Исследование методов формирования единого носителя данных телеизмерений в многоканальной системе регистрации телеметрической информации

• Автор: Эльшафеи, Мохамед Абдельмонейм Таха
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : ил.

Оглавление

Введение

Глава 1. Моделирование телеметрической информации

1.1. Введение

1.2. Общие понятия теории телеизмерений

1.3. Цифровые телеметрические системы

1.4. Поток ТМИ в формате 1ШО-Ю

1.5. Канал связи с адаптивным беловым гауссовским шумом

1.6. Телеметрические тестовые данные

1.7. Разработанный имитатор ТМИ
1.7.1. Принципы работы имитатора
1.7.2. Генерация тестовых сигналов
1.7.3. Определение структуры телеметрического кадра и генерация цифрового потока кадров телеметрической информации
1.7.4. Моделирование аддитивного белого гауссовского шума в канале связи
1.7.5. Реконструкция сигналов
1.8. Выводы по Главе
Глава 2. Сжатие телеметрической информации
2.1. Введение
2.2. Используемые общие понятия и определения энтропии
2.3. Схема двухэтапного обратимого сжатия данных
2.4. Исследование методов энтропийного кодирования
2.4.1. Код Хаффмана
2.4.2. Арифметическое кодирование
2.4.3. Коды Райса
2.5. Вероятностная модель кодируемых данных
2.6. Исследование декорреляции на основе метода линейного предсказания .

2.6.1. Используемые понятия и определения декорреляции
2.6.2. Авторегрессионная модель линейного предсказания
2.6.3. Процесс декорреляции на основе авторегрессионной модели
2.6.3.1. Вычисление коэффициентов фильтра предсказателя
2.6.3.2. Определение порядка фильтра предсказателя
2.6.3.3. Кодирование коэффициентов фильтра предсказателя
2.6.3.4. Преобразование ошибок предсказания
2.6.3.5. Экспериментальный анализ двухэтапного обратимого сжатия ТМИ с помощью фильтра предсказателя
2.6.4. Линейное предсказание на основе адаптивного фильтра
2.6.4.1. Адаптивный фильтр на основе нормализованного
алгоритма наименьших средних квадратов
2.6.4.2. Экспериментальный анализ двухэтапного обратимого сжатия ТМИ с помощью адаптивного фильтра предсказателя
2.7. Выводы по Главе
Глава 3. Помехоустойчивое кодирование телеметрической информации
3.1. Введение
3.2. Используемые общие понятия и определения помехоустойчивого
кодирования
3.3. Код с малой плотностью проверок на чётность (ЮРС)
3.3.1. Линейные блочные коды
3.3.2. Представление кода ЮРС
3.3.3. Построение кодаЬИРС, кодирование и декодирование
3.4. Свёрточный код
3.4.1. Сверточные коды. Используемые понятия и определения
3.4.2. Кодирование и декодирование свёрточного кода
3.4.3. Модифицированный алгоритм Витерби

3.5. Модель канала связи с инверсией, пропуском и вставкой битов
3.6. Предложенный метод помехоустойчивого кодирования, исправляющий
. пропуски и инверсии битов
3.6.1. Применение нерегулярных симметричных LDPC кодов.
Результаты экспериментов
3.6.2. Применение LDPC кодов группы AR4JA.
Результаты экспериментов
3.7. Выводы по Главе
Глава 4. Кадровая синхронизация цифровой телеметрической
информации
4.1. Введение
4.2. Общие понятия кадровой синхронизации
4.3. Кадровый синхронизатор ТМИ
4.3.1. Теоретическое описание синхронизатора в режиме поиск
4.3.2. Теоретическое описание синхронизатора в режиме проверка
4.3.3. Теоретическое описание синхронизатора в режиме захват
4.4. Теоретический и экспериментальный анализы работы синхронизатора
4.4.1. Подготовка экспериментов
4.4.2. Анализ работы синхронизатора в режиме поиск
4.4.3. Анализ работы синхронизатора в режиме проверка
4.4.4. Анализ работы синхронизатора в режиме захват
4.4.5. Рандомизация данных телеметрических кадров
4.5. Выводы по Главе
Глава 5. Построение многоканальной системы регистрации
телеметрической информации
5.1. Введение
5.2. Формат служебной информации многоканальной системы
регистрации ТМИ

Используя разработанную оператором структуру телеметрического кадра, имитатор размещает дискретные отсчеты сигналов и служебную информацию в кадрах ТМИ и сохраняет их двоичный файл. Разрядность слова ТМИ можно изменить в настройках. Дополнительно можно добавить к слову один бит четности. На Рис. 1.13 показан пример созданного имитатором текстового файла, содержащего описание структуры телеметрического кадра.
ЯУНС.Р I | 5Ус_55Г1 |Слово Д&ппых 1 (Слово Данных 2 1СЛОЕО Данных 3 |Слово Данных 4 (Слово Данных 3 |Слово Данных € |Слово Данных 7 (Слово Данных 3 I
вУю:!« | С! | | Датчик! ( Датчик2 | ДатчикЗ | Датчик« ( Датчик; | Датчика | ДатчикЮ | Датчики |
| С2 | С! | датчик! | Датчик: | ДатчикЗ | Датчик« | Датчике I Датчик! | ДатчикЮ | Датчики |
5УЯС1« | СЗ | | Датчик1 | Датчик? ( ДатчикЗ | Датчик4 | датчике | Датчик’ | ДатчикЮ | Датчики |
5УВСЮ | С* ) ( Датчик! ( Датчик2 | Датчик! | Датчик« | Датчик! ( Датчик 2 ( ДатчикЮ V Датчики (
ГОК!* I С! I | Датчик! ( Датчик! ) ДатчикЗ | Датчик« | Датчике | Датчик2 | ДатчикЮ | Датчики |
5ттиС16 | С2 | С2 | Датчик1 1 датчик2 | ДатчикЗ | Датчик« ( датчике | Датчик? | ДатчикЮ | датчики (
5>1С1е I сз I I датчик1 | датчик! | датчи«з | датчик« | датчике I датчик? ( датчикю | датчики ,
5УЮС1е | С« | | датчик! ( Датчик2 | датчикз | датчик« ( датчик? | датчик? | датчикю | датчики |
Рис. 1.13. Пример текстового файла, содержащего описание структуры кадра
Длина кадра основного коммутатора Lok, в приведенном выше примере, выраженная в битах. Lok 8Lsync_f 3" ^^syncjfi 3~ ^^sync ssf i 3" 64Lda^a * где LSync_xx это количество разрядов использующихся для представления маркеров разных ступеней коммутации, a Ldata количество разрядов слова ТМИ.
1.7.4. Моделирование аддитивного белого гауссовского шума в канале связи
Имитатор использует математическую модель канала связи, представленную на Рис. 1.8. В настройках программы задается величина среднеквадратического отклонения шума (СКО).
Сокращенная версия алгоритма наложения шума на данные приведена на Рис. 1.14,а. Входные данные для процедуры извлекаются из бинарного файла содержащего телеметрическую информацию в формате IRIG-106. На Рис. 1.14,а входной параметр Data извлекаются из бинарного файла содержащего телеметрическую информацию, a BER задает вероятность битовой ошибки Ре. На Рис. 1.14,6 показан эффект наложения шума теоретически и по модулированию.