Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Валиев Т.А. Передача данных по ЛЭП

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

24.10.2023

Размер:

9.27 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 / 1612 13 14 15 16 > Следующая >>>

ния 0,2. Учитывая, что для некоторых ВЧ-каналов по ЛЭП харак терны относительно высокие величины р, следует иметь в виду, что системы с РОС для них могут оказаться менее эффективными по скорости передачи, чем, например, системы с повторением и посимвольным накоплением.

§3. Использование метода повторения

ипосимвольного накопления

Во многих публикациях (напр., в [47, 72]) методу повышения помехоустойчивости, основанному на ^-повторениях передавае мых блоков с посимвольным накоплением и приемом по дискрет ному порогу р, уделяется недостаточное внимание. Это, по-види

мому,

объясняется

двумя

причинами. Во-первых,

эффективность

повторения с

посимвольным

накоплением (ПСН)

сильно сни

жается

при

пакетировании ошибок,

которым

характеризуется

большинство

стандартных

телефонных

каналов,

используемых

для передачи данных. Во-вторых,

прием

каждого

символа

по

принципу «большинства»

при

^-повторениях

(например, 2 из

3 из 5 и т. п.) ведет к большой избыточности,

которая

увеличится

в ц. раз.

При

передаче

данных

со

средними

скоростями

(600—1200

бод)

по

ВЧ-каналам ЛЭП

(когда приемлема

гипотеза

о незави

симом распределении ошибок) эффективность метода ПСН будет максимальной. Следовательно, первый из упомянутых выше фак

торов	снижения эффективности метода ПСН			при передаче дан
ных по ВЧ-каналам ЛЭП отпадает.
Рассмотрим подробнее влияние на передачу данных методом
ПСН	фактора	избыточности.	Относительная	скорость при приме
нении	метода	ПСН снижается	в и. раз:
		5	(а) = —

и, как полагают некоторые авторы, не может превышать 1/3, счи

тая, что	минимальное	число	повторений должно		быть	равно 3.
Однако	это утверждение справедливо только для				симметричных
каналов.	Как будет показано далее, для каналов			с	резко выра
женной	асимметрией	(которая	наблюдалась для	ряда		ВЧ-кана

лов ЛЭП, образованных по схемам «фаза—земля» и «два троса—

земля»),	число	повторений может выбираться равным 2	(ц. = 2).
Но даже	при	и. = 3 (и более) в случае достаточно высокой	веро

ятности ошибки на символ р метод ПСН может конкурировать с наиболее распространенным методом передачи данных — систе мой с РОС по относительной скорости при обеспечении приемле мой достоверности передачи цифровой информации. Для иллю страции сравним эффективность передачи данных при использо

вании аппаратуры «Аккорд-1200», где применена	РОС	с	адрес
ным переспросом, метода ПСН с параметрами	ц, = 3	и	р = 2.

8-254


В предыдущем		параграфе было показано, что относительная							ско
рость передачи		данных при	использовании		АПД «Аккорд-1200»
по ВЧ-каналам		ЛЭП может быть определена			по формуле (V. 7).
Там же приведен график зависимости				5 а = /	(р)	для	АПД		«Ак
корд-1200», который мы и используем для анализа.
С учетом некоторой завышенное™ при оценке SA							по	формуле
(V. 7) мы нашли, что относительная скорость S A = l / 3							наступает
при р^2-10~3.		Для значений	р > 2 - 1 0 ~ 3 относительная					скорость
5 Л будет	меньше 1/3, т. е. при этих условиях				система		ПСН с и = 3
(5И =1/3)	будет	более эффективной		по скорости		передачи,			чем
при использовании АПД «Аккорд-1200». Было						также		найдено,

что при р > 4 - Ю - 3 величина 5А <0,2 и, следовательно, в этом случае по относительной скорости передачи предпочтение можно отдать си

стеме ПСН даже с ,и=5 (5и =1/5).

конечных

(эквива

Для рассмотренных

примеров

значения

лентных)

вероятностей

ошибки

на символ

системы

ПСИ будут

равны:

/>о ш . к

(3,2) =

С\ р*(\-р)

+ С\ />3

= 3 (2 - ID"3 )"-

(1 - 2 - 10) ( " 3 >

+ 3(2 • 10_ : i

) 3 « 1 , 2 - ! 0 " °

(для

ПСН с (1 = 3, р = 2 при р = 2- 10~3),

/»еш.к(5.3) =

(1 -

РГ1

(4- Ю - 3 ) ' X

Х О

— 4-10"a

) 5 _ £

= 6.4-10- 7

(для ПСН с ,и = 5, р = 3 при /7 = 4- Ю - 3 ) .

вероятности

ошибки на

обоих

случаях

значения

конечной

=2cj

СИМВОЛ Рош. к

будут

выше, чем для АПД «Аккорд-1200».

Однако

значение рош.к

(5,3) = 6 , 4 - Ю - 7

может

считаться

удовлетворитель

ным

для

подавляющего

большинства

СПД,

а рот. к

(3,2) =

= 1,2 - Ю - 5

— приемлемым для

многих видов

цифровой

инфор

мации.

Следует обратить внимание

еще на

одно

распространенное

заблуждение, связанное со значением ц, которое

по мнению мно

гих авторов

(напр.,

[46, 72]), должно

быть

обязательно нечетным,

Обязательный выбор

нечетного

значения

р, правомерен

только

для симметричного канала с одинаковыми вероятностями симво лов 1 и 0 в ансамбле сообщений.

Для несимметричных каналов даже при одинаковых					вероят
ностях символов 1 и 0 в ансамбле сообщений,				как было	показано
в [28], условие	нечетности числа		повторений	становится	излиш
ним. Поэтому	число	повторений	для несимметричных		каналов
может выбираться		четным и нечетным, причем оптимальный
дискретный порог приема будет равен [28]

1 Н

lpj =	fi	,	1	(V.8)
lpj =	1 + c	1	2	(V.8)
где с — коэффициент асимметричности				канала, определяемый по
формуле
	IgjPoo — I g P i o			'

a P\u Poo, P\o, Pot — переходные

вероятности 1->1, 0-»-0, 1-э-О, 0->l

соответственно.

Может показаться странным, но оказывается,

что для каналов

с резко

выраженной

асимметрией

возможно

эффективное

при

менение

системы

ПСН с р. — 2. Порог

приема

при

этом

будет

равен

1 или 2 в зависимости

от типа

асимметрии.

При р10

> р01

порог

приема, определяемый по формуле (V.8),

равен 1, а при

А и > А о - 2 .

Для примера рассчитаем эффективность применения метода

ПСН

с р. = 2 на канале Конаково — Москва — Конаково, организо

ванного

по

грозозащитным

тросам

(В =1200

бод).

Измерения

(§ 6 гл. IV)

показали, что при средней

вероятности

ошибки на

символ р— 1,6-Ю~л

ошибки типа 0->1 почти не появлялись

(на

одну

ошибку типа 0^-1 приходилось

около 200 ошибок типа 1-*0).

При

расчете

можно

принять pi0

= 1,6-10~4, р0]

= 10~6 .

Порог приема

(р) для этого

случая

равен 1, а

относительная

скорость

передачи

|S„ = -—^ — 0,5.

Эквивалентная

(конечная)

вероятность

ошибки

на

символ при применении

метода

ПСН

будет

определяться

[28j

формулой

(V.9)

Подставляя

для рассматриваемого случая

значения

р., р, рп,

р10,

Р00,

Pqi в формулу

(V.9),

будем

иметь рош

к (2,!) ^

10~6 .

Контрольные расчеты показывают, что при значениях />1 0 > Ал или р01» р1а эквивалентная вероятность рош к (2, р) при приме нении метода ПСН с р. = 2 будет с пренебрежимо малой погреш ностью равна меньшей из переходных вероятностей. Последний вывод справедлив при условии, что квадрат значения большей переходной вероятности не больше, чем значение меньшей пере ходной вероятности.

Использование	метода ПСН с р, = 2, при котором достигается
наивысшая для этого метода относительная скорость		(SH =0,5),
может оказаться	полезным при введении искусственной	асиммет-

* Квадратные скобки означают, что величина, заключенная в них, должна округляться до ближайшего целого положительного значения.

* 2 54

115

рии. Последнее может быть достигнуто

сдвигом

модулирующей

(характеристической)

частоты

одного

из

символов

наилучшую

часть частотной характеристики

канала.

Произведенный

выше анализ дает

основание

считать

метод

ПСН

вполне

эффективным

средством

повышения

помехоустой

чивости, сравнимым

с методом

РОС, а при некоторых

условиях и

более

предпочтительным.

Проведенное на ЭВМ БЭСМ-6 моделирование

метода

ПСН с

параметрами

|л=3, р = 2, /г = 511 для двух

из исследованных

кана

лов при вводе в машину реальной статистики ошибок дало

следу

ющие

результаты:

1. Для канала

со средней

частостью

ошибок

р = 2,482 - 10—3

при

передаче

со скоростью 600 бод

764710

символов

прошли

3 неисправленные

ошибки (из 1898).

2. Для канала

со средней

частостью

ошибок

р = 0,922 • 10_ 3

при передаче

со скоростью

1200 бод

3030740

символов

прошли

2 неисправленные

ошибки (из 2794).

При передаче

данных

по ВЧ-каналам

ЛЭП

может

быть

использовано

также

канальное

дублирование

по трем

ВЧ-кана

лам, образованным по схеме «фаза—земля». В этом случае необ

ходимо предусмотреть

временной

сдвиг

посылок

помощью

линий

задержки

по

каждому

каналу

относительно

остальных

для декорреляции

ошибок.

заключение

необходимо

отметить, что

применение

метода

ПСН

не нуждается

в специальном

кодирующем

устройстве, а

декодирование может

производиться

ЭВМ или

очень

простым

декодером. Реализация метода легко осуществима при

исполь

зовании

обычной

телеграфной аппаратуры, стоимость

которой

во много

раз меньше

стоимости

специальной

аппаратуры для

передачи

данных.

Глава VI

НАГРУЗКА И НАДЕЖНОСТЬ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ КАНАЛОВ ПО ЛЭП

С целью выявления возможностей применения ВЧ-каналов связи по ЛЭП при передаче данных в АСУ необходимо выяснить существующую нагрузку и определить резервы по нагрузке, кото рые могут быть использованы для передачи цифровой информа ции. Определяющими при выборе и разработке СПД можно счи тать два основных параметра: ' •

а) резервы существующей сети по нагрузке; б) помехоустойчивость каналов при передаче данных (харак

теризуется средней вероятностью ошибки на символ): ' 1 Выбор конкретной АПД, скорости передачи и метода повыше

ния помехоустойчивости может быть сделан после' -эксперимен тальных исследований, анализа результатов измерений по упомя нутым параметрам, а также согласования с требованиями техни ческого задания по интенсивности и достоверности, с учетом надежности каналов информационных потоков. Резервы суще ствующей сети по нагрузке и объемы информации, которые необ ходимо передать за определенное время в данном •направлении (с регламентацией или без регламентации по часам суток), опре деляют необходимую скорость передачи полезной" информации (куда входят только информационные символы), а статистиче ские характеристики возникающих ошибок позволяют найти нуж

ную техническую скорость передачи с учетом	избыточности для
повышения помехоустойчивости:	г '

§1. Измерения нагрузки каналов

Втечение 1972 г. были проведены экспериментальные измере ния существующей нагрузки основных ВЧ-каналов связи по ЛЭП

Министерства энергетики и электрификации УзССР. . Было иссле довано 13 каналов, некоторые данные по которым . приводятся ниже:

117

Канал	Расстояние, км	Напряжение на .ЛЭП, кв
1	118	220
2Д	131	110
3	100	110
4	377	220
5	279	220
6	377	110/220
7	200	110
8Л	61	220
9	541	220
10	358	220/110
11	400	220/110
12	356	220/110
13	46	220

Примечание. Нумерация каналов не совпадает с нумерацией, использован ной ранее при аналгпе статистики ошибок; сами каналы также частично дру гие; д—диспетчерский канал.


Измерения нагрузки проводились с помощью					прибора, скон
струированного на основе барографа. Принцип действия							прибора
довольно	прост. При занятии		канала	срабатывает	реле,		обмотка
которого	подключена к	свободным		контактам	реле	занятости
устройства телефонной		автоматики. При этом перо				самописца,
жестко связанное с якорем			реле, перемещается		в вертикальной

плоскости (касательной к цилиндру часового механизма) и нахо


дится в положении «запись занятости» до обесточивания									обмотки
реле,	которое происходит при освобождении						канала. При этом
перо	самописца		с помощью		возвратной	пружины		приходит в
исходное положение. Прибор позволяет регистрировать									нагрузку
на бумажную ленту непрерывно в течение суток.
Суммарная суточная нагрузка измерялась с помощью элек
тронных часов, включающихся при занятии							канала	от	электро
магнитного		реле	с	ударным	рычажком,		который		запускал
маятник.
Однако		при таком		методе	измерений	процесс		расшифровки
записей и обработки				результатов был очень			трудоемким		и требо
вал больших затрат по времени.

Для автоматизации процессов обработки и анализа была раз работана система регистрации и обработки, позволяющая запи сывать результаты измерений на магнитную ленту и вводить информацию с магнитной ленты в ЭВМ для анализа результатов.

Блок-схема регистрации на магнитную ленту длительностей занятия Канала представлена на рис. 42.

За основу схемы записи взят триггер Шмидта 2, преобразую щий электрический сигнал реле / о занятии канала в прямоуголь ный импульс, соответствующий длительности занятия.; дифферен цирующая цепочка 3 осуществляет разнополярное разделение начала и конца занятия. Биполярные импульсы записываются на магнитную ленту магнитофона 4, лентопротяжный механизм ко-

П8

торого отключен. Ленту приводит в движение часовой механизм с недельным заводом.

При установке ленты фиксируется время и с помощью кнопки Кн. на магнитную ленту записывается начало наблюдений. Маг

нитная лента с информационными

импульсами

вводится

ЭВМ

через магнитофон и устройство

согласования

с ЭВМ

М-220 по

методике,

изложенной в

[67].

На

рис.

43 приведена

блок-схема

устройства ввода в ЭВМ.

Биполярные

сигналы

начал

концов

временных

интервалов

занятий

каналов

воспроизводятся

усиливаются

магннтофо-

ЭВМ

Ки

-о 1 о-

Рис. 42. Блок-схема

регистрации

Рис.

43.

Блок-схема

устройства

нагрузки

канала

на

магнитную

ввода п ЭВМ

магнитограмм

наг

ленту.

рузки.

ном 1. Селектор

разделяет сигналы начала и

конца

занятия и

направляет их в ЭВМ по двум самостоятельным каналам в млад

шие разряды КЗУ-4 ЭВМ М-220. При этом первый						из	считанных
импульсов	(отметка	начала	отсчета)		устанавливает		триггер 3
так, что открывается		клапан	5,	через	который	начинают по
ступать синхроимпульсы от генератора 4					с частотой	500	гц.
Каждый	импульс	синхросерии		формирует импульс пуска

машины. Между двумя синхроимпульсами, следующими с пери

одом	2 мсек,	ЭВМ может выполнять не менее 20 операций. Син
хроимпульс		переводит ЭВМ в режим автоматического выполне
ния	одного	цикла программы ввода, которая предусматривает

съем информации, находящейся в данный момент на КЗУ-4, ана лиз ее на нуль, подсчет порядкового номера синхроимпульса, присвоение этого номера ненулевому слову, запись в отведенную

ячейку МОЗУ и	передачу управления в начало программы вво
да — на команду	«останов».
Конец ввода	можно определить заранее	заданным	количе
ством синхроимпульсов.
Приведем пример размещения информации		в ячейках	МОЗУ:

Номер ячейки			Разряды
	•15 . . .	.34	33	32	31	30 . . .	2 1
N4-0	0	0	0 1		1	1	0	1
N+1	0	0	1	1	1	0	1	0
N+2	0	1	1	0	0	1	0	1
N+3	0	1	1	1	1	0	1	0


Как видно, начало временного интервала приходило										на 7, ко
нец— на 16, начало			следующего — на 31, конец — на 36 опросы,,
исчисляемые в восьмеричной системе.
Содержимое памяти в восьмеричном виде									выводится		на
АЦПУ. Ввод	информации			в ЭВМ осуществляется					со скоростью
продвижения	магнитной			ленты		9,53 см/сек,		что	позволяет		за
8 сек. ввести	суточную запись нагрузки. С учетом								скорости		дви
жения магнитной		ленты		при	регистрации			занятости		канала и
скорости ее при вводе информации в ЭВМ один период										синхро
импульсов будет		соответствовать				22,6	сек. реального времени.
Имея в памяти ЭВМ информацию о началах и концах занятий
канала, зная частоту			импульсов			опроса, можно по			соответствую
щим алгоритмам		определить			общее		время	нагрузки		канала,
функцию распределения длительности занятия и другие										парамет
ры по нагрузке.
Измерения	проводились непрерывно						в течение трех			недель по

каждому исследованному каналу. После обработки записей были получены следующие данные:

1)величина нагрузки за сутки, ч.-зан.;

2)величина нагрузки за неделю, ч.-зан.;

3)число занятии канала по интервалам продолжительности. Эти данные позволили построить недельные и усредненные за

три недели таблицы и графики нагрузок и распределений дли тельности занятий.

§ 2. Анализ нагрузки

Приведем усредненные за 3 недели данные измерений по ве личине и интенсивности недельной нагрузки исследованных кана лов, рассчитанные по полным неделям и суткам:

Канал	Недельная	Средняя	Недельный ре		Средний	недельный
	нагрузка,	интенсив	зерв	по нагруз	резерв	по интен
	ч.-зан.	ность, эрл	ке,	ч.-зан.	сивности, эрл
1	24,9	0,148		143,1	0,852
2 Д	2,5	0,015	165,5		0,985
3	1,8	0,01		166,2	0,99
4	28,8	0,171		139,2	0,829
5	3,4	0.02	164,6		0,98
6	9,7	0,057		158,5	0,943

120

7	10,2	0,06	157,8	и,У4
8 Д	0,35	0,002	167,65	0,998
9	20,3	0,131	147,7	0,879
10	12,6	0,075	155,4	0,925
11	8,1	0,048	160,5	0,952'
12	10,2	0,06	157,8	0,94
13	1,5	0,01	166,5	0,99

Приведем также усредненные за три недели данные измере
ний по тем же параметрам, только рассчитанные	для рабочих
часов (с 9.00 до 13.00 и с 14.00 до 18.00) рабочей	педели (т. е..

исключая субботние и воскресные дни):

[анал		Недельная	Средняя	Недельный ре		Средний недель
		нагрузка.	интенсив	зерв	по нагруз	ный резерв по
		ч.-зан.	ность, эрл	ке,	ч.-зан.	интенсивности, эрл
1		15	0,375		25	0,625
2	Д	0,9	0,022		39,1	0,978
3		1,3	0,032		38,7	0,968
4		17,3	0,433		22,7	0,567
5		2,4	0,06		37,6	0,94
6		11	0,275		29	0,725
7		5.3	0,13		34,7	0,87
8	Д	0,23	0,006		39,77	0,994
9		11,9	0,298		28,1	0,702
10		4,8	0,12		35,2	0,88
11		4,3	0,107		35,7	0,893
12		7,4	0,185		32.6	0,815
13		1 ,6	0.04		38. ti	0.96

Графики, изображенные на рис. 44, приведены в качестве при

мера, иллюстрирующего распределение				интенсивности			нагрузки
по часам суток. Для построения графиков					были	использованы,
усредненные по трем		неделям	данные	по каналам		2, 4, 6 и 11.
Аналогичные графики		были построены		и для остальных исследо
ванных каналов.
Анализ	таблиц и	графиков	показал,		что каналы		наиболее
нагружены	в рабочие	часы, и	наибольшая нагрузка				приходится,

на периоды с 9.00 до 11.00 час. или с 15.00 до 17.00 час. Так, для. наиболее нагруженного канала 4 средний по трем неделям час


наибольшей нагрузки (ЧНН)				приходился			на период		с 10.00 до.
11.00 час. и имел		интенсивность			нагрузки		0,53 эрл. На			другом
канале того же направления				(канал 6) ЧНН имел				интенсивность,
нагрузки 0,35 эрл и приходился					на период		с 16.00 до 17.00 час.
Такая значительная нагрузка				в ЧНН не характерна				для подавля
ющего большинства исследованных каналов. Только								каналы 1 и 9.
так же, как каналы		4 и 6, могут считаться				более или менее				нагру
женными. Для первого из них интенсивность							нагрузки в ЧНН до
стигает 0,4 эрл, а для второго — 0,3 эрл.						Эти четыре			канала по
интенсивности	нагрузки		в ЧНН		сравнимы		с междугородными
стандартными	каналами		телефонной связи.				Остальные			каналы
имеют небольшую		интенсивность			нагрузки в ЧНН — от					0,15 до

12*

0,2 эрл. Для каналов 5 и 13, а также для диспетчерских						каналов
2 и 8 интенсивность		нагрузки		в ЧНН очень	незначительна — ме
нее 0,1	эрл.
Если	интенсивность		нагрузки в ЧНН для		упомянутых		выше
четырех	каналов имеет значительную величину, то средняя						интен-
				0.2
				0.1
	12	IS	18 21	24	12 is is	21	24
			t, час				t.vac

Рис. 44.

Распределение интенсивности нагрузки по часам суток

(усред

нение по трем

неделям):

а—канал 11, 6—2, в—6, с—I.

•сивность за сутки даже для этих

каналов

не очень

высока —

менее 0,18 эрл, для остальных каналов эта интенсивность

колеб

лется в пределах 0,01—0,075 эрл. При учете только

рабочих

часов

рабочей

недели

средняя

интенсивность

будет

выше — 0,298^0,433

и 0,022-^-0,185 эрл соответственно.

Характерным

для всех каналов

(кроме

диспетчерских)

являет

ся значительное

снижение

нагрузки

часы,

приходящиеся на

•обеденный

перерыв

(с 12.00

до 15.00 час) . В ночные

ранние

утренние

часы (00.00 — 06.00

час.)

каналы,

как правило,

сво

бодны.

Из

графиков

распределения

нагрузки

по

дням

недели

(рис. 45),

построенных

по усредненным

данным

за

недели,

видно, что по субботним

и воскресным

дням

наблюдается

замет

ное снижение

интенсивности

нагрузки.

малонагруженных

каналах это явление

проявляется

слабо,

а в диспетчерских —

отсутствует. В большинстве каналов отмечается некоторый спад нагрузки по понедельникам.

На стр. 120—121 приведены также средние значения резервов по

интенсивностям	нагрузки. Наименьший		резерв имеет канал 4:
для рабочей	недели — 0,567	эрл, а	для	полной — 0,829 эрл.
В подавляющем	числе каналов	средние		значения резервов по

122

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 / 1612 13 14 15 16 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ

#
23.10.20234.55 Mб11Вайсман М.Д. Режимы и способы пуска блоков сверхкритического давления учеб. пособие.pdf
#
19.10.20234.3 Mб11Вайсман, Д. И. Основы экономики метизного производства учеб. пособие.pdf
#
29.10.20232.63 Mб22Ваксер Э.Б. Электронные лампы для радиовещательных приемников и телевизоров.pdf
#
22.10.202317.82 Mб31Вакуумная металлургия [сб. ст.].pdf
#
27.10.202340.29 Mб39Вакуумные прокатные станы..pdf
#
24.10.20239.27 Mб20Валиев Т.А. Передача данных по ЛЭП.pdf
#
22.10.202317.38 Mб81Валиев, С. А. Комбинированная глубокая вытяжка листовых материалов.pdf
#
20.10.20238.76 Mб49Вальднер, О. А. Техника сверхвысоких частот. Учебная лаборатория учеб. пособие.pdf
#
23.10.20237.33 Mб32Вальков К.И. Введение в теорию моделирования.pdf
#
29.10.20232.47 Mб17Вальковский Э.Г. Электромонтер-наладчик средств автоматизации.pdf
#
25.10.202315.22 Mб54Вальщиков Н.М. Расчет и проектирование машин швейного производства.pdf