Понятие битовой ошибки (bit-error-rate). Характер битовых ошибок в цифровом канале

Для компьютерного и офисного оборудования проблема смены тысячелетий заключается в возможной неверной работе модуля Real Time Clock (RTC, Таймер Реального времени), который отвечает за изменение даты и времени, использующегося при работе системы, например, при записи файлов на диск.

Проблема с RTC состоит в том, что изменяются только две последние цифры в написании года, а цифры, указывающие на значение текущего тысячелетия, не изменяются. Хотя модуль и поддерживает все значения, он не поддерживает переход от одного тысячелетия к другому. В результате, когда часы покажут 00:00, 1 Января, 2000 года, системный таймер не сможет переключиться с 1999 года на 2000 , а перейдет с 1999 на 1900 , так как изменяются только последние две цифры.

Непредсказуемым и опасным эффект от этой ошибки может стать потому, что и сама система и все программы работают с учетом того, что время может двигаться только вперед, что естественно, а не назад!

Истоки проблемы 2000 года

Наличием аппаратной "проблемы 2000 года" в компьютерах класса IBM PC мы обязаны двум компаниям - Motorola и IBM. Первой - за то, что ею была создана микросхема аппаратных часов реального времени (RTC - Real-Time Clock) MC146818, не содержащая двух старших разрядов года, а второй - за то, что именно эта микросхема была использована при разработке компьютера IBM PC AT (PC XT и более ранние модели не имели энергонезависимых часов вовсе). В разных вариантах исполнения и под разными названиями (DS1287, КР512ВИ1) эту микросхему или ее модификации производили многие компании. Все эти устройства давным-давно не применяются при разработке новых компьютеров, однако для сохранения программной совместимости архитектура этого таймера полностью повторяется производителями интегрированных чипсетов на протяжении уже почти четверти века. Производители микросхем RTC (а основными на сегодня являются Dallas Semiconductor, Benchmarq Technology, SGS-Thomson и VIA Technologies) выпускают сегодня широчайшую номенклатуру устройств, имеющих полноразрядные счетчики года и коррекцию високосных лет. Однако совместимость - вопрос очень тонкий, и многие производители чипсетов и системных плат предпочитают использовать старую архитектуру, чтобы избежать изменений в BIOS и возможной несовместимости со старым ПО. Делается это с целью полной гарантированной совместимости со старым программным обеспечением.

Как узнать, есть ли проблема 2000 года?

Запустить тест, например NSTL. Или выбрать в Интернете любую тестовую программу, вот список специализированных сайтов:

  • (NSTL)

Но можно обойтись и без специальных тестовых программ.

Проверка ОС

  1. Для выполнения теста желательно загрузить операционную систему до монитора командной строки без каких-либо драйверов и резидентных программ, а также отключить компьютер от локальной сети.
  2. С помощью команд date и time (или предназначенных для этого команд вашей ОС) установить системную дату на 31 декабря 1999 года, а время - на 23:59 (для DOS и Windows это команды date 31-12-1999 и time 23:59).
  3. Проверить правильность установки даты и времени (для DOS и Windows это те же команды без аргументов).
  4. Подождать более одной минуты.
  5. Проверить системную дату еще раз. Если она соответствует 1 января 2000 года, то ваша ОС не имеет "ошибки 2000 года".

Проверка BIOS

  1. Войти в BIOS Setup (здесь надо отметить, что имеется в виду программа Setup, располагающаяся в ПЗУ BIOS, а не внешняя, запускаемая из операционной системы. Если запущена последняя, то на результат теста может влиять сама ОС).
  2. Установить дату на 31 декабря 1999 года и время на 11:59PM (в большинстве BIOS формат времени и даты соответствует американскому).
  3. Подождать более одной минуты, наблюдая за изменением даты. Если она корректно меняется на 1 января 2000 года, то ваша BIOS не содержит "ошибки 2000 года".

Проверка аппаратного таймера (RTC)

  1. Войти в BIOS.
  2. Установить дату на 31 декабря 1999 года и время на 11:59PM.
  3. Выйти из программы Setup с сохранением установок. Выключить компьютер. Подождать более одной минуты, включить компьютер и, не допуская загрузки ОС, войти в BIOS Setup.
  4. Если дата установлена на 1 января 2000 года, то аппаратный таймер вашего компьютера не содержит "ошибки 2000 года".

Проверку можно выполнить и для других "опасных" дат.

Не следует, впрочем, считать, что при правильном выполнении всех этих тестов ваш компьютер неуязвим для "проблемы 2000 года". Не забывайте о возможных ошибках в прочем программном обеспечении. Верно также и обратное: непрохождение некоторых тестов вовсе не означает, что компьютер нужно менять.

Есть ли еще критические даты?

Наиболее критичными и подлежащими обязательному тестированию переходами дат являются следующие:

  • 08.09.1999 - 09.09.1999,
  • 09.09.1999 - 10.09.1999,
  • 31.12.1999 - 01.01.2000,
  • 28.02.2000 - 29.02.2000,
  • 29.02.2000 - 01.03.2000.

Решение проблемы 2000 года

С точки зрения аппаратной части PC проблема 2000 года решается довольно просто. Если микросхема RTC не использует полный формат записи значения года, но при этом BIOS поддерживает запись в полном формате значения года и поддерживает переход из 1999 в 2000 год, то потребуется всего лишь единовременная коррекция даты. Все современные версии BIOS производят такую коррекцию автоматически.

Производителей BIOS немного, поэтому укажем кратко, какие версии их продуктов не имеют проблем с 2000 годом.

AMI BIOS

Все версии AMI BIOS, выпущенные до 15 июля 1995 года корректно воспринимаю даты после 2000 года, но не осуществляют автоматической коррекции. Поэтому в компьютерах, имеющих BIOS этих версий, придется один раз скорректировать дату. Сделать это надо будет уже после наступления 2000 года, например 1 января.

Все версии имеющие дату после 15 июля 1995 года должны автоматически произвести коррекцию. Должны по тому, что некоторые производители системных плат вносят изменения в BIOS, поэтому при возможности лучше проконсультироваться с конкретным разработчиком. Список производителей можно найти в Интернете, на сайте AMI.

Award BIOS

Все версии Award BIOS, выпущенные до 26 апреля 1994 года корректно воспринимаю даты после 2000 года, но не осуществляют автоматической коррекции. Поэтому в компьютерах, имеющих BIOS этих версий, придется один раз скорректировать дату вручную. Сделать это надо будет уже после наступления 2000 года, например 1 января.

Все версии Award BIOS, выпущенные с 26 апреля 1994 года по 31 мая 1995 года не воспринимают даты после 1999 года и требуют переустановки системного времени при каждой перезагрузке системы. Исправленную версию нужно получить у производителя системной платы или, в крайнем случае, обратиться непосредственно в Award Software.

Все версии имеющие дату после 31 мая 1995 года правильно обрабатывают даты после 2000 года и автоматически производят необходимую коррекцию.

Заметим, что версии Award BIOS, выпущенные в период с 31 мая 1995 года по 18 ноября 1996 года могут не пройти тест NSTL, но это не означает, что имеет место проблема 2000 года. Это виноват сам тест NSTL.

Phoenix BIOS

Phoenix BIOS, имеющие версию 4.0 Release 5 и старше корректно воспринимаю даты после 2000 года и автоматически производят переход от 1999 года к 2000 году. Все более ранние версии Phoenix BIOS правильно воспринимают даты после 2000 года, но требуют однократной корректировки даты вручную. Сделать это надо будет уже после наступления 2000 года, например 1 января.

ALi BIOS

Информация от самой компании ALi пока недоступна. Поэтому придется все проверить опытным путем. Достоверно известно только то, что биосы от Acer с версией от 2.0 проблем не имеют.

Некоторые системные платы имеют версии BIOS не обновляемые программно, т.е. не Flash.

Для таких плат их производители выпустили специальные утилиты. Эти утилиты загружаются в оперативную память компьютера и, оставаясь в ней резидентно, производят корректировку даты при переходе к 2000 году. Эту TSR программу нужно запустить один раз, после перехода из 1999 в 2000 год. Эти программы, как и новые версии BIOS можно загрузить бесплатно из Интернета.

Некоторые фирмы предлагают аппаратное решение, исключающее проблему на уровне RTC и BIOS: установку дополнительной платы, содержащей корректно работающие часы реального времени и собственную микросхему BIOS (разумеется, не замещающую BIOS самого компьютера, а добавляющую процедуры работы с новым RTC). Принцип работы этих устройств аналогичен коррекции, применяемой в новых версиях BIOS: перехват обращений к функциям, связанным с датой, проверка ячейки CMOS, содержащей значение века, и ее коррекция при необходимости. Подобные устройства имеет смысл применять в случаях, когда по каким-либо причинам невозможно обновление BIOS, - они не требуют драйверов и устанавливаются в один из слотов системной платы.

Разумеется, такое решение стоит денег. Но гораздо проще и дешевле загрузить бесплатные обновления BIOS из Интернета и, в случае необходимости, произвести ручную корректировку даты.

Если проблема 2000 года так легко решается, то почему такой шум в прессе по этому поводу?

Эта проблема решается легко для аппаратного обеспечения Вашей системы и только для некоторого программного обеспечения. Но существует огромное число баз данных и приложений, например, бухгалтерских, которые используют только 2 цифры для представления значения года. В основном, эти системы используются банками, государственными учреждениями и другими крупными конторами. Именно в этом случае проблема 2000 года может проявить себя в полной мере. Последствия от неподготовленности программ, могут оказаться непредсказуемыми. И если в случае использования их индивидуальными пользователями, ничего страшного произойти не должно, то возникновение проблемы Y2K в массовом масштабе может повлечь за собой значительные потери.

Также много электрического оборудования использует RTC. Опять таки, использование такого оборудования в быту, даже на стыке столетий, вряд ли может вызовать какие-либо серьезные последствия, однако неподготовленное промышленное оборудовании может вызвать прямо или косвенно большие проблемы.

Для поиска решения проблемы для этих систем необходимо потратить много времени и денежных средств, но и то и другое люди тратить не любят. И вместо попыток инвестировать деньги и время для решения этой проблемы большинство пытается закрыть на нее глаза и надеяться на лучшее. Что же, по оценкам западных экспертов Россия сможет справиться с последствиями проблемы Y2K только к середине 2000 года.

Дополнение

Многочисленными тестами установлено, что RTC старого образца имеет одну существенную погрешность: при переходе от 31 декабря 1999 к 1 января 2000 года значение тысячелетия (хранящееся в ячейке с адресом 32h) остается неизменным (19 вместо 20). Все современные BIOS умеют корретно отрабатывать данную ситуацию, и в случае использования программ, которые получают значение даты, используя прерывания BIOS, данная проблема не дает о себе знать. Тем не менее существует потенциальная опасность использования программ, которые получают значение даты путем прямого ("аппаратного") чтения значений из CMOS. В результате может быть получено значение года 1900 вместо 2000. Наиболее неприятным является то, что данная проблема возникает только во включенном состоянии компьютера. Если компьютер в момент перехода дат находился в выключенном состоянии, то BIOS при начальном тесте откорректирует данную проблему. Поэтому необходимо тщательно подбирать материнские платы для систем, работающих в непрерывном режиме (например, серверы различного назначения).

Первый вариант проверки (визуальное наблюдение).

  1. Загрузить компьютер в режиме MS-DOS.
  2. Установить при помощи команды date дату 31 декабря 1999
  3. Установить при помощи команды time время 23:59
  4. Запустить программу CMOS.EXE (18 Кб), и в реальном времени наблюдать изменение (или неизменение) значения в ячейке 32h (Century in BCD). При этом в ячейках с 00h по 09h будет отображаться текущее время.

Второй вариант проверки (специальные тесты)

1. Software System Inform v0.42c при тесте BIOS отображает наличие "бага" в RTC и способность BIOS"a его корректировать

2. RTCDATE (программа сертификации по Проблеме 2000) проверяет корректность аппаратного перехода по набору дат, отлавливаает "баг" RTC.

^ Цель: изучить причины возникновения битовых ошибок при цифровой передаче сигнала

Характер битовых ошибок в цифровом канале

В цифровых системах передачи различные воздействия на цифровой канал приводят к снижению основного качественного параметра - параметра ошибки в цифровом канале. Причины возникновения ошибок имеют аналоговую природу, так как связаны с интерференцией, затуханием в линии и различными аддитивными шумами

^ Основные источники ошибок в цифровом канале: искажения в канале, наличие импульсных помех, аддитивный шум в канале,затухание в линии. Как видно из рисунка 11, наличие искажений в канале может быть связано как с затуханием, так и с отражением сиг­нала.

Рисунок 11 – Основные источники ошибок в цифровом канале

^ Первый источник шумов - физически разрушенный кабель (например, разбитая пара), слишком малое поперечное сечение, большая распределенная емкость в кабеле

^ Второй источник шумов - интерферирующие импульсы или импульсные помехи в канале.

Источниками ошибок могут явиться силовые кабели, проложенные в непосредственной близости от линии связи, нарушение обвязки кабелей, наличие сигнализации по постоянному току.

^ Третий источник шумов - наличие аддитивных шумов различной природы

Источниками ошибки здесь могут быть нарушения балансировки кабеля, параметра скручивания витой пары, интерференция с различными радиочастотными и СВЧ-сигналами, сигналы вызова, нарушения полярности кабеля (перепутанные жилы, короткое замыкание между жилами и т.д.) Высокий уровень шумов может привести к значительному увеличению параметра ошибки.

^ Четвертый источник шумов - затухание в кабелях и линиях передачи, причем не только высокий уровень затухания, но и его неравномерная характеристика, которая приводит к появлению субгармоник, вносящих дополнительный аддитивный шум.

^ Внутренние источники ошибок в ЦСП:


  • различные нестабильности во внутренних цепях синхронизации цифровых устройств, дрейф в системе внутренней синхронизации устройства;

  • нестабильности, связанные с измерением характеристик компонентов со временем;

  • перекрестные помехи в цепях устройств;

  • нарушения в работе эквалайзеров и в процессах, связанных с неравномерностью АЧХ;

  • повышение порога по шуму, связанное с изменением параметров модулей устройств со временем.

Внешние источники ошибок в ЦСП


  • перекрестные помехи в каналах передачи;

  • джиттер в системе передачи;

  • электромагнитная интерференция (от машин, флуоресцентных ламп и т.д.);

  • вариации питания устройств;

  • импульсные шумы в канале;

  • механические повреждения, воздействие вибрации, плохие контакты;

  • деградация качественных параметров среды передачи (электрического или оптического кабеля, радиочастотного канала и т.д.);

  • глобальные нарушения, связанные с разрушением канала цифровой передачи

^ Основные параметры, измеряемые в бинарном цифровом канале


1. AS - availability seconds время готовности канала (с) - вторичный параметр, равный разности между общей длительностью теста и временем неготовности канала.

^ 2. AS (%) - availability seconds относительное время готовности канала - параметр, характеризующий готовность канала, выраженный в процентах. В отличие от AS, AS (%) является первичным параметром и входит в число основных параметров рекомендации G.821.

^ 3. ВВЕ - background block error блок с фоновой ошибкой - блок с ошибками, не являющийся частью SES, применяется при анализе ошибок по блокам. Является важным параметром, вошедшим в рекомендацию ITU-T G.826.

^ 5. ЕВ - error block число ошибочных блоков - параметр, используемый при анализе канала на наличие блоковых ошибок. Подсчитывается только во время пребывания канала в состоянии готовности.

^ 6. BBER - background block error rate , коэффициент ошибок по блокам с фоновыми ошибками - отношение числа блоков с фоновыми ошибками ко всему количеству блоков в течение времени готовности канала за исключением всех блоков в течении SES. Является важным параметром, вошедшим в рекомендацию ITU-T G.826.

4. BIT или BIT ERR- bit errors число ошибочных битов - параметр, используемый при анализе канала на наличие битовых ошибок. Подсчитывается только во время пребывания канала в состоянии готовности.

7. BER или RATE - bit error rate частота битовых ошибок, коэффициент ошибок по битам -основной параметр в системах цифровой передачи, равный отношению числа битовых ошибок к общему числу бит, переданных за время проведения теста по каналу, находящемуся в состоянии готовности. При обнаружении десяти последовательных секундных интервалов, сильно пораженных ошибками (SES), анализатор переключается на подсчет времени неготовности канала. Измерения параметра BER универсальны в том смысле, что не требуют наличия цикловой и сверхцикловой структуры в измеряемом потоке, однако требуют передачи специальной тестовой последовательности и могут быть проведены только в случае полного или частичного отключения цифрового канала от полезной нагрузки.

^ 8. BLER - block error rate частота блоковых ошибок, коэффициент ошибок по блокам - редко применяемый на практике параметр, равный отношению числа ошибочных блоков данных к общему числу переданных блоков. Под блоком понимается заданное количество битов. Ошибочным блоком считается блок, содержащий хотя бы один ошибочный бит. Его целесообразно измерять только в тех сетях передачи данных, где информация передается блоками фиксированного размера, а параметр BLER является важной характеристикой канала с учетом кадровой (цикловой) структуры передачи.

^ 9. CLKSLIP или SLIP - clock slips число тактовых проскальзываний - параметр, характеризующийся числом синхронных управляемых проскальзываний, появившихся с момента начала теста. Проскальзыванием называется повторение или исключение группы символов в синхронной или плезиохронной последовательности двоичных символов в результате различия между скоростями считывания и записи в буферной памяти. Поскольку проскальзывание ведет к потери части информации, что в свою очередь ведет к потери цикловой синхронизации, на практике используются эластичные управляемые буферы с возможностью управления проскальзываниями. В этом случае проскальзывания называются управляемыми

10. CRC ERR - CRC errors число ошибок CRC - параметр ошибки, измеренный с использованием циклового избыточного кода (CRC), распространенный параметр определения ошибок реально работающего канала без его отключения и без передачи тестовой последовательности. Необходимым условием измерения параметра CRC является наличие механизма формирования кода в аппаратуре передачи

^ 11.CRC RATE - CRC errors rate частота ошибок CRC - показывает среднюю частоту ошибок CRC.

12.DGRM - degraded minutes число минут деградации качества - несколько временных интервалов продолжительностью 60 с каждый, когда канал находится в состоянии готовности, но BER=10~6. Ошибки во время неготовности канала не считаются, а интервалы по 60 с в состоянии готовности канала, пораженные ошибками несколько раз, суммируются.

^ 13. DGRM (%) - degraded minutes процент минут деградации качества - число минут деграда­ции качества, выраженное в процентах по отношению ко времени, прошедшему с момента начала тестирования.

14. EFS - error free seconds время, свободное от ошибок (с) - один из первичных параметров, входящих в рекомендации G.821 и М.2100/М.550. Отражает время, в течение которого сигнал был правильно синхронизирован, а ошибки отсутствовали, т.е. общее время пребывания канала в со­стоянии безошибочной работы.

15.EFS (%) - error free seconds процент времени, свободного от ошибок (с) - то же, что и предыдущий параметр, только выраженный в процентах по отношению к общему времени с мо­мента начала тестирования.

^ 16. ES - errors seconds длительность поражения сигнала ошибками, количество секунд с ошибками (с) ~ параметр показывает интервал времени поражения всеми видами ошибок в канале, находящемся в состоянии готовности.

^ Организация измерений с отключением канала

Для организации измерений с отключением канала используется генератор и анализатор тестовой последовательности, подключенные к разным концам цифрового канала (рис.12). Между генератором и анализатором тестовой последовательности существует синхронизация по тестовой последовательности, т.е. процедура, в результате которой анализатор имеет возможность предсказания следующего значения каждого принимаемого бита.

В практике используются два типа тестовых последовательностей - фиксированные и псевдослучайные последовательности (ПСП, PRBS - Pseudorandom Binary Sequence).

Фиксированными последовательностями являются последовательности чередующихся повторяемых комбинаций битов.

Рисунок 12 - Генератор псевдослучайной последовательности


Присоединюсь к общему мнению, что индикаторы Дрима - это один из самых больших недостатков, скорее даже позор...

Что известно мне по этому поводу:
источником всех этих сигналов (SNR/ AGC/ BER) является STV0299 (для большинства пользователей это врядли является откровением), которая в том или ином виде позволяет считать нечто, что в тюнере выдается в виде шкальников-индикаторов.

SNR - некое число (по адресам 24 и 25), которое изготовитель чипака рекомендует использовать для настройки антенны и т.д. , т.е. в виде простейшего индикатора отношения сигнал/шум (SNR) с диапазоном от 2 до 18 дБ. При этом рекомендуется производить сравнение с предварительно записанной таблицей, т.е. калибровку по известному сигналу. Попытка создать таблицу "от фонаря",т.е. просто придумать соответствие процентов и получаемых данных и тем более логарифмировать - занятие неблагодарное, поскольку не решает проблемы. Если бы у кого-то были измерительные приборы, было бы веселее... Нам от бедности остается только сравнение с другими тюнерами с более адекватными шкалами (по этому пути как раз и идут уже эксперементаторы - сравнение с Хумаксами, например.) У фирмы DREAM М.... ,похоже, тоже нет приборов, а может ума у них нету...
Время измерения отношения С/Ш устанавливается от 4- до 256 кСимволов (биты 4,5 по Адр.13). Интересно какой интервал установлен в драйвере?
Фирма "ALPS" для своего тюнера с STV0299 рекомендует использовать следующую формулу:

C/N (dB)= -0.0017 * (ЗНАЧЕНИЕ по АДР24,25) + 19.02

Простое подставление значения от драйвера, при котором сигнал начинает сыпаться должно дать значение порога. Я подставил 61%от 65536 и получил хрень, а должно быть около 3-4 дБ. Либо ALPS врет, либо драйвер уже производит некоторое преобразование этих величин, в этом случае все очень плохо, надо как-то разбираться что они натворили.
Многие заметили, что при отключении антенны вообще идет значение около 45%. Я предлагаю для улучшения отображения этот "кусок" просто отрезать, что,кстати, обнаружил в дровах на STV0299 на сайте LinuxTV. Ребята там вычли 0ха100 , а потом умножили все на 3!!! Но, результат у них и в нашем случае будет разным, если драйвер Дрима все-таки поганит измерения.
Пытаясь для себя понять когда картинка сыпится,я получил эдакие данные:
SNR FEC
60% 3/4
64% 5/6
66% 7/8

Интересно, насколько эти данные совпадают у других пользователей, тут мелькали данные про большие значения (62 тика) и меньшие. Хотелось бы сравнить, но не забывайте проверять при ОДИНАКОВОМ значении FEC, я предлагаю 3/4.
При сравнении с шкалой Хумакса в данном варианте шкалы получились следующие значения:
Хумакс Дрим
17 60-61 (число "BER" 200)
18 62-63 (-//- 100)

55 78
более точно - лень проверять.
Причем при 60% может и нормально показывать и сыпать в хлам - не адекватно...

Изменение символьной скорости большой разницы не дает, проверял на 6111, 14685, 26000, 27500, 29900 - кругом у меня поличилось минимальное отношение 60 %, при котором квадраты уже скачут, но звук и картинка еще есть.

AGC - сигнал автоматической регулировки усиления (АРУ). Та же STV0299 имеет две петли АРУ, но речь идет об AGC2. Представляет собой разность между уровнем сигналов (I и Q) после фильтра Найквиста и неким задаваемым порогом m2.
Должен из себя олицетворять мощность сигнала в полосе, но, по моему опыту, - бестолковый шкальник. Внешне сейчас он себя ведет очень похоже с SNR, также что-то показывает при отстройки со спутника, потом пропадает вообще. Я пользуюсь им для более тонкой настройки вместе с SNR, но если последний удастся исправить когда-нибудь, то назначение AGC будет смутно.
В тюнерах типа Хумакс сигнал "уровень" берется с сигнала АРУ, который зависит от УРОВНЯ входного сигнала, в том числе и шума и помогает грубо настраивать тарелку. В Дриме этот сигнал ведет себя очень похоже на SNR, поэтому является вспомогательным и бестолковым...

Было бы хорошо использовать значение AGC1 для отображения уровня (грубо)- счетчик AGC1 только один байт, но это видимо потребует изменения драйверов тюнера.

"BER" - вероятность ошибки на бит информации, в оригинале. В Дриме под этим понятием выдается дрянь в виде числа ошибок, только косвенно связанная с ВЕR.

BER = значение счетчика ошибок в симв./ интервал измерения в символах

Разработчику предоставляется возможным выбирать источник ошибок (Viterbi bit, byte, QPSK bit, packet errors), в нашем случае валится что-то и непонятно что с ним делать (спасибо DREAM MULT...). Интервал измерения тоже возможно задавать (бит 1,0 Адр.34 ,максимально- 2^18 бит), либо самому по таймеру брать в произвольное время.

Можно было бы поделить значение счетчика ошибок на интервал с учетом символьной скорости и получить настоящее значение BER по любому сечению (на входе, после исправления битовых или пакетных ошибок).
Сегодня еще раз повертел тарелкой (с помощью мотоподвеса, разумеется, погода в Москве не располагает к длительному кречению железок:-))и еще раз убедился, что счетчик "BER" мало применим - метусится туда-сюда!!! Вообще странно наблюдать изменение числа ошибок в 10 раз! Меня уверяли специалисты, что в спутниковом канале такого изменения ошибок быть не должно.
Есть еще одна странность про источник отображаемых ошибок- в описании STV0299 в тексте указано следующее:
- входные QPSK ошибки, которые корректируются декодером Витерби
- битовые или байтовые ошибки, исправляемые дек. Рида-Соломона
- пакетные нераспознанные ошибки
а в описании регистров уже пишут:
- QPSK ошибки
- битовые Витерби!
- Байтовые Витерби!
- пакетные
Если в описании регистров реально описаны установки для декодера РС, а пользователи расчитывают на Витерби (по крайней мере в линуксовых дровах стоят установки именно под ошибки БИТ ВИТЕРБИ), то могло получиться именно то, что бы имеем! Я глянул еще схожую ИМС от SONY (CXD1961), там для отображения ошибок и подсчета BER используют именно ошибки QPSK демодулятора, которые определяются после Витерби декодера и никакого прочего барахла (пакетные, байтовый и т.д.)!!!

Может быть, используя QPSK ошибки можно было бы нарисовать шкальник КАЧЕСТВО (он мог бы получиться как лучше SNR нынешнего, так и хуже), но это тоже переделка драйвера.
Еще есть один вопрос про само отображение ошибок (допустим мы добились, чтобы ошибки не прыгали в 10 раз):
сейчас при настройке шкальник SNR вытягиваем на максимум, а BER - на минимум. Хорошо бы обсудить насколько это удобно. Мне - не удобно (опять привычка от Хумакса, м.б.). Понятно, что для получения инверсии надо просто вычесть из максимального возможного числа ошибок текущее. Сейчас максимальное мною замеченное число в 1200-1500 маячит где-то в начале шкалы, поскольку максимальное число ошибок 65536 при существующем интервале измерения просто недостижимо.

Мое печальное резюме:
без исходников драйвера наши уважаемые разработчики смогут произвести только косметические изменения,
но мирится тоже не хочется. Любые исправления могут быть полезны, поэтому анализ и шевеление "пытливыми" мозгами тормозить нельзя!

PS. конструктивно:
Господа разработчики и пользователи!

1. Подумайте над идеей отрезать кусок от SNR измерений с растяжкой остатка - слегка должно помочь, потом уже можно и поправочные таблицы сочинять!
2. Если изменение источника ошибок нам недоступно, то можно попробовать усреднить число ошибок на большем интервале (1-2 сек)и выводить среднее. Поскольку "метусь" может упасть, то полученный результат хорошо бы растянуть в N раз (надо пробовать). При рисовании шкал (и прямой и обратной) хорошо бы при исчезновении захвата шкалу рисовать в максимальное (или минимальное) значение. Сейчас она стоит на уровне 512-520 ошибок - полный бред, т.к. при наличии захвата при таком числе ошибок еще картинка может отображаться.

С уважением, VADALP

Интегральный показатель качества функционирования цифровых систем связи. Определяется как отношение количества искаженных битов данных к общему числу переданных битов. Синоним _ «интенсивность битовых ошибок», «битовый коэффициент ошибки».

Мера качества передачи. В общем случае выражается отрицательной степенью 10 - например, 10-7 означает 1 ошибку на 107 бит.

Коэффициент ошибок - отношение числа неверно принятых битов (0 вместо 1 и наоборот) к полному числу переданных битов при передаче по каналу связи. Эквивалентно понятию вероятности ошибки. В современных сетях связи характерные значения коэффициента - 1E-9 и лучше.

Определения коэффициента ошибок

Коэффициент ошибок – важнейшая характеристика линейного тракта. Он измеряется как для отдельных участков регенерации, так и для тракта в целом. Определяется коэффициент ошибок k ОШ , по формуле:

k ОШ = N ОШ /N, (6.1)

где N – общее число символов, переданных за интервал измерения; N ОШ – число ошибочно принятых символов за интервал измерения.

Измерение коэффициента ошибок носит статистический характер, так как получаемый за конечное время результат является случайной величиной. Относительная погрешность измерения в случае нормального закона распределения числа ошибок допустима при N≥10 ,

Коэффициент, зависящий от доверительной вероятности результата измерений:

, (6.3) где - обратная функция интеграла вероятности : . (6.4)

Значение k ОШ позволяет оценивать вероятность ошибки p ОШ количественную оценку помехоустойчивости. Область возможных значений оценки, в которой с заданной доверительной вероятностью будет находиться значение p ОШ , определяется верхней (p В ) и нижней (p Н ) доверительными границами. При нормальном законе распределения числа ошибок значения p В и p Н определяются по формулам:

Очевидно, что точность оценок вероятности ошибки и коэффициента ошибки растет с увеличением N . Общее число символов цифрового сигнала, переданных за интервал измерения T , зависит от скорости передачи B: N = TB . Отсюда следует, что чем больше скорость передачи, тем быстрее и точнее можно оценить коэффициент ошибок.



Математическое выражение коэффициента битовых ошибок

Определим коэффициент битовых ошибок для реальных приёмников, которым свойственно наличие различных источников шумов. При этом будем считать, что приёмник принимает решение, какой бит (0 или 1) был передан в каждом битовом интервале путем стробирования фототока. Очевидно, что из-за наличия шумов данное решение может быть неверным, что приводит к появлению ошибочных битов. Поэтому, чтобы определить коэффициент битовых ошибок, необходимо понять, каким образом приемник принимает решение относительно переданного бита.

Обозначим через I 1 и I 0 фототоки, стробированные приемником в течение 1 и 0 битов, соответственно, а через s 1 2 и s 0 2 соответствующие шумы. Принимая, что последние имеют гауссовское распределение, проблема установления истинного значения принятого бита имеет следующую математическую формулировку. Фототок для битов 1 и 0 является выборкой гауссовской переменной со средним значением I 1 и вариацией s 1 , а приёмник должен отслеживать этот сигнал и решать, является ли переданный бит 0 или 1. При этом существует много возможных правил принятия решения, которые могут быть реализованы в приёмнике с целью минимизации коэффициента битовых ошибок. Для значения фототока I этим оптимальным решением является наиболее вероятное значение переданного бита, которое определяется путём сравнения текущего значения фототока с пороговым значением I п, используемым для принятия решения.

Пусть при I ³ I п принимается решение о том, что был передан бит 1, в противном случае – бит 0. Когда биты 1 и 0 равновероятны, что и рассматривается в дальнейшем, пороговый ток приблизительно равен:

(6.7)

Геометрически I п представляет собой значение тока I, для которого две кривые плотности вероятностей (рис. 6.1) пересекаются.

Вероятность того, что I < I п, т. е. вероятность ошибки при передаче бита 1, обозначим через Р 0,1 , а вероятность решения для переданного бита 1, когда I ³ I п при переданном 0, обозначим Р 1,0 .

Пусть Q(х) обозначает вероятность того, что нулевая средняя вариация гауссовской переменной превышает значение х, тогда:

(6.8) (6.9) (6.10)

Можно показать , что BER определяется,

(6.11)

Очень важно отметить, что в ряде случаев эффективным является использование изменяемого в зависимости от уровня сигнала порога принятия решения, как, например, шума оптического усилителя. Многие высокоскоростные приёмники обладают такой особенностью. Однако более простые приемники имеют порог, соответствующий среднему уровню принимаемого тока, а именно (I 1 + I 0)/2. Такая настройка порогового значения дает большой коэффициент битовых ошибок, определяемый выражением .

(6.12)

Выражение (6.11) можно использовать для оценки BER, когда известны как мощность полученного сигнала, соответствующего битам 0 и 1, так и статистика шумов.

Битовые ошибки являются основным источником ухудшения качества связи, проявляющегося в искажении речи в телефонных каналах, недостоверности передачи информации или снижении пропускной способности передачи данных, и характеризуются статистическими параметрами и нормами на них, которые определены соответствующей вероятностью выполнения этих норм. Последние делятся на долговременные и оперативные нормы, первые из которых определяются рекомендациями ITU-T G.821 и G.826, а вторые – М.2100, М.2110 и М.2120, при этом, согласно М.2100, качество цифрового тракта по критерию ошибок делят на три категории:

· нормальное – BER < 10 -6 ;

· пониженное – 10 -6 ≤ BER < 10 -3 (предаварийное состояние);

· неприемлемое – BER ≥ 10 -3 (аварийное состояние).

Так как появление ошибок является следствием совокупности всех текущих условий передачи цифровых сигналов, имеющих случайный характер, то при отсутствии данных о законе распределения ошибок его отдельные элементы могут быть определены с определенной степенью достоверности только по результатам продолжительных измерений. В то же время на практике необходимо, чтобы значения параметров ошибок для ввода в эксплуатацию и технического обслуживания систем передачи основывались на достаточно коротких интервалах времени измерения.

Для измерения коэффициента ошибок разработан ряд специальных BER анализаторов – измерителей коэффициента ошибок, включающих генераторы псевдослучайных и детерминированных последовательностей передаваемых кодированных символов, а также приемное оборудование, осуществляющее собственно измерение коэффициента ошибок. В случае посимвольного сравнения кодов измерение может быть выполнено с использованием шлейфа, т.е. путем измерения ошибок с одной оконечной станции при установке на противоположном конце шлейфа. Другой метод основан на выделении ошибок благодаря избыточности используемых кодов и используется для измерений от передающей до приемной сторон тракта или участка линии, т.е. когда выделение и фиксация ошибок производятся на ее приемном конце. Очевидно, что в первом случае требуется использование одного комплекта, а во втором – двух комплектов приборов. При этом измеренное значение коэффициента ошибок отражает качество передачи при прохождении сигнала в обоих направлениях и в каждом направлении соответственно.