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

Рис.

22.

Блок-схема

программы

определения

функции

автокорреляции

потока

ошибок.

для получения

чисел

Н.

(оператор

2). Затем оператором

3

все

числа

Н.

массива

последовательно

сравниваются с

величинами

сдвига

/г. ,

начиная

от

1 до

500 бит

включительно,

через

1

бит

(i = 1,2, ... , 500 — порядковый номер

сдвига,

т. е. номера

и

зна­

чения

сдвигов

совпадают).

При

равенстве

сравниваемых

чисел

(совпадении ошибочных

символов

в последовательности

через

выбранный

шаг) в

надлежащем

счетчике

накапливается

число

событий /^соответствующее

величине заданного сдвига hi (опера­

тор 4).

После

выполнения

оператора

4, а также

в

случае

не­

равенства

чисел

Н. и Л. с помощью

оператора 5

производится

проверка

условия

сравнения всех чисел Н. оперативной памяти

машины с данным

значением временного

сдвига

//. . Если ука­

занное

сравнение

прошли не все числа

Н.

из ячеек

МОЗУ,

то

происходит переадресация ячейки числа (оператор

6) и управле­

ние передается

опять оператору 3. В противном

случае опера­

тором

7 осуществляется проверка условия перебора всех значений

единицу (оператор

5). Оператором 9 восстанавливается

содер­

жимое

индексной

ячейки для повторного сравнения всех

чисел

Н. с очередным

значением сдвига hl , и управление снова

пере­

дается

оператору

3.

После окончания проверки чисел Н. со всеми

значениями

сдвига я. происходит выход

из этого цикла.

Оператор

10 формирует необходимые

индексные ячейки для

следующего

участка программы. При помощи оператора / / обра­

адрес счетчика Ус.

(число

Q& v плюс константа С),

куда

опера­

тор 14 добавляет

единицу.

В противном случае,

а также

после

выполняется, то производится

сдвиг

на

одно число

в суммирО;

вании чисел

Я; . (оператор 18).

При каждом сдвиге

начала сум­

мирования

чисел Н. на одну

позицию (A - f 1) число

повторений

внутреннего

цикла

(цикла по v) для

получения сумм QKV умень­

шается на единицу

и в соответствующую

индексную

ячейку за­

писывается новое содержимое (оператор 19).

После оператора 19

управление передается снова

оператору

11.

Теперь

уже второе

число массива складывается

с третьим,

полученная

сумма — с

Если условие п2

— 1>-0 не соблюдается, то определение чисел

совпадений

ошибок

Ус ., соответствующих

временным

сдвигам

hi

— 1 -ь1500 (для

первого

этапа

работы программы),

заканчи­

вается и происходит выход

из внешнего цикла.

Оператор

20

вычисляет

значения

функции автокорреляции

ср

соответствующие

сдвигам

//. (общее

количество

ошибок

J

записывается

в память

машины

при

вводе исходного

массива

щ— 1 > 0 , где пъ — 500.

При выполнении условия

происходит

переадресация счетчика Jcl

(оператор 22), и управление

передается

из

двоичной

системы

счисления

в десятичную

(оператор

23),

размещаются

в буфере

АЦПУ и

выводятся на

печать

(опера­

тор

24).

Для

вычислений по второму этапу работы программы

осущест­

вляются

очистка ячеек результатов и рабочих ячеек (оператор 25),

а также

формирование

кодов соответствующих

команд

и

чисел

ления

значений

<р(Лг) повторяется, но уже для сдвига /гг = 501 -н-

-4-1000 бит.

По

окончании

печати результатов второго этапа работы про­

(оператор 27)

и останов машины (оператор

28).

Данный алгоритм позволяет определить функцию

автокор­

реляции

на

значительном

временном

интервале

(до

1000 бит)

при обработке больших объемов информации. В случае

необхо­

димости этот интервал может быть легко расширен.

Определение частостей

блоков

заданной

длины

по

кратно-

стям

ошибок

(поблочный

анализ).

Характер

распределения

кратностей ошибок в блоках заданной

длины

играет

большую

роль при статистическом анализе потока

ошибок.

m в блоке,

Зная

вероятности появления

ошибок

кратности

длины

п,

можно проверить

гипотезу о независимом законе рас­

да повышения помехоустойчивости и решить другие

задачи,

свя­

занные с анализом статистики ошибок

в канале

и

оптимальным

(в определенном смысле) синтезом СПД.

Программа поблочного

анализа потока

ошибок

по их

крат-

ностям (рис. 23) работает

следующим

образом. Вся

последова­

тельность принятых

символов разбивается

на

блоки

заданной

длины, определяемой

из соотношения

n = 2s—1,

где

s

принимает

значения от 3 до 10.

Программа

вычисляет:

1)

число блоков Ет,

содержащих

т

ошибок

(включая

т = 0);

2)

общее число блоков длины п

т=0

3)

частость

блоков длины п, содержащих

ошибки кратности т,

р*

Е*

"L

'

гт,п

~~ М

Ртп

1 'п

п = 7, 15,..., 1023

Полученные

значения

Для блоков длины

символа позволяют построить

семейство

кривых

частостей

иска­

жения

кодовых

комбинаций

т ошибками

и произвести

анализ

Засылка

Очистка

Hj=Hj+ocm.

п

ячеек

Н*-п

J

К

Н.~п=ост.

бнакопитеяь

п

J

кратности

Очистка | |

Р* = ст

Е*-М-Е*

накопителя

к

1

Рис. 23. Блок-схема программы

поблочного

анализа.

распределения ошибок, возникающих при

передаче дискретной

информации по ВЧ-каналам ЛЭП.

Программа занимает 302( s ) ячейки и рассчитана для

обработ­

ки исходной информации, размещаемой в обоих блоках

МОЗУ.

ний и технических

характеристик каналов,

а также

большое

число исследованных

каналов

(21 канал по линиям и один канал

по грозозащитным

тросам)

и достаточная

продолжительность

наблюдений позволили выявить общую статистическую

картину

ошибок при передаче данных по ВЧ-каналам ЛЭП.

Ка­

Условие пе­

Скорость

Время наб­

Частость

нал

редачи

передачи,

людения,

ошибок

бод

мин.

1

Норм

1200

300

1 , 3 9 - Ю - 6

2

1200

310

1 , 2 3 - Ю - 5

3

— г _

600

500

0,63- ю - 5

4

— ш

—

1200

970

1 , 5 3 - Ю - 6

5

— я — .

600

1 930

0,93-10-"

6

—„ —

600

741

0,92- Ю - 3

7

—„ —

1200

945

2,45- Ю - 4

8

600

200

0 , 6 2 - Ю - 5

9

— „ —

600

1 370

2,59-10~4

10

— п

—

600

1 360

0,54-10-3

11

— п

—

600

1 58S

1 , 0 8 - Ю - 3

12

— п _

600

1 060

о.эб-ю-"1

13

— п

—

1200

1 200

0,25- Ю - 6

14

— в

—

1200

1 450

0,6 - ю - 4

15

— —

1200

1 620

1,7 - Ю - 4

16

—

1200

960

3,1 - ю - 4

17

600

720

3 , 0 9 - Ю - 5

18

.

600

870

3 , 5 8 - Ю - 4

19

.

1200

600

0 . 8 7 - Ю - 3

20

— в

1200

300

7-10-6 —1.Ю—•

21

1200

185

5 , 7 - 1 0 - 5 _ 4 i 6 . 1 0 - 4

22

Г з

Гол

1200

840

2,77-10-5

20

г

1200

100

ы о - 4 _ з . ю - 4

2 Г

1200

30

- 10 - 2

2 Г

—" —

600

100

3 , 1 - 1 0 - 4 _ 3 ) 6 . 1 0 - <

примерно одинаковые технические

характеристики,

объясняется

не только различиями в параметрах ВЧ-трактов,

но

и

неодина­

ковым уровнем

технического состояния

аппаратуры

уплотнения

и дисциплины ее эксплуатации обслуживающим персоналом"'.

Возрастания частости ошибок с увеличением высокого напря­

жения от ПО до 220 кв также не наблюдается.

Аппаратура уплотнения

типов ЭПО-3, ВЧА-1ТФ,

ВЧА-ЗТФ и-

МК-60 в ряде случаев позволяет вести

передачу

со

скоростью'

1200 бод при частостях ошибок порядка

Ю - 4 — 1 0 - 5

и менее.

Большинство

каналов

асимметрично,

причем

число

ошибок

одного типа для

отдельных каналов

может превышать число

посеансных и выборочных

показаний анализатора

АПО-1200,

который позволяет получить обобщенные сведения

об ошибках

(см. § 2 гл. I I I ) .

Макроанализ 10-минутных посеансных измерений по количе­

ству ошибок за сеанс был проведен для нескольких

каналов.

Ка рис. 24 представлен

график функции распределения 10-ми­

ка

видно, что почти в 50%

случаев сеансы содержат

от 0 до

5

ошибок. Кривая функции

распределения F(X) —Р(Х<т)

близ­

деления числа ошибок в условных пакетах**, один из которых

(для

* Так, канал 7 перед измерениями обеспечивал телефонную

связь,

но

при

испытательной передаче данных по нему частость ошибок была

очень

высокой

( ~ 10—1 ). После приведения показателей

аппаратуры

уплотнения

в

соответ­

ствие с нормами частость ошибок упала до

2 • 10—'.

** Пакеты названы условными потому,

что явно выраженного

группирова­

ния ошибок в ВЧ-каналах по ЛЭП при

нормальных

режимах

передачи не

наблюдалось.

ющее

большинство условных

пакетов

имеют ошибки в

одном*

(92%)

и двух разрядах. Появление в

условных пакетах

трех и

более

ошибок — сравнитель­

Р(х<т) |

но редкое событие.

Р(хш)

капала,

при

которых

рез­

ко

снижается

отношение

сигнал/помеха.

При

нормальном

ре­

жиме

передачи

группиро­

вание ошибок отсутствует,

что

можно

видеть также

на

графиках

зависимости

числа

пакетов ошибок за

2 3

6

2 3

S

IQ 2 3

6

V

сеанс

Nnc,

регистрируе­

Ю

мых

анализатором,

от

длины

интервала объеди­

Рис. 25. График

функции

распределения

нения

NA

(рис.

26).

Гра­

числа ошибок

в

условных

пакетах

(ка­

фики построены

в полуло­

нал

5,

600 бод).

гарифмическом

масшта­

бе.

Верхняя

сплошная

линия (1) соответствует нормальным условиям

передачи

«текста»

со скоростью

1200

бод

по

каналу

с

аппаратурой

уплотнения

МК-60, имеющей

полосу

пропускания

3 кгц

(по промежуточной

ного фильтра двоичного

канала

Д р д = 2 6

дб

(3 неп)

(частость

ошибок /?* = 3,7- 10~3). Нижняя линия (2)

соответствует передаче

текста

со скоростью 600

бод по каналу с аппаратурой

уплотнения

*

Под пакетами длиной

в один разряд здесь понимается каждая одиноч­

ная ошибка, отстоящая от предыдущей

и последующей

на расстоянии не менее

N u (380 бит).

ВЧА-1ТФ, имеющей полосу пропускания 3,1 кгц

при Д/?д = 20 дб

(2,3

неп)

и р* = 0,8 • 10- 3 . Прямолинейность

этих

графиков

ука­

зывает

на пуассоновский

характер

потока

ошибок.

Пунктиром

показана

зависимость Nnc

от NA для канала

с аппаратурой уплот­

нения КП-59, имеющей более узкую, чем у

предыдущих

каналов,

полосу

пропускания 2,4 кгц (для первого

канала). При

опытной

передаче

«текста»

со

скоростью

1200

бод

частость

ошибок р*

достигла

значения

3 - Ю - 2 . Из

графика

видно, что в этом

случае

ошибки

имеют

тенденцию

группироваться в пакеты

с ин­

тервалом

объединения,

близ­

ким

к 200 бит. Работа

в такой

полосе

пропускания

со скоро­

стью 1200 бод является ненор­

мальным

режимом

передачи

данных;

при

правильном

под­

боре параметров

передачи для

этого

канала

(скорость

600

бод)

группирования

не наблю­

дается

и указанная

зависи­

мость

становится

прямолиней­

хА

. • I

I

|

1

> .

ной.

теперь

к

анализу

юо

гоо

яо

too

нл,йчя.

Перейдем

Рис.

26.

Зависимость

числа пакетов

Nnc

статистики ошибок

на

основе

магнитограмм

по

программам,

от интервала

обгединения

N± :

описанным в § 4 гл. I I I .

/-МК-60,

1200 бод, р * = 3 , 7 - 1 0 - 3

; 2-ВЧА-1ТФ,

В данном

параграфе

изло­

600 бод,

р * = 0 , 8 - 1 0 - 3

;

3-КП-59,

1200

бод,

жены

результаты

анализа ин­

р * = 3 - 1 0 - 2 .

тервалов

между

ошибками и

автокорреляции.

Поблочный

анализ

с методической

точки

зрения удобно

связать

с

выбором

кретных каналов

широкое

применение

находит

интервальное

представление принимаемой

двоичной

последовательности.

Последовательность двоичных символов \Xl

\ в

виде

...10010000101000110001...,

(IV.1)

где символы 1 означают позиции, на которых

появилась ошибка,

а 0 — позиции,

на

которых

ошибки не произошло,

можно отра­

зить и в другой

форме записи — интервальной

[10]. Если интерва­

шибочных позиций

(т. е. нулей),

обозначить через N,

то после­

довательность символов {Xj

\ может быть

представлена

последо­

вательностью длин

интервалов

между

ошибками (ЛЛ }. Тогда

последовательность .(IV. 1)

можно

записать в виде.

...241303...

или

в общем

виде для

последовательности

с числом

ошибок

J:

NJ+{J_[y..

.

(IV.2)

Запись (IV.2)

получила

название компрессированной

формы

за­

писи

потока

ошибок.

длины N будет

определяться

выражением

P(N)=,p(\-pf;

здесь р — вероятность

ошибки

на

символ.

Применяя

интервальное

представление

потока

ошибок, для

определения вероятности

ошибки

на символ

можно

использовать

выражение

_

_

J__

J

J

Р ~

v

~~i

-~ J

'

где V— общее

2я /

2 м + 1 )

Н} = А/ / + 1 —

число символов последовательности,

F*{xa)

=

P*{N<xa)—^-1

F*(x3)

=

P*(N<x3)=-?±±^-,