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

Рис. 19.

Общая

схема измерений

статистики

ошибок:

7-ЛЭП, 2—шины подстанции, 3—ВЧ-заграднтель,

«/—конден­

сатор связи, 5 —фильтр

присоединения, 6—ВЧ-кабель,

7—ап­

паратура

уплотнения,

S —анализатор потока

ошибок,

9—пере­

менный удлинитель,

10— измерительный шлейф,

//—ПУЗ,

12-Маг.

снятии телефонной

трубки

диспетчером

(энергосистемы),

а у

ассистента — при возврате

канала в исходное

состояние операто­

ром (посредством

поворота

телефонного

ключа). Ассистент

так­

Ка-

Расстоя-

Переприем

Напряжение

нал

ние, км

или уси-

на ЛЭП, кв

литель

1

212

2

220

2

144

—

ПО

3

206

2

ПО

4

100

—

ПО

5

200

—

220

6

120

—

ПО

'/

46

—

ПО

8

65

—

ПО

9

200

—

220

10

226

2

ПО

11

90

—

ПО

12

712

4

110,220

13

140

—

ПО

14

100

—

220

15

80

—

220

16

66

—

ПО

17

200

2

ПО

18

557

2

220

19

263

2

ПО

20

372

.—

220

21

496

220

22"

180

750

при условии, что с доверительной

вероятностью, равной 0,95, ошиб­

ка выборки ие превзойдет 5%-ного доверительного

интервала.

При

значениях

пр

и

я ( 1 — р)

(п — число

наблюдений, а

р — вероятность

события)

больше четырех

можно считать, что

частость события есть случайная величина, распределение

которой

близко

к нормальному

(так как

частость события

при п опытах

представляет собой

прерывную

случайную

величину, то, говоря

о близости

ее

закона

распределения

к нормальному,

имеют в

виду функцию

распределения, а не плотность) [42].

В соответствии

с формулой для собственно случайной

повтор­

ной выбрки

при

определении

доли

[65] и, используя

таблицу

интеграла

вероятностей Ф(х), можно

найти

необходимый объем

выборки:

где z — параметр, определяемый заданной доверительной

вероят­

ностью; р — доля признака'в совокупности; е —- предельная

ошибка

выборки.

величину произведения р(1—р),

Взяв

максимальную

рав­

ную 0,25,

получим

1,962-0,25 _ „ R n

П

- 0.0025

л / п

380 - 1000

Т с =

Ж в

=

60 - 60 0 =

1 0 , 5 М И Н -

Точность измерений

при

скорости

1200 бод будет,

естественно,

выше.

Исходя из этих

соображений можно выбрать продолжитель­

ность сеанса измерений

равной 10 мин.

При рассмотрении распределения 10-минутных

сеансов в за­

висимости от пораженности их ошибками найдем

необходимое

время наблюдения.

что

в среднем 80%

сеансов

поражается

ошибками.

Положив

доверительную

веооятность т = 0,75 и

предельную

ошибку s = 0,1, найдем

минимальное

время измерения канала:

=

10,5* ,

( 1

- Я ) =

10,5.1,15^.0,8.0,2 =

ш

^

К

Е-

0 , 0 1

При

т = 0,9

и е = 0,05

получим

„

1 0 , 5 - I , 6 4 5 = - 0 , 8 - 0 , 2

1

0 1 К

-

г к =

о^ш

=

1 8

1 5 м и н

скорости

600 бод будет

равна

_ ^ ( 1 - р ) Л т а х _ 2 , 5 8 » - 0 , 2 5 - 1 0 2 3

6 0 Я Е =

~ 6 0 - 6 0 0 - 0 , 0 0 2 5

—

'

За это время по каналу (при скорости

600 бод) можно

передать

свыше

680 тыс. бит информации. Очевидно,

что при

тех же

условиях

для скорости

1200 бод минимально

необходимое

время

записи

будет вдвое меньше.

Для

расчета необходимого времени записи

при анализе

рас­

пределения интервалов между

ошибками будем считать, что мак­

симально

возможный

безошибочный интервал

(Л^т а х)

равен 105

символам

(согласно

предварительным измерениям).

Положим

по-прежнему значение

р{1—р)

наибольшим.

При этих

условиях

запаси на магнитную

ленту

потока

ошибок

для

интервального

анализа, при скорости 600 бод: .

•• ...

Т

**PV-P)N™*

51; 1.0,25-10^

_

^

" V -

60'Вез'

" ' ~~

60-600-0,01

—-У^ МИН.

За

это время

передается

—3,3 млн. бит информации.

При скоро­

сти

1200 бод потребное время составит 46 мин.

В процессе измерений на магнитную ленту по каждому

каналу

было записано от 3 до 4 млн. бит информации.

§ 4. Обработка результатов

измерений на ЭВМ (алгоритмы)

Наиболее

эффективным

способом

статистической

обработки

результатов

измерений потока ошибок

следует

считать

метод

программной

обработки

па ЭВМ,

который

позволяет

решать

практически любые задачи

анализа.

Исходным

материалом

для программной обработки

могут слу­

записью потоков ошибок.

При

измерениях с непосредственным

вводом

и

регистрацией

ошибок в ЭВМ исходный

материал

в виде компрессированной

записи

хранится в ячейках

оперативной

памяти ЭВМ (см. § 2

настоящей главы). При отсутствии магнитограмм

потоков

оши­

бок в ЭВМ может вводиться

обычная цифровая

компрессирован­

ная запись ошибок.

Полная статистическая обработка потоков ошибок в ВЧ-кана-

лах по ЛЭП может осуществляться

с помощью созданного

комп­

лекса алгоритмов и программ

для ЭВМ «Минск-22».

Ниже

опи­

саны эти алгоритмы.

Алгоритм ввода в ЭВМ и первичной

обработки магнитограмм

потоков

ошибок. Считывание

информации

с магнитной

ленты в

память

машины и предварительная

ее обработка

осуществляются

с помощью программы ввода

и первичной

обработки

магнито­

деляются некоторые его параметры, происходят

перфорация мас­

сива перфокарт компрессированной записи

потока ошибок и

выдача ее на печать в виде таблицы, причем

компрессирование

производится в процессе ввода. Перфорация

на перфокартах осу­

ществляется с целью длительного хранения

исходной

информации

о потоке ошибок в компактной форме для дальнейшей

многократ­

(j—1)-й

до /-ой ошибки (включая

ошибочный

символ), и их

запись в отведенный участок памяти

в первом блоке

магнитного

оперативного запоминающего устройства (МОЗУ)

(/*—порядковый

номер

ошибки). При заполнении

первого блока

продолжение

записи

производится во второй блок МОЗУ. Подсчет чисел Н, про-

ЗЕаВпрюраммы

2

ПэЗгчет

Подключишь

Н.

УВ,VI

j

5

4

^Кэнец^^

Определение А"

Нет

J

<магнтмгрсгмЬ

4 / '

s

7

8

ФормироНание

J

индексных

J-t

'

/>*=•

ячеек

V

Узнал

печать

результатов

id

IS

Перфорация

Печать

Осяонод.

ПК

та§,\иц

на АЦПУ

Рис. 20. Блок-схема

программы

ввода

в ЭВМ и

первичной

обработки магнитограмм

потоков

ошибок.

должается до конца

воспроизведения

магнитограммы

(оператор

3). Оператор 4 переадресует

ячейки

записи.

По

окончании воспроизведения

магнитограммы

магнитофон

выключается

и УВМ отключается

от машины. В

последователь­

ных ячейках

МОЗУ,

начиная

с определенной

ячейки,

записаны

числа,

каждое из которых на единицу

больше

количества пра­

вильно принятых символов между соответствующими

соседними

ошибками. Далее определяется

количество ошибок

в первом

блоке МОЗУ. (или в первом и втором

блоках, в зависимости от

* Первая ошибка фиксирует начало

отсчета

и не учитывается

(имеет нуле­

вой порядковый номер).

общего

числа

поступивших ошибок)

и общее

количество

ошибок

/ (оператор 5).

В соответствии

с

количеством ошибок

операто­

ром 6

формируются

индексные

числа

для

массивов

в первом и

втором

блоках

МОЗУ.

После

этого

последовательно

вычисля­

ются: общее количество

переданных

символов V

(оператор

7),

частость ошибок символов

р*

(оператор

8)

и истинные

интервалы

между

соседними

ошибками

Nj

(оператор 9). При этом

логиче­

ским оператором 10 (внутри блока записано первоначальное

со­

держимое

индексной

ячейки)

производится

проверка

условия

определения всех интервалов, а оператором

11 — соответствующая

переадресация. Затем определяются конечный адрес

введенного

массива, перевод полученных результатов в десятичную

систему

счисления

(оператор

12)

и их

вывод

на

узкую

печать

быстродей­

ствующего печатающего

механизма

(оператор

13).

Оператором

14

осуществляется

перфорация

на

перфокартах

(ПК)

массива

чисел

для

данной

магнитограммы

в

двоичной

системе счисления

(макет

«25 слов

на карте»

с информацией

для

ввода массивов по программе «Микаре»). Перфокарты

содержат

следующие

сведения,

необходимые

для

дальнейшей

обработки

экспериментального

материала:

длины

интервалов

между

по­

следовательными

ошибками,

количество

ошибок

и

индексные

числа для первого и второго блоков МОЗУ, начальный

и

конеч­

ный адреса

массива,

количество

переданных

символов,

общее

количество

ошибок и частость

ошибок

символов.

Предусмотрен

контрольный

ввод

полученных

перфокарт

и вывод

на

узкую

дит останов машины (оператор 16).

Программа вместе

со стандартными

подпрограммами

зани­

мает 663( 1 0 ) ячейки (в

десятичной системе

счисления). В

опера­

тивную память машины в соответствии

с этой программой за

ления

эффективности

корректирующих

кодов.

Они

могут быть

также

использованы

для

всех

последующих расчетов,

связанных

с выбором наиболее эффективного способа передачи

данных

по

каналам ЛЭП.

Алгоритм

определения

функции

и

плотности

распределения

интервалов

между ошибками. Функцию

распределения t' (N)

и

плотность распределения

W(M)

длин

безошибочных

интервалов

можно

определять

сравнением

чисел

Л'-,

представляющих

ками разбит на 23 разряда

неодинаковой

длины — от

0—10

до

105—106 бит. Кроме того,

диапазон 0—10

бит разбит

еще

на

11 частей, т. е. каждый разряд имеет длину

в 1 бит. Таким обра­

зом, общее число разрядов

(к) равно 33.

сти распределения

интервалов между

ошибками,

блок-схема

которой представлена на

рис. 21, после

ввода

программы

и исход­

ных данных (оператор

/) последовательно

сравниваются все

числа N f с длиной

разряда /( ., равной

от

0 до 10

бит

(через

1 бит). Сравнение

осуществляется путем вычитания

с проверкой

оператором 4 проверяется условие выборки

всех

безошибочных

интервалов из МОЗУ. Если выбраны не все

числа,

то происхо­

дят переадресация ячейки МОЗУ (оператор

5)

и передача управ-

переадресация

разряда I t

(оператор

6). Оператором

7 прове­

ряется условие

сравнения

чисел N.

с одиннадцатью

разрядами

Рис. 2 1 . Блок-схема

программы

определения

функции

и плотности распределения интервалов

между

ошиб­

ками.

ды, то оператором 8 восстанавливается значение

индексной

ячей­

ки и управление

передается

оператору 2.

Если

сравнение

чисел

Nj с величинами

рассматриваемых

разрядов

окончено, то

про­

Оператор 10

осуществляет анализ

попадания

чисел

Nj в раз-

' ряды l t , начиная

с i=13 до i=33. Частоты ;?г,3 —т3 3

попадания

подсчитываются

соответствующими

счетчиками

(оператор 11).

равно

21.

Оператор

16 восстанавливает

значение индексной

ячейки.

После

выхода из цикла,

определяемого

оператором

15, про­

изводится

вычисление

частоты

mi2

безошибочных

интервалов

в разряде

/12 = 0-М 0

бит путем

суммирования

значений

частот

ni\—тц

(оператор 17). Затем

оператором 18 вычисляется сумма

всех частот 11 (объем

ряда распределения).

Оператором

19 опре­

деляются

частости р*

безошибочных

интервалов,

соответствую­

щие данным разрядам. Логическим

оператором

20

проверяется

тором

21 осуществляется необходимая переадресация.

Операторами 22—33 последовательно вычисляются: накоплен­

ные частоты М£ безошибочных интервалов,

накопленные

частости

P*{Nt)

(значения статистической

функции распределения), значе­

ния дополнительной функции распределения P*(Nt)

= l—F*(N. и

плотности

статистического распределения

W*(Nt),

соответству­

ющие

всем

k разрядам. При этом

после

выполнения

каждого

(ind = k—1). Затем оператором 34 полученные

результаты

пере­

водятся из двоичной системы счисления в десятичную,

размеща­

ются в буфере АЦПУ и выводятся на печать (оператор

35).

Пос­

ле этого происходит останов машины (оператор

36). По получен­

лов {Xt} , где i = l , 2*.., V; X.

—значение символа

i-й позиции

последовательности; V равняется общему количеству переданных

•символов. Символ 0 в этой последовательности

обозначает пра­

вильно принятый импульс, а 1 — неправильно

принятый импульс

(ошибку). Для нормированной автокорреляционной

функции

в

этом случае можно записать следующее

выражение:

v

<р(й) =

'-=%

,

( Ш Л

)

При достаточно большом числе членов

в приведенном

выше

выражении

величина

ф(/г) сходится

к условной

вероятности

Ph

(ош/ош)

появление

ошибки через h бит

после

данной

ошиб­

ки.

Поскольку числитель выражения

( I I I . 1) представляет

собой

? (А) =

здесь Jc

— число

совпадений

ошибок через

Л бит,

J

— общее

число ошибок.

В основу алгоритма определения функции автокорреляции по­

ложен

следующий принцип.

К значениям

интервалов между

числа) со сдвигом

на

одно число Q b = У Н. {К — \, V — 1 — по-

рядковый

номер

начала суммирования

чисел,

v =

1, V—

k).

Каждая такая сумма

Qf t v также представляет собой

сдвиг

между

ошибками

в реальном потоке ошибок. Количество чисел Qf tv

опре­

деленной

величины,

соответствующей

какому-либо

сдвигу

hh

счетчиками

Jcl регистрируется число

событий, заключающихся в

повторении

ошибочного символа в потоке

ошибок через задан­

ный интервал позиций hL (число

совпадений

ошибок).

В программе, составленной

по

этому

принципу,

значения

<?(Л,) вычисляются для временного сдвига

Ai =l-f-1000 бит. Блок-

схема программы

дана на рис. 22.

В случае ввода в ЭВМ массива чисел компрессированной за­

писи

потока ошибок, располагающихся

в обоих блоках МОЗУ,

для

размещения

результатов вычислений по данной программе

ствляется в два этапа. На

первом

этапе производятся

все про­

цедуры

для /г, = 1 -ь 500

бит, а

на втором — для

Л г = 5 0 1 - ^ -

-*-1000

бит.