych indeksach. W celu uatwienia dostpu do danych,<br />

dla tej metody efektywne bdzie zastosowanie wspólnej<br />

struktury danych ulokowanej na dysku twardym komputera<br />

oraz, w miar moliwoci, w postaci bufora w pamici<br />

operacyjnej. Idea <strong>wyznaczania</strong> MTIE z zastosowaniem<br />

dekompozycji binarnej przedstawiona jest na Rys. 6.<br />

próbki bdu czasu, M-ty kana<br />

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 . . .<br />

2 4 6 3 4 8 5 6 4 7 2 5 5 2 4 3 1 7 4 7<br />

(7, 1)<br />

. . .<br />

próbki bdu czasu, m-ty kana<br />

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 . . .<br />

4 7 6 3 4 7 4 6 5 3 2 5 5 1 4 6 1 3 4 6<br />

(6, 1)<br />

. . .<br />

próbki bdu czasu, 1. kana<br />

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 . . .<br />

6 7 3 3 5 4 5 7 2 7 3 8 2 5 5 1 4 3 1 6<br />

(5, 1)<br />

(8, 1)<br />

(6, 1)<br />

bieca chwila próbkowania<br />

(7, 1)<br />

kolejno wykonywania dziaa<br />

dla przedziau obserwacji i=ni0<br />

Rys. 5. Wyznaczanie MTIE w <strong>czasie</strong> rzeczywistym metod EF dla<br />

pomiarów wielokanaowych<br />

. . .<br />

próbki bdu czasu, 1. kana<br />

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 . . .<br />

6 7 3 3 5 4 5 7 2 7 3 8 2 5 5 1 . . .<br />

. . . 7 7 8 8 5 5 5<br />

. . . 2 3 3 2 2 5 1<br />

. . . 7 8 8 8 8 5<br />

. . . 2 2 2 2 2 1<br />

. . .<br />

current sampling interval<br />

próbki bdu czasu, m-ty kana<br />

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 . . .<br />

4 7 6 3 4 7 4 6 5 3 2 5 5 1 4 6 . . .<br />

. . . 8 8<br />

. . . 2 1<br />

. . . 5 3 5 5 5 4 6<br />

. . . 3 2 2 5 1 1 4<br />

. . . 6 5 5 5 5 6<br />

. . . 2 2 2 1 1 1<br />

próbki bdu czasu, M-ty kana<br />

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 . . .<br />

2 4 6 3 4 8 5 6 4 7 2 5 5 2 4 3 . . .<br />

. . . 6 6<br />

. . . 1 1<br />

wspólna struktura danych dla wszystkich kanaów<br />

. . . 7 7 5 5 5 4 4<br />

. . . 4 2 2 5 2 2 3<br />

. . . 7 7 7 5 5 5<br />

. . . 2 2 2 2 2 2<br />

. . . 5 5<br />

. . . 2 2<br />

Rys. 6. Wyznaczanie MTIE w <strong>czasie</strong> rzeczywistym metod z dekompozycj<br />

binarn dla pomiarów wielokanaowych<br />

VI. PODSUMOWANIE<br />

Opisane w pracy metody <strong>wyznaczania</strong> podstawowych<br />

<strong>parametrów</strong> sygnaów <strong>synchronizacji</strong> w <strong>czasie</strong><br />

rzeczywistym dla pomiarów wielokanaowych wpywaj w<br />

istotny sposób na uatwienie przyspieszenie procesu oceny<br />

jakoci badanych sygnaów. Zastosowanie przetestowanej w<br />

[10] metody buforowania wektorów danych przyspiesza<br />

znaczco obliczenia przeprowadzane w <strong>czasie</strong> pomidzy<br />

kolejnymi chwilami próbkowania. Metoda ta pozwoli<br />

unikn przekroczenia przez wykonywane operacje czasu<br />

równego dugoci odstpu próbkowania. W celu<br />

wykorzystania moliwoci komputerów stosowanych do<br />

oblicze, wskazane jest zastosowanie oblicze<br />

wielowtkowych, szczególnie w przypadku zastosowania<br />

metody EF dla rozcznych struktur danych.<br />

LITERATURA<br />

[1] Zalecenia ETSI EN 300 462, ITU-T Rec. G.810, ANSI T1.101-1999.<br />

[2] M. Kasznia, “Some Approach to Computation of ADEV, TDEV and<br />

MTIE”, Proc. 11 th European Frequency and Time Forum, pp. 544-<br />

548, Neuchatel 4-6 March 1997.<br />

[3] S. Bregni, “Synchronization of Digital Telecommunications<br />

Networks”, J. Wiley & Sons, 2002.<br />

[4] A. Dobrogowski, M. Kasznia, “Real-time assessment of Allan<br />

deviation and time deviation,” Proc. 2007 IEEE Int. Freq. Contr.<br />

Symp. and 21st EFTF, pp. 887-882, Geneva, 29 May – 01 June 2007.<br />

[5] A. Dobrogowski, M. Kasznia, “Joint Real-time Assessment of Allan<br />

Deviation and Time Deviation”, Proc. of 22 nd European Frequency<br />

and Time Forum, 22-25 April 2008, Toulouse, France.<br />

[6] M. Kasznia, “Multi-channel Real-time Computation of ADEV and<br />

TDEV”, Proc. 24th European Frequency and Time Forum, 13-16<br />

April 2010, Noordwijk, Netherlands.<br />

[7] A. Dobrogowski, M. Kasznia, “On-line computation of MTIE using<br />

binary decomposition and direct search with sequential data<br />

reducing,” Proc. 2007 IEEE Int. Freq. Contr. Symp. and 21st EFTF,<br />

pp. 877-882, Geneva, 29 May – 01 June 2007.<br />

[8] A. Dobrogowski, M. Kasznia, “Real-time MTIE assessment with<br />

flexible control of computation process,” Proc. EFTF’09 IEEE-<br />

FCS’09 Joint Conf., pp. 1102-1107, Besancon, France, 20-24 April<br />

2009.<br />

[9] A. Dobrogowski, M. Kasznia, “Implementation of real-time MTIE<br />

assessment method”, Proc. 2011 Joint Conf. IEEE FCS and EFTF,<br />

pp. 304-309, San Francisco, California, USA, May 2-5, 2011.<br />

[10] A. Dobrogowski, M. Kasznia, “Real-time assessment of dynamic<br />

Allan deviation and dynamic time deviation,” Proc. 26th European<br />

Frequency and Time Forum, Goeteborg, Sweden, 24-26 April 2012.<br />

[11] A. Dobrogowski, M. Kasznia, “Some Concepts of the Real-Time<br />

MTIE Assessment for Multi-Channel Time Error Measurement,”<br />

Proc. 2012 IEEE Freq. Contr. Symp., pp. 493-498, Baltimore, USA,<br />

May 22-24, 2012.

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!