Алгоритмы и средства повышения помехоустойчивости передачи измерительных данных в автоматизированной системе контроля горного давления

• Автор: Куликов, Денис Александрович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 143 с. : ил.

Список принятых сокращений:

АСКГД- автоматизированная сейсмоакустическая система контроля горного давления «УДАР»;

АЭ - акустическая эмиссия;

БПВС - блок питания и выработки синхрочастоты;

ГРОС - гибридная решающая обратная связь;

ДКиПК - алгоритм включения в состоянии канала связи А2 подтверждения доставки каждого кадра и включения механизмов помехоустойчивого кодирования;
ДКПиПК - алгоритм включения в состоянии капала связи А2 подтверждения доставки каждого кадра и помехоустойчивого кодирования сообщения только в случае получения подтверждения об искажении кадра;

ИИК - информационно-измерительный комплекс;

ИИМ - информационно-измерительный модуль;

КМК - коммуникационный микроконтроллер цифрового приемника;

МК - микроконтроллер;
МПД - метод многопорогового декодирования;
ОД - оптимальный декодер;
ПД - пороговый декодер;
ПИО - протокол информационного обмена;
СЕВ - счетчик единого времени;
СМК - сигнальный микроконтроллер;
СОЕВ - система обеспечения единого времени;
СОК - самоортогональный код;
СПД - сеть передачи данных;
СУСА - станция управления, сбора и анализа данных (наземная часть);
ARQ — автоматический запрос на повторную посылку (Automatic Repeat Request).
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ТЕХНОЛОГИИ ПОСТРОЕНИЯ СЕТЕЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ СОВРЕМЕННЫХ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В
АСКГД
1 Л. Принципы и механизмы построения СИД распределенных информационно-измерительных комплексов
1.2. Анализ технических средств контроля горного давления
1.3. Требования к СПД и ПИО АСКГД
1.4. Стандартизованные ПИО в современных ИИК
1.5. Анализ причин возникновения ошибок в канале связи АСКГД
1.5.1. Технологические факторы возникновения ошибок
1.5.2. Помехи от различных источников
1.5.3. Методы уменьшения ошибок в канале связи
1.6. Методы помехоустойчивого кодирования информации
1.6.1. Требования к подсистеме помехоустойчивого кодирования АСКГД
1.6.2. Выбор методов помехоустойчивого кодирования информации в АСКГД
Выводы по главе
Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ КАНАЛА СВЯЗИ В АСКГД
2.1. Количественные характеристики потока ошибок в канале связи
2.2. Модель канала связи
2.2.1. Анализ влияния ошибок в канале связи на функционирование АСКГД
2.2.2. Анализ влияния механизмов подтверждения доставки кадра на функционирование СПД АСКГД
2.3. Алгоритмы адаптации параметров СПД и ПИО к состоянию дискретного канала связи
2.3.1. Алгоритм оценивания характеристик канала связи
2.3.2. Алгоритм определения границ состояний и включения механизмов повышения достоверности доставки данных
2.3.3.Анализ алгоритмов адаптации параметров СПД к состоянию дискретного канала связи
Выводы по главе
Глава 3. ПОМЕХОУСТОЙЧИВОЕ КОДИРОВАНИЕ В ПРЕДЛОЖЕННЫХ АЛГОРРІТМАХ АДАПТАЦИИ СПД АСКГД
3.1. Выбор и построение кода
3.1.1. Преобразование сверточного кода к блоковой структуре и выбор длины кодирующего регистра
3.1.2. Выбор порождающего полинома СОК
3.2. Структура кодера и декодера блокового кода
3.3. Теоретические и практические результаты внедрения МПД в АСКГД74
3.3.1. Оценка исправляющей способности МПД
3.3.2. Оценка вычислительной сложности и особенности программной реализации алгоритма
3.3.3. Результаты использования МИД в алгоритмах адаптации СПД АСКГД к состоянию канала связи
3.3.4. Особенности использования МПД в алгоритмах адаптации СПД АСКГД и направление дальнейших исследований
Выводы по главе
Глава 4. РЕАЛИЗАЦИЯ ПРЕДЛОЖЕННЫХ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ СПД, ПИО РІ СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНОГО ВРЕМЕНИ В АСКГД
4.1. Структура СПД АСКГД
4.2. ПИО АСКГД

Рассмотрение количества и распределения во времени ошибок в принятых на наземной стороне АСКГД кадрах, как характеристики нерегулярного потока событий [67] случайного процесса Х(0, позволяет применить к анализу канала связи аппарат теории вероятностей и математической статистики. Нерегулярность потока объясняется практически установленным различием в интервалах времени между возникновением ошибок в кадрах, которое будет показано ниже в разд. 2.2.
Для определения характера потока ошибок, воспользуемся определением стационарности, которое приведено в работах [67, 68]. Если при циклическом опросе цифровых приемников рассматривать вероятность попадания п ошибочных кадров одинаковой длины в интервал времени Л/, то из графиков на рис. 2.1 и рис. 2.2 следует, что она зависит от того, где на оси времени расположен этот интервал. Далее в работе будет показано, что вероятность возникновения ошибки рош (представленная в табл. 2.1) в канале связи АСКГД изменяется во времени. Из представленных утверждений можно сделать вывод о нестационарности канала связи АСКГД, с точки зрения потока ошибок в нем [69].
Используя выводы работы [70], получим используемые в дальнейших исследованиях средние характеристики рл.(()нестационарного потока ошибок, рассматривая данные ежесуточных испытаний, как ансамбль из N реализаций х/1) нестационарного процесса АД):
Яг (0 = 77 Е*/(О-

Оценки рх {() будут различаться при различном выборе N реализаций х/г). Следовательно, при каждом значении I необходимо изучить степень прибли-
жения оценки к истинному значению. Математическое ожидание М
оценки /Д-(0 определяется по формуле: