Metody wyznaczania parametrów sygnałów synchronizacji w czasie ...
Metody wyznaczania parametrów sygnałów synchronizacji w czasie ...
Metody wyznaczania parametrów sygnałów synchronizacji w czasie ...
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.