Текст
                    АКАДЕМИЯ НАУК УЗБЕКСКОЙ ССР
ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
ИНСТИТУТ КИБЕРНЕТИКИ С ВЦ АН УзССР
Т. А . ВАЛИЕВ, Ш. А . ЗАРГАРОВ
ПЕРЕДАЧА
ДАННЫХ
ПО ЛЭП
ИЗДАТЕЛЬСТВО £„ФАН' УЗБЕКСКОЙ ССР
ТАШКЕНТ- 1973


6Ф0.1 В15 Го<*-. ny6n^"uqfl t..„ о...• > ЧИТ ••. .ЬпОГО %АЯА УДК 621.391:621.315 .1 .052 .63 Т.А.Валиев, Ш.А.3аргаров. Передача данных по ЛЭП. Изд-во «Фан» УзССР, 1973. Табл. — 11, рис. —4 6, библ. —13 1 назв., стр. 154. В монографин рассматривается комплекс вопросов, свя­ занных с проблемой использования ЛЭП для передачи цифро­ вой информации. На основе анализа результатов прове­ денных впервые широких экспериментальных исследований определяются возможности передачи данных по ВЧ-каналам ЛЭП применительно к АСУ различного назначения. Наибольшее внимание в работе уделено анализу стати­ стики ошибок, выбору математической модели их источника и оценкам эффективности применения основных способов повышения помехоустойчивости. Самостоятельное значение имеют автоматизированные методы экспериментальных иссле­ дований и обработки результатов измерении, основанные на эффективном использовании ЭВМ. Разработанные системы и алгоритмы машинных методов регистрации и анализа могут найти применение при исследовании различных каналов пере­ дачи данных. Настоящая книга является в отечественной литературе первой, в которой освещаются вопросы передачи данных по ЛЭП. Она рассчитана на специалистов в области передачи цифровой информации и разработки АСУ. Ответственный редактор канд. техн. наук М. Н . АРИПОВ В 331 4—0125 355 (06)—73 20-73 © Издательство «Фан> УзССР, 1973 г.
1000-летнему юбилею Абу РайхаЦа Беру ни посвящается ВВЕДЕНИЕ Научно-технический прогресс во второй половине XX столетия характеризуется интенсивными теоретическими исследованиями и практическими достижениями в области управления и инфор­ мационных процессов. Рост производительности труда, эффектив-, ность использования изготовленной продукции и природных ресурсов на современном этапе развития человеческого обще:, ства определяются в первую очередь уровнем автоматизации технических средств и систем управления во всех сферах и на всех уровнях общественного производства и потребления. Экономическая политика КПСС, отраженная в программе партии и планах развития народного хозяйства СССР, исходит из объективной необходимости самого широкого и интенсивного внедрения автоматизации в процессы управления и планирования на базе использования экономико-математических методов к|. средств электронно-вычислительной техники. «Наука серьезно обогатила теоретический арсенал планирования, разработав ме­ тоды экономико-математического моделирования, системного анализа и другие. Необходимо шире использовать эти . методы, быстрее создавать отраслевые автоматизированные системы уп­ равления, имея в виду, что в перспективе нам предстоит создать общегосударственную автоматизированную систему сбора й об­ работки информации»*. Только за текущее пятилетие (1971—1975 гг.) в СССР наме­ чено ввести в действие не менее 1600 различных автоматизиро­ ванных систем управления (АСУ). О значении, которое придается информационным средствам в наиболее развитой капиталистической стране — США, можно судить по тому факту, что одна треть экономической мощи США идет на выработку и передачу информации. Затраты в данной, отрасли в 2,5 раза превышают затраты на производство товаров и предоставление услуг. Лидирующее положение занимают про­ изводство ЭВМ и деятельность в области обработки данных. * Л. И . Брежнев. Отчетный доклад Центрального Комитета КПСС XXIV съезду Коммунистической партии Советского Союза, «Материалы XXIV съезда КПСС», М., Политиздат, 1971, стр. 67 . 3
Только в 1969 г. число ЭВМ. в США достигло 70 тыс. общей стои­ мостью 24 млрд. долл., к 1972 г. ориентировочная стоимость изго­ товленных ЭВМ превышала 40 млрд. долл. [12]. Основным назначением АСУ можно считать обеспечение сбо­ ра, передачи и обработки необходимой информации об объекте (системе) и внешней среде для выработки управляющих предпи­ саний в соответствии с назначением объекта. Совершенно очевид­ но, что без средств, обеспечивающих своевременную, достаточно полную н точную передачу информации о состоянии объекта и внешней среды к устройству обработки информации (ЭВМ), невозможно осуществить эффективный контроль, анализ и управ­ ление. Если на компактных, локальных объектах с не очень сложными внутренними связями при внедрении АСУ можно огра­ ничиться доставкой информации к ЭВМ без применения спе­ циальных каналов связи, то для объектов с территориально- рассредоточенными подразделениями автоматизация управления невозможна без организации специальной системы передачи дан­ ных (СПД), включающей в себя аппаратуру и каналы передачи цифровой информации. Особую роль каналы передачи данных приобретают в связи с объединением отдельных вычислительных центров (ВЦ) и ЭВМ в информационно-вычислительные системы и интенсивным вне­ дрением различных терминальных устройств, дающих широкому кругу клиентуры, удаленной от ВЦ, доступ к крупным ЭВМ. К 1970 г. число терминальных устройств (печатающих и визуальных с электронно-лучевой трубкой) в США превышало 200 тыс., 15 тыс. из них работало по принципу разделения вре­ мени. Согласно оценкам специалистов к 1975 г. общее количество действующих терминальных устройств должно составить более 2 млн. [12]. По прогнозам Ассоциации изготовителей канцелярских машин (ВЕМА) к 1980 г. более половины ЭВМ всех крупных фирм будет связано с терминальными устройствами с непосред­ ственным вводом-выводом данных [59]. Некоторые специалисты [101] считают, что к 1973 г. до 80% всех ЭВМ будут использо­ ваться на основе разделения машинного времени с применением терминальных устройств, связанных с ЭВМ каналами передачи данных. Согласно разработанным в США прогнозам (1970 г.) в пределах одного или двух лет доходы от передачи данных срав­ няются с доходами от пользования обычными телефонами [101]. О масштабах развития нового вида электросвязи — передачи данных в Японии может свидетельствовать тот факт, что уже к 1967 г. в стране действовало более 3060 каналов передачи дан­ ных в сетях различного назначения [9]. Интенсивно проводятся разработки по передаче данных в Англии, ФРГ, Швеции, Фран­ ции, Италии и других странах. Быстрыми темпами создаются СПД и в нашей стране. Известно, что полеты советских искус­ ственных спутников, космических кораблей и автоматических станций обслуживаются наземным автоматизированным команд- 4
но-измерительным комплексом, в состав которого входит аппара­ тура радиолокации, радиоизмерения и радиотелеуправления, связанная с координационно-вычислительным центром каналами передачи данных. Существуют отраслевые системы передачи цифровой информации, системы специального назначения (на­ пример, в АСУ Аэрофлота), разработана различная аппаратура передачи данных (АПД). Для обеспечения широкого обмена цифровой информацией в сравнительно сжатые сроки и из экономических соображений целесообразно использовать для передачи данных в первую оче­ редь существующие каналы связи. При применении соответствую­ щих методов повышения помехоустойчивости (защиты от оши­ бок) существующие проводные и радиорелейные телефонные и телеграфные каналы вполне пригодны для передачи по ним цифровой информации с приемлемой скоростью на достаточные расстояния. Выбор параметров СПД и методов повышения помехоустой­ чивости зависит от качества канала (ширины полосы частот, характера и частости ошибок, надежности, существующей нагруз­ ки и т. д .) и требований объекта, обслуживаемого системой. Оптимальный выбор параметров СПД должен производиться с учетом экономических факторов, определяющих в конечном счете стоимость затрат на передачу информации, потери от ошибок, задержки и полезный эффект (стоимость приобретений) от передачи информации. | Статистические характеристики и методы описания каналов передачи данных изучались во многих работах, как отечествен­ ных, так и зарубежных [10, 85, 98, 113, 117, 126 и др.]. Основное внимание в них уделено исследованию стандартных. телефонных каналов так называемой коммерческой связи. В ближайшем будущем в связи с внедрением отраслевых АСУ следует ожидать резкого роста потоков информации, передавае­ мой в цифровой форме. Ввиду того, что существуют практические ограничения по пропускной способности, нагрузке и надежности существующей стандартной сети связи поиск резервных каналов для передачи данных является назревшей задачей. Такими кана­ лами могут служить различные сети коммуникаций, построен­ ные из электропроводных материалов и предназначенные для транспортировки жидкостей, газа, энергии, грузов, нецифровой информации и т. д . Особый интерес с этой точки зрения представ­ ляет исследование возможностей передачи цифровой информации по электроэнергетическим сетям. Это объясняется тем, что: а) степень разветвленнности электроэнергетических сетей не уступает разветвленности информационных: б) каналы передачи данных, организованные по линиям элек­ тропередачи (ЛЭП), являются естественными и наиболее подхо­ дящими для АСУ энергосистемами; 5
в) накопленный опыт в отношении эксплуатации имеющихся систем служебной телефонной связи и телемеханики позволяет считать эти каналы наиболее подготовленными для организа­ ции СПД; г) совпадение графов энергетических и информационных пото­ ков и сравнительно малая ожидаемая нагрузка каналов передачи данных для АСУ самих энергосистем позволяют использовать эти каналы для обмена цифровой информацией в других, не относя­ щихся к энергетике, системах. Известно, что в ряде капиталистических стран возникли труд­ ности при организации крупных СПД государственного масшта­ ба. Вследствие противоречий между капиталистическими монопо­ лиями и компаниями, владеющими сетями связи или производя­ щими информационные средства, и пользователями ЭВМ рацио­ нальная организация национальных СПД сомнительна. Так, в Японии жесткая монополия и стремление компании «НТТ» («Ниппон телефон энд телеграф») сохранить за собой выгодную сферу деятельности сдерживают реализацию проекта по созда­ нию Национальной службы передачи данных. Переговоры между «НТТ» и правительством Японии об участии постороннего част­ ного капитала (что повлекло бы участие и в разделе прибыли) в организации и эксплуатации Национальной службы передачи данных положительных результатов не дали [9]. При социалистической системе общественных отношений госу­ дарственные интересы совпадают с общенародными. Необходимо использовать преимущества нашего общественного строя при создании Общегосударственной системы передачи данных (ОГСПД), в том числе СПД различных назначений. Немаловаж­ ное значение при этом будет иметь организация каналов пере­ дачи данных по ЛЭП для обслуживания АСУ электроэнергетикой и другими отраслями народного хозяйства. В предлагаемой чита­ телю книге освещены вопросы использования высокочастотных (ВЧ) каналов по ЛЭП для передачи данных. Экспериментальные и теоретические результаты были получены авторами при иссле­ дованиях каналов Министерства энергетики и электрификации УзССР, проводившихся Отделом теории информации ордена Трудового Красного Знамени Института кибернетики с Вычисли­ тельным центром АН УзССР. Основные выводы и рекомендации были приняты к внедрению для республиканской АСУ энергети­ кой Узбекистана. Многие из вошедших в книгу результатов были опубликованы в трудах ордена Трудового Красного Знамени Ин­ ститута кибернетики с ВЦ АН УзССР «Вопросы кибернетики». Некоторые из выводов докладывались на IV и V конференциях по теории передачи и кодирования информации и на семинаре в Со­ вете по кибернетике АН СССР. Настоящая работа является первой попыткой освещения комплекса вопросов, связанных с передачей данных по ЛЭП, поэтому она не может претендовать на полноту и безапелляцион- 6
ность выводов. Однако авторы надеются, что книга поможет исследователям разобраться в некоторых вопросах, касающихся использования ЛЭП для передачи данных, и будет полезным ме­ тодологическим пособием. Замечания и предложения по данной работе помогут устранить недостатки и приобрести необходимую ориентацию при дальнейших исследованиях. Авторы благодарны сотрудникам Отдела теории информации Института кибернетики с ВЦ АН УзССР И. Мухамеджанову, А. Исмаилову, Б. Мусаеву, Т. Нишанбаеву, В. Умарову, работ­ никам Министерства энергетики и элекрификации УзССР A. Смарщевскому, Р. Батраковой, сотрудникам ЦНИИС ЛО B. Л. Мореву, П. А. Юнакову, Л. А. Сизовой, сотрудникам ВНИИЭ Я. Л . Быховскому, В. С . Скитальцеву, а также К. А . Бру - силовскому и А. С. Замрию за содействие в работе.
Глава I ПРОБЛЕМА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛЭП ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ § 1. Электроэнергетика и связь Еще В. И . Ленин предвидел, что электрификация страны явит­ ся огромной преобразующей силой и прочной материальной базой, без которой невозможен переход на путь строительства коммунизма. В нашей стране энергетика развивается более высокими тем­ пами, чем другие отрасли народного хозяйства. Если за восемь предыдущих пятилеток (1928—1970 гг.) промышленное производ­ ство возросло в 75 раз, то выработка электроэнергии увеличи­ лась в 176 раз. Для этой отрасли характерны широкая концентра­ ция производства и централизованное управление выработкой и распределением особой продукции — электроэнергии. Централизованное электроснабжение от развитых, крупных энергосистем является наиболее целесообразным путем решения задачи электрификации всей страны. Поэтому развитие энерге­ тики идет в направлении объединения работы электростанций на общие энергетические сети. Энергетические связи между электро­ станциями, объединение их в единую систему позволяют маневри­ ровать мощностями и устанавливать оптимальные режимы энер­ госнабжения. Создаются мощные, территориально разветвлен­ ные энергосистемы, которые в свою очередь соединяются в еще более крупные объединенные системы. Наконец, в недалеком будущем будет организована Единая энергосистема всей страны. В настоящее время действуют Единая энергосистема европей­ ской части СССР, объединенные энергосистемы Сибири и Сред­ ней Азии; завершаются работы по созданию объединенных энер­ госистем Северного Казахстана и Дальнего Востока. Успешно функционирует международная объединенная энерго­ система «Мир», в которую входят энергосистемы Болгарии, Венг­ рии, ГДР, Польши, Румынии, СССР и Чехословакии. Передача и распределение электроэнергии в объединенных энергосистемах осуществляются по токонесущим проводам, обра­ зующим мощную и разветвленную электроэнергетическую сеть, покрывающую громадную территорию страны. Общая протяжен­ ность государственных ЛЭП в СССР уже превысила 3 млн. км. 8
Энергетика по сравнению с другими отраслями народного хо­ зяйства имеет ряд специфических особенностей. Наиболее важ­ ными из них являются следующие: 1. Невозможность хранения готовой продукции (существую­ щие аккумуляторы электроэнергии из-за ничтожной емкости по> сравнению с мощностью энергосистем можно не принимать в рас­ чет), вследствие чего возникает необходимость обеспечения еди­ новременноеTM производства и потребления электроэнергии. 2. Наличие хорошо развитой сети коммуникаций для быстрой транспортировки продукции (энергии) к потребителям. 3. Случайный характер потребления энергии. 4. Заметное влияние потребителей на функционирование энер­ госистемы. 5. Сильно выраженная (иногда полная) зависимость функци­ онирования важных в народнохозяйственном отношении потре­ бителей от снабжения электроэнергией. Указанные факторы определяют исключительное значение в энергосистемах четкого контроля и управления, которые могут быть обеспечены только при наличии высококачественной и на­ дежной системы связи. Основным видом связи в энергосистемах является ВЧ-связь- по ЛЭП. Высокочастотные каналы по ЛЭП в СССР используются для диспетчерской и технологической служебной телефонной свя­ зи, целей телемеханики, автоматики и импульсного контроля [61, 78, 95, 109]. За рубежом ВЧ-каналы связи по ЛЭП применя­ ются в основном для тех же целей, что и в Советском Союзе [44, 64, 112]; некоторое отличие в конструктивных решениях, аппа­ ратуре и методах расчета не принципиально. В Японии, напри­ мер, ВЧ-каналы по ЛЭП частично используются для нужд общегосударственной связи. В некоторых странах Европы и в США на ЛЭП начали приме­ няться провода со специальным высокопроводным покрытием для увеличения ширины используемой полосы частот, уменьшения затухания и упрощения присоединения ВЧ-аппаратуры к прово­ дам. В ряде зарубежных стран для организации ВЧ-связи исполь­ зуются грозозащитные тросы. Опыт эксплуатации ВЧ-каналов по- грозозащитным тросам в ГДР, Чехословакии и США показал, что по эксплуатационной надежности связи они не уступают фазовым проводам ЛЭП. Высокочастотная связь по грозозащит­ ным тросам начала внедряться на линиях 500—750 /се и в Совет­ ском Союзе (ЛЭП-500 кв, Ташкент—Чимкент, опытно-промыш­ ленная передача на ЛЭП-750 кв, Конаково—Москва). При эксплуатации больших энергосистем протяженность сетей связи, как правило, соответствует протяженности высоковольтных электроэнергетических сетей, которые в индустриально развитых государствах покрывают всю страну [129]. В таких промышленное развитых странах, как США, Франция, Чехословакия, ГДР, Япо­ ния, Швеция, Швейцария и другие, для связи используются прак-
тически все линии высокого напряжения [19]. Для диспетчерского обмена информацией создаются и международные линии ВЧ-свя­ зи нескольких государственных энергосистем, работающих парал­ лельно (например, в ИСРТЕ — Союзе по координации производ­ ства и передачи электроэнергии в Западной Европе). Благодаря высокой экономичности, надежности и разветвлен­ ноеTM ВЧ-каналы связи по ЛЭП в Советском Союзе получили •самое широкое распространение (протяженность их исчисляется •сотнями тысяч километров), находя все новые сферы примене­ ния, основной из которых является передача данных. § 2. Автоматизация управления энергосистемами В сфере управления электроэнергетическими системами, имею­ щими ряд специфических особенностей (см. § 1), центральное место занимает оперативное диспетчерское управление, основной задачей которого являются руководство согласованной работой энергообъектов, обеспечение надежного и экономичного функ­ ционирования энергосистемы или энергообъединения и беспере­ бойного электроснабжения потребителей. Оперативный персонал устанавливает и постоянно контролирует режимы работы энерго­ системы, не допуская нарушений или быстро ликвидируя их [7]. К средствам диспетчерского управления относятся телефонная связь и телемеханика (телеуправление, телесигнализация и теле­ измерение), организованные по ВЧ-каналам ЛЭП. Важное значе­ ние имеют устройства противоаварийной и системно-режимной автоматики, использующие также ВЧ-каналы по ЛЭП. Эти устройства служат для локализации или ликвидации различных нарушений и поддержания заданного режима работы энерго­ системы, освобождая диспетчера от некоторой части функций контроля и регулирования. Однако все эти средства управления на современном этапе развития электроэнергетики не могут обес­ печить оптимального и динамического управления крупными энергосистемами. Оптимальное управление энергосистемами возможно только при автоматизации на базе применения электронно-вычислитель­ ной техники с различными терминальными устройствами, сред­ ствами передачи и обработки информации. Наряду с оператив­ ным управлением режимом работы энергосистемы АСУ позволит решать задачи экономического и организационно-управленче­ ского профиля. Внедрение АСУ* энергосистемами как у нас, так и за рубе­ жом, идет весьма быстрыми темпами. Функционирование АСУ, * В практике энергетических предприятий используются термины «авто­ матизированная система диспетчерского управления (АСДУ), автоматизирован­ ная система оперативного управления (АСОУ)». Однако они охватывают огра­ ниченную область автоматизации управления энергосистемами. 10.
обслуживающих энергосистемы с территориально рассредоточен­ ными объектами, возможно только при хорошо налаженной СПД. Таким образом, дальнейшее развитие техники связи по линиям высокого напряжения связано с созданием сети каналов передачи информации в цифровой форме между ЭВМ и источниками и пот­ ребителями информации с необходимой скоростью и достовер­ ностью, т. е . каналов передачи данных [35]. Энергетика — одна из наиболее подготовленных отраслей народного хозяйства для автоматизации управления на базе применения математических методов и вычислительной техники. Это объясняется непрерывностью производственного процесса и высоким уровнем автоматизации и централизации основного про­ изводства. Важной предпосылкой является также возможность использования самих электроэнергетических линий высокого напряжения в качестве каналов передачи данных. § 3. Совпадение электроэнергетических и информационных потоков Решение проблемы использования ВЧ-каналов по ЛЭП для передачи данных должно также основываться на выявлении дополнительных областей, где применение таких каналов целе­ сообразно. Если необходимость ВЧ-каналов ПО' ЛЭП для пере­ дачи данных в АСУ энергосистемами не вызывает сомнений, то для ответа на вопрос, нужно ли рекомендовать указанные каналы для ОГСПД, республиканских СПД и СПД ведомств и организаций, не относящихся к энергетике, следует, очевидно, выяснить два фактора. Первый регламентирующий фактор — оценка существующей и предполагаемой после внедрения АСУ энергосистемой нагрузки ВЧ-каналов ЛЭП. Исследования, результаты которых будут приведены далее, показали, что в ВЧ-каналах по ЛЭП имеются большие резервы по нагрузке, особенно в ночное время. Следует также учесть, что внедрение АСУ энергосистемами должно сни­ зить существующую нагрузку за счет более быстрой (по сравне­ нию с телефонными переговорами) передачи данных для диспет­ черского контроля и управления. Второй фактор — оценка близости сети энергосистем к графу информационных потоков в ОГСПД, республиканских СПД и СПД других АСУ с территориально рассредоточенными объ­ ектами. Не имея характеристик перечисленных СПД, для первона­ чальной оценки близости графов информационных и электро­ энергетических потоков можно сравнивать существующие сети связи с сетями энергосистем. Такой подход может быть оправдан следующим: 1. Формирование и развитие сети связи обусловлено произ­ водственно-экономическими, социальными, культурными, геогра-
фическими и другими факторами. Однако главным фактором, определяющим структуру сетей передачи данных АСУ, являются производственно-экономические потребности. 2. Опыт по созданию СПД у нас в стране и за рубежом пока­ зывает, что существующие сети связи в ближайшие годы смогут обеспечить потребности АСУ различных масштабов в передаче данных как по направлению информационных потоков, так и по резервам нагрузки. Но это не означает, что необходимость в использовании ВЧ-каналов по ЛЭП для СПД отпадает, так как речь идет только о первом этапе развития АСУ. Кроме того, нельзя забывать, что при использовании ВЧ-каналов ЛЭП для СПД обеспечивается более высокая надежность и меньшая стоимость каналов. 3. Крупные электроэнергетические предприятия обычно сти­ мулируют развитие промышленного производства в местах их дислокации, что обусловливает появление информационных пото­ ков к существующим в регионе производственно-экономическим центрам. Потоки электроэнергии, передаваемые по ЛЭП, будут иметь в основном те же направления. Для оценки близости графов и мощностей электроэнергетиче­ ских и информационных потоков рассмотрим часть Средне­ азиатской энергосистемы и сети связи, обслуживающей ту же территорию. Под мощностью информационного потока здесь подразумевается количество информации, передаваемой в дан­ ном направлении за единицу времени. В рамках такого исследо­ вания мощность информационного потока можно определять максимально возможной суммарной длительностью телефонных переговоров по направлениям за сутки или пропорциональной ей величиной — числом телефонных каналов. Телеграфные каналы можно не учитывать, так как их количество достаточно сильно коррелировано с числом телефонных каналов. Мощность электро­ энергетических потоков измеряется максимальной мощностью перетоков. Для приблизительной оценки эту мощность можно считать пропорциональной суммарному, приведенному к 220 кв, сечению проводов ЛЭП (учитывались только линии напряже­ нием не ниже ПО кв). На рис. 1 представлена графическая схема ЛЭП и сети телефонной связи региона (соотношение расстояний на схеме не отражено). Из схемы видно, что графы сети связи и ЛЭП в основном совпадают. Географическое несовпадение между каналами связи и ЛЭП наблюдается только в пунктах 2—8, 2—5, 10—13 и 12—13. Электрическая связь 2—5 может быть осуществлена через пункт 3, 2—8 —через 3 и 5, 10—13—через 11 и 12, а энергетическая связь 12—13—через 11 и 10. Если не принимать во внимание возможности обходных направлений, то совпадение графов сети связи и ЛЭП с учетом расстояний между узлами составит для рассматриваемого региона примерно 85%. При учете обходных направлений совпадение можно считать 100%-ным. J2
Ниже приводятся данные по числу телефонных сечению проводов ЛЭП (в относительных единицах) торых направлений: Число телефон- Суммарное сечение каналов и для неко- Направ- ление 1—2 2-4 2-5 10—15 1—14 5-6 6-7 7-8 1-15 4—9 1-16 (10—13) ных каналов 2,5 2,0 1,3 1,0 1,0 0,8 0,8 0,8 0,8 0,5 0,5 (1,6) проводов ЛЭП 1,6 0,8 0,7 1,0 1,0 0,5 0.5 0,4 0,5 0,5 0,4 (0,54) Направление (10—13) является неспецифичным (пункт 13 — это относительно плотно населенный, но удаленный район со срав­ нительно слабо развитой про­ мышленностью), поэтому при анализе его можно не учи­ тывать. На рис. 2, представлен гра­ фик, на котором в виде крести­ ков даны пары значений вели­ чин L и D. Расположение крес­ тиков свидетельствует о поло­ жительной корреляции между значениями числа телефонных каналов L и сечений проводов ЛЭП D. Определим статистический коэффициент корреляции: Рис. I. Совпадение графов электроэнер­ гетических^ информационных каналов. LD где K*lD — статистический корреляционный момент величин LиD,а о* и aD — их (статистические средние квадратические от­ клонения. Для рассматриваемой статистики имеем здесь m*L = 1,09 и mD = 0,72 — средние арифметические значения L и D; P*j — частость совместного появления Lt и Dj . 13
Статистические дисперсии равны п »4 = 2(Li-^) р Г=°. 355 ' 11 7-1 Для статистических средних квадрэтических отклонений полу­ чим Статистический коэффициент корреляции между величинами LиDравен. :0,82. Результаты анализа показывают, что между информацион­ ными и электроэнергетическими потоками имеется явно выражен- 1,6 1? ив 34 ИВ Х2 IS го 2.4 Рис. 2. Распределение относительных чисел теле­ фонных каналов (L) и приведенных сечений про­ водов ЛЭП (£>). ная корреляционная связь. Наличие этой связи и хорошее совпа­ дение графов информационных и электроэнергетических сетей позволяют использовать ВЧ-каналы ЛЭП для передачи данных в АСУ различных объектов неэнергетического характера с террито­ риально рассредоточенными подразделениями. § 4. Экономические факторы Организация и эксплуатация каналов передачи данных по ЛЭП не потребует больших материальных затрат, так как разви-
тая сеть ВЧ-каналов связи уже имеется или может быть органи­ зована при сравнительно небольших затратах [7]. Известно, что основная доля капитальных и эксплуатацион­ ных расходов при сооружении воздушных и кабельных линий, связи приходится на линейные сооружения. Для каналов по ЛЭП эти затраты отсутствуют, поскольку строительство и эксплуата­ ционное обслуживание ЛЭП не зависит от наличия или отсут­ ствия по ним ВЧ-каналов связи . При организации ВЧ-связи по - ЛЭП основными являются. Рис. 3 . Зависимость стоимости капиталь­ ных затрат (К, тыс. руб.) от протяжен­ ности каналов (/, км) для различных ви­ дов связи: /—сооружение линии связи с подвеской стальной це­ пи; 2 и 3—подвески биметаллической и стальной це­ пей соответственно на существующих линиях связи; 4 и 5—оборудование каналов связи по ЛЭП-110 КВ с помощью аппаратуры типа КП-59 и APC-64 соот­ ветственно. Рис. 4 . Зависимость отно­ сительных ежегодных экс­ плуатационных расходов (Э) от протяженности каналов для различных видов связи: /—ВЧ -каналы по ЛЭП; 2—каналы УКВ-радпосвязи; 3-воздушная ли­ ния связи; 4~каналы уплотнения проводных линий. организации различных видов связи в зависимости от протяженно­ сти каналов, произведенные Б. П . Белоусом и В. Е. Ефремовым [7], показали (см. рис. 3), что при протяженностях каналов от ста- до нескольких сотен километров сооружение ВЧ-связи по ЛЭП обходится в 3—8 раз дешевле, чем любых других средств связи. Только при незначительной протяженности канала (не более 40 км) сооружение других видов связи может оказаться эконо­ мичнее, чем организация ВЧ-каналов по ЛЭП. По эксплуатационным расходам ВЧ-каналы связи по ЛЭП также имеют преимущества перед другими видами связи. На рис. 4 представлены относительные ежегодные затраты на эксплуатацию различных видов связи (для двух каналов). Как показали расчеты ВНИИЭ, при сооружении ВЧ-связи по стале-алюминиевым грозозащитным тросам линий сверхвысокого напряжения (500—750 кв) для протяженности каналов 130— 200 км капитальные и эксплуатационные расходы будут в 7—8 раз ниже, чем при прокладке однокабельной линии. 15
Однако не все экономические соображения распространяются на каналы по распределительным сетям, так как при организа­ ции в этом случае ВЧ-связи стоимость каналов резко возрастает •из-за необходимости обработки большого числа ответвлений. В этом случае более дешевыми могут оказаться другие способы связи. § 5. Общие принципы построения « некоторые особенности высокочастотных каналов по ЛЭП При всех упоминавшихся выше достоинствах ЛЭП имеют ряд специфических свойств, которые затрудняют их использование для передачи информации. Подключение аппаратуры ВЧ-уплотнения к проводам высо­ кого напряжения и организация каналов связи осуществляются г Рис.5. Схема образования ВЧ-каиала по ЛЭП: /-ЛЭП; 2—шины подстанции; Л-ВЧ-заграднтель; 4—кон­ денсатор связи; 5—фильтр присоединения; 6—оконечная аппаратура. яри помощи специальной аппаратуры присоединения и обработ­ ки, которая состоит из конденсатора связи, фильтра присоедине­ ния, ВЧ-заградителя и ВЧ-кабеля [77]. Назначение этих элемен­ тов — защита аппаратуры связи и обслуживающего персонала от высокого напряжения и создание необходимого пути для распро­ странения ВЧ-сигналов с возможно меньшими затуханиями. На рис. 5 представлена схема образования ВЧ-канала связи по ЛЭП типа «фаза—земля». Для образования ВЧ-каналов могут применяться и другие схемы, например «две фазы — земля» или «фаза — фаза». Высокочастотная связь в энергосистемах используется глав­ ным образом на воздушных линиях с напряжением 35—500 кв, - причем наиболее протяженная сеть ВЧ-каналов в СССР органи­ зована по линиям с напряжением 110 и 220 кв. Диапазон исполь­ зуемых частот — от 30 до 700 кгц с тенденцией расширения в сто­ рону более высоких частот. Средняя длина усилительного участ­ ка составляет около 100 км. Высокий уровень линейных помех и сравнительно низкое переходное затухание по высокой частоте между разными линиями, подключенными к общим шинам, затрудняют решение задачи по выбору и распределению частот и 16
организации разветвленных многоканальных сетей связи. Кроме того, установка промежуточных усилителей на ЛЭП сопряжена со значительными трудностями, если такие усилители нельзя установить на промежуточной подстанции. В силу указанных причин в технике связи по ЛЭП применяются малоканальные системы (1—3 телефонных канала и 2—7 каналов телемеханики). В последнее время все чаще организуются 12-канальные системы телефонной связи на аппаратуре дальней связи В-12 -2 или В-12-3 со стойками преобразования для сдвига частот в область более высоких значений и мощными усилителями (например, в системе Иркутскэнерго работает 12-канальная система связи протяжен­ ностью 650 км по ЛЭП-220 кв с тремя промежуточными усили­ тельными пунктами [19]). Для осуществления связи по сверхдаль­ ним ЛЭП (750 кв и выше) целесообразно использовать изолиро­ ванные (стале-алюминиевые) грозозащитные тросы. При такой связи значительно упрощается ВЧ-обработка, облегчается устройство пунктов промежуточного усиления и уменьшаются ВЧ-помехи. Эти преимущества позволяют существенно повысить количество каналов связи (по сравнению с каналами по линейным проводам) до величин, сравнимых с числом каналов связи по воздушным линиям и некоторым кабелям связи.. Провода высоковольтных линий выполнены из цветных метал­ лов со стальным сердечником, имеют большое сечение и очень хорошую изоляцию. Однако процесс распространения токов вы­ сокой частоты по ним имеет сложный характер, поскольку ЛЭП являются многопроводными (многоволновыми) системами с не­ симметричным подключением ВЧ-аппаратуры (особенно при схеме «фаза—земля»). Ввиду того что расстояния между прово­ дами ЛЭП соизмеримы с высотой их подвески, влияние потерь в земле на параметры волновых каналов значительно. Поэтому километрическое затухание ЛЭП больше, чем могло бы быть у обычных линий связи с проводами такого же сечения, как у ЛЭП. По сравнению же с линиями связи, имеющими стандартные сече­ ния, километрическое затухание ЛЭП примерно одинаково или меньше (в зависимости от сечения проводов ЛЭП) и достигает 26—35 дб при значительной протяженности линий (300—500 км). Следует иметь в виду, что параметры линий сильно зависят от погодных условий и затухание обычно существенно возрастает при повышенной влажности и осадках, особенно при обледенении проводов. Имеется также целый ряд неоднородностей и неста- бильностей, связанных с транспозицией и провисом проводов, ответвлениями, нагрузками на концах, не согласованными с вол­ новым сопротивлением, коммутационными переключениями, кото­ рые изменяют конфигурацию и параметры линий [19, 78]. Уровень помех в ВЧ-каналах по ЛЭП достигает —17,4— —8,7 дб, что значительно выше, чем в стандартных телефонных каналах (—87 в кабельных и — 70 дб в воздушных линиях). Это объясняется существованием высокого .напряжения, на линии, Г от. П'.б 'ичн;л.; !- науннj- •охнsiм ая бмблно-. ,ка О* CP г ' 17 ЭКЗЕМПЛЯР 2-254
которое сопровождается коронированием проводов, являющимся- основным источником так называемых распределенных помех в- широком спектре частот. При проектировании ВЧ-каналов по ЛЭП на основании многочисленных измерений принимаются следующие уровни помех в полосе 1 кгц для соответствующих, напряжений: 6,10,35 кв —50 дб (—5.8 неп) ПО кв —42 дб (—4,8 неп) 220 кв —30 дб (—3,4 неп) 330 кв с одним проводом в фазе —21 дб (—2,4 неп) 330 кв с двумя проводами в фазе—30 дб (—3,4 неп) 500 кв с тремя проводами в фазе—21 дб (—2,4 неп) Приведенные уровни помех наблюдаются при хорошей погоде.. В плохую погоду при повышении влажности и осадков корони- рование и уровень помех значительно возрастают. Пересчитать уровни распределенных (флуктуационных) помех, на полосу стандартного телефонного канала, равную 3,1 кгц, можно по формуле /7nOMi/ = ^noM + 10]gA^ где pnoili/ — уровень помех в полосе частот А/(/ш(), дб; рПОМ—уро­ вень помех в полосе 1 кгц, дб. Для ЛЭП-110 кв уровень помех равен — 37, а для ЛЭП- 220кв—25дб. Если для стандартных телефонных каналов международная норма по минимальной величине разности уровней сигнала и рас­ пределенных помех (Ар) равна 41 дб, т. е . напряжение сигнала должно быть больше напряжения помех приблизительно в 110 раз, то для ВЧ-связи по ЛЭП эта норма принята равной 26 дб, т. е . напряжение сигнала может превышать напряжение помех всего в 20 раз. При этом высокий уровень помех в ВЧ-каналах ЛЭП обусловливает увеличение выходной мощности передатчи­ ков до 10—200 вт (тогда как для обычных линий связи эта мощ­ ность составляет доли ватта). Необходимо остановиться еще на одном факторе, характерном для телефонных ВЧ-каналов по ЛЭП. Поскольку их физико-тех­ нические параметры существенно отличаются от параметров обычных линий связи, а сами каналы предназначены сугубо для служебных целей, то при их организации допускаются отступле­ ния от международных норм, предъявляемых к стандартным (коммерческим) телефонным каналам, в сторону снижения тре­ бований к качеству связи [2,78]. Так, для ответственных телефон­ ных каналов по ЛЭП диспетчерской и технологической связи при­ нята полоса эффективно передаваемых частот 0,3—2,4 кгц, а для остальных каналов — 0,3 -f- 1,8. Хотя эта полоса значительно уже полосы стандартных телефонных каналов (0,3—3,4 кгц), и, есте­ ственно, артикуляция снижается, однако считается, что для слу­ жебных разговоров с ограниченным словарем и необязатель- 18
ностью передачи тембра и интонации голоса разборчивость будет достаточней. Необходимость в более узкой полосе частот вызы­ вается снижением уровня помех и выделением части тональной полосы частот для организации каналов телемеханики. Рассмотренные ВЧ-каналы по ЛЭП сильно отличаются от стандартных телефонных каналов. Эти отличия определенным образом сказываются на процессе передачи данных и, безуслов­ но, должны учитываться при разработках СПД. § 6. Исследование передачи данных по высокочастотным каналам ЛЭП На какие вопросы необходимо ответить в первую очередь при решении проблемы использования ВЧ-связи по ЛЭП для пере­ дачи данных? Постановка проблемы должна вытекать из сообра­ жений экономики, которые кратко могут быть выражены требо­ ванием — СПД должна при ограничении по стоимости обеспе­ чить передачу максимально возможного объема информации за определенный промежуток времени с необходимой достовер­ ностью. Формулировка может быть и в другом плане — обеспе­ чить передачу заданного объема информации за определенный отрезок времени с потребной достоверностью при минимальной стоимости СПД. Оба этих требования, первое из которых может предъявляться к СПД общего пользования с большим количе­ ством клиентов, а второе — к СПД одного определенного объекта (или определенной стабильной совокупности объектов), опреде­ ляют два основных взаимосвязанных направления исследований: 1. Выяснение резервов по нагрузке, которые могут быть ис­ пользованы для передачи данных. 2. Определение параметров каналов по помехоустойчивости. Зная существующие резервы по нагрузке и картину распре­ деления ошибок при передаче цифровой информации, можно определить скорость передачи и выбрать целесообразные методы повышения помехоустойчивости. Немаловажным параметром систем является их надежность. Этот фактор может рассматриваться двояко — отдельно, как это делалось до сих пор в большинстве случаев, или в связи с его влиянием на два упомянутых выше основных фактора — резервы по нагрузке и помехоустойчивость. В последнем случае ненадеж­ ное состояние каналов может интерпретироваться как состояние жесткой занятости каналов другим клиентом («клиент ненадеж­ ности»), состояние «сплошных ошибок» (при прерывании канала) или состояние повышения интенсивности ошибок (при выходе из строя или ухудшении качества работы отдельных элементов СПД — так называемая параметрическая надежность). Следует отметить, что каналы связи по ЛЭП имеют высокую надежность, превосходящую надежность не только воздушных, но и кабель­ ных линий связи. В значительной мере это преимущество каналов 19
по ЛЭП объясняется большой механической прочностью высоко­ вольтных линий [2,78]. Если передача данных по стандартным телефонным и теле­ графным каналам исследовалась во многих работах, то ВЧ-каиа- лы ЛЭП еще не привлекли столь пристального внимания специа­ листов по передаче цифровой информации, и здесь еще предстоит решить большой круг задач. Одними из первых работ в области передачи данных по ВЧ-каналам ЛЭП явились статьи X. Накамуры [87]. В резуль­ тате экспериментальных исследований передачи данных по теле­ графным ВЧ-каналам ЛЭП в Японии со скоростью 50 бод были получены значения частостей ошибок (в среднем Ю -4 по знакам) для линий 150—275 кв при системе с частотной модуляцией и одной боковой полосой (ЧМ—ОБП) и определено в общих чер­ тах влияние коронированпя и коммутационных процессов на воз­ никновение шумов. Автор не анализировал распределения ошибок. Более подробный анализ был сделан Б. Шакичем и М. Битра- ном [130] по результатам измерений ВЧ-канала ЛЭП между Ла- уфенбургом и Зоацца (Швейцария) протяженностью 220 км, про­ водившихся в январе 1968 г. Цифровая информация передавалась телеграммами длиной 40 бит со скоростью 200 бод при ЧМ (2340 ± 90 гц). Анализ показал, что канал асимметричен (ча­ стость ошибок одного вида превышала частость ошибок другого в 3 раза). Удалось установить, что средняя частость ошибок равна 2 - 10~ 5 , возрастая в отдельные дни до Ю -4 , причем макси­ мальные частости ошибок коррелированы с периодами сильного снегопада. Среднее число ошибок на ошибочную телеграмму составило 1,32 (для статистической вероятности ошибочных теле­ грамм, равной 0,033). По кратности ошибки в телеграммах рас­ пределялись следующим образом: 83%—одиночные, 11,7 — двой­ ные, 2,5 — тройные и 2,8%—большей кратности. Интервалы между ошибочными телеграммами были довольно равномерными. Авторы пытались проанализировать закон распределения ошибок. Исходя из ошибочной предпосылки, что вероятность .'77-кратных ошибок при некоррелированных ошибках Рт должна быть равна р т , они пришли к выводу, что помехи (а следователь­ но, и ошибки) коррелированы. Закономерность появления неза­ висимых ошибок, как известно, описывается биномиальным рас­ пределением где Рт (п) — вероятность появления m-кратной ошибки в блоке длины п, а р — вероятность ошибки на символ. В то же время Б. Шакич и М. Битран констатируют, что подавляющее число ошибочных телеграмм имеет по одной ошибке или ошибки небольшой кратности (одиночные и двойные ошибки составляют 20
94,7%). Последнее обстоятельство говорит в пользу предполо­ жения, что выраженное пакетирование ошибок не проявляется. Наблюдавшееся двоение ошибок (около 90% интервалов между двумя ошибками имели расстояние менее 5 бит) могло возникать не вследствие коррелированности помех, а по другим причинам (тем более, что вероятность появления сдвоенных ошибок сильно возрастала при смене передаваемых символов). Необходимо иметь в виду и тот факт, что на результатах измерений могло сказаться наличие в испытуемом ВЧ-тракте участка кабельного канала связи длиной в 18,6 км с посторонней нагрузкой. Вслед­ ствие указанных причин к выводам Б. Шакича и М. Битрана о пакетном характере ошибок при передаче данных по ВЧ-каналам ЛЭП при ЧМ надо относиться осторожно, учитывая, что основной причиной возникновения ошибок следует считать флуктуацион- ные помехи от коронирования, которые должны вызывать при передаче данных ошибки с независимым законом распределения. Большой интерес представляют исследования, проведенные Министерством энергетики Италии с 1966 по 1969 гг., результаты которых докладывались в Исследовательском комитете No 35 (связь) СИГРЭ. Испытывалось несколько ВЧ-каналов по ЛЭП при передаче данных со средними скоростями (в основном 2400 бод) в полосе 300—3400 гц при фазовой модуляции. Были исследованы характеристики затухания каналов и время замед­ ления, а также статистические вероятности ошибок при передаче данных блоками псевдослучайной последовательности символов длиной в 511 элементов. Для улучшения условий передачи на всех участках канала были установлены специальные корректоры фазовых искажений, вызываемых различными фильтрами. Это позволило вести передачу на скорости 2400 бод при компенсации также частотных искажений в оконечных устройствах. Тщательная регулировка канала позволила вести передачу с частостью оши­ бок символов 5,5-Ю -6 . Увеличение вероятности ошибки легко компенсировалось снижением скорости. Было зафиксировано также, что коммутационные операции на высоковольтной сети вызывают резкое увеличение вероятности ошибки. Исследователи пришли к оптимистическому предположе­ нию, что обеспечение точной регулировки ВЧ-каналов и фазовой коррекции вполне позволяет достичь скорости многоуровневой передачи данных 3600—4800 и даже 9600 бод при использовании наиболее совершенных модемов, снабженных линейными вырав­ нивателями. Почти одновременно с итальянскими энергетиками были нача­ ты исследования передачи данных по ВЧ-каналам ЛЭП в Совет­ ском Союзе под руководством авторов настоящей работы. В ка­ честве основного объекта была избрана энергосистема Мини­ стерства энергетики и электрификации Узбекской ССР, имеющая развитую сеть ВЧ-каналов по ЛЭП. В течение 1967—1972 гг. был исследован 21 канал ВЧ-связи различной протяженности и с раз- 2i
ным числом промежуточных усилителей и переприемных пунктов на линиях с напряжением ПО и 220 кв. Кроме того, был иссле­ дован также канал ВЧ-связи по грозозащитным тросам опытно- промышленной ЛЭП-750 кв, Конаково — Москва. Передача дан­ ных осуществлялась со скоростями 600 и 1200 бод при ЧМ. Вы­ бор скоростей и вида модуляции определялся в первую очередь необходимостью выяснения эффективности работы по ВЧ-кана- лам ЛЭП стандартной АПД. Имелось также в виду, что основ­ ные характеристики каналов при флуктуационных помехах могут быть довольно легко пересчитаны с одного вида модуляции на другой. Отличительными особенностями наших исследований по сравнению с работами, проводившимися в Швейцарии и Италии, являются: 1) более широкая постановка задачи анализа процесса пере­ дачи данных по ВЧ-каналам ЛЭП, включающая определение характеристик по существующей нагрузке, надежности и поиск математической модели распределения ошибок; 2) более обширный объем измерений, охватывающий значи­ тельное число (более 20) каналов с различной аппаратурой уплотнения и их работу при разных условиях; 3) широкая автоматизация исследований, включающая приме­ нение ЭВМ для регистрации, анализа и моделирования процесса передачи данных. В последующих главах читатели ознакомятся с методикой и результатами исследований ВЧ-каналов ЛЭП, проводившихся Отделом теории информации Института кибернетики с ВЦ АН УзССР. При разработке методики большинство стоящих перед авторами задач решалось самостоятельно или при их участии. Определяющей тенденцией при этом являлось стремление макси­ мально использовать возможности ЭВМ для автоматизации исследовательских процедур на всех этапах. Некоторые конкрет­ ные решения могут представлять самостоятельный интерес для специалистов в области передачи дискретной информации, поэто­ му мы стремились освещать их более или менее подробно, хотя эни н не относятся к основной части настоящей работы. § 7. Автоматизация исследований каналов передачи данных Автоматизация научных исследований в области передачи цифровой информации, основанная на самом широком примене­ нии ЭВМ на различных этапах, является насущной необходимо­ стью, вызванной требованиями экономии времени и средств при решении теоретических и экспериментальных задач. В применении к СПД общая методологическая схема исследо­ ваний, на наш взгляд, должна включать следующие основные этапы (рис. 6): 22
1) экспериментальные и теоретические исследования канала для выбора параметров сигнала (мощность, вид модуляции, длительность и т. д .) и решающего алгоритма; 2) экспериментальные и теоретические исследования стати­ стики ошибок, выбор математической модели потока ошибок; 3) выбор способа повышения помехоустойчивости с учетом требований обслуживаемого объекта и результатов первого и П Выбор па^аметрвб сигнала (мощ­ ность, Нидлкдуляции, Ufn.d) и решающего алгоритма Сущзстбующщ на?,оузка А Нодежность ^ объект ТраЫюниякпер&к даче дшыи Экономические, факторы ; Выбор впосоЯа передачи Регистрация ошибок анализ тапжтики ошибок Г \BblOOD NoNoМ8/Ж%\ код 'модели потаха I ошибок znz Оценка модели Аналитические методы Выбора Выбор способа повы­ шения по­ Методы моделирования на ЭВМ мехоустой­ чивости Рис. 6 . Схема исследования СПД. второго этапов исследований. На каждом из этих этапов возмож­ но применение ЭВМ. При исследовании ВЧ-каналов ЛЭП для передачи данных целесообразно предусмотреть максимальное использование ЭВМ как в процессе экспериментальных измерений и первичной обра- сотки результатов, так и при анализе результатов и проверке эффективности различных методов передачи информации. В последние годы появилось значительное число работ [15, .28, 68 и др.] по применению ЭВМ для решения отдельных задач 23
при исследовании СПД, однако методология расширенного ис­ пользования ЭВМ с охватом всего комплекса вопросов, с кото­ рыми встречается исследователь, не нашла еще достаточного освещения. В ходе исследований передачи данных по ВЧ-каналам ЛЭП,. о которых уже говорилось и результаты которых легли в основу данной работы, удалось использовать возможности ЭВМ для автоматизированных методов решения почти всего комплекса задач по регистрации и анализу основных измеряемых пара­ метров — потока ошибок и нагрузки каналов. С помощью ЭВМ полностью решались следующие задачи: 1. Запись с магнитной ленты результатов измерений потока ошибок и нагрузки каналов. 2. Обработка результатов измерений по статистике ошибок и нагрузке каналов. 3. Статистический анализ потока ошибок, включая: нахожде­ ние функции и плотности распределения интервалов между ошиб­ ками.; определение функции, автокорреляции потока ошибок; определение частостей блоков заданной длины по кратностям ошибок; определение плотности ошибок и показателя группиро­ вания. 4. Оценка гипотез и выбор математической модели. 5. Оптимизация параметров математической модели. 6. Моделирование метода повторения и посимвольного накоп­ ления при вводе реальной последовательности ошибок. Электронно-вычислительная машина нашла также применение- для непосредственной регистрации ошибок, расчетов эффективно­ сти применения метода обратной связи и анализа нагрузки каналов. Большинство алгоритмов решения перечисленных задач при­ ведено в соответствующих разделах книги. Нельзя забывать, что применение ЭВМ при исследованиях, не является самоцелью. Способы решения сложных задач с по­ мощью моделирования на ЭВМ по возможности должны допол­ няться и проверяться аналитическими методами. Последние, в свою очередь, могут проверяться и уточняться на машине. Это замечание не относится к вычислительным процессам, которые безусловно, необходимо вести на ЭВМ, если они достаточно сложны или трудоемки.
ГлаваИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ КАНАЛОВ ПО ЛЭП § I. Объекты измерений и измеряемые параметры Целью экспериментальных исследований, как уже говорилось в § 6 гл. I, является измерение основных характеристик — резер­ вов по нагрузке и статистики ошибок, которые определяют выбор- СПД. Для того чтобы наши выводы, основанные на анализе результатов экспериментов, были обоснованными, необходимо' испытать достаточное количество измеряемых объектов (т. е . ка­ налов) и иметь достаточную статистику измерений, которые должны проводиться при различных технических и природных ситуациях, соответствующих возможным реальным условиям эксплуатации. Так, нагрузка была измерена на 13 каналах раз­ личных направлений, а измерениям по статистике ошибок было подвергнуто более 20 каналов. Если при выборе каналов для измерений нагрузки существенное значение придается представи­ тельности по направлениям, дням недели, времени суток и назна­ чениям каналов, то при измерениях ошибок наиболее важными характеристиками, формирующими результаты испытаний, могут быть протяженность канала, напряжение на линии, число проме­ жуточных пунктов, погода, время суток, тип каналообразующей аппаратуры и множество других факторов. Для более правильного анализа в процессе испытаний необ­ ходимо измерять не только основные параметры — интервалы занятости каналов и ошибки, но и другие, от которых основные параметры могут находиться в прямой или корреляционной зави­ симости. С учетом этих соображений в качестве испытуемых были взя­ ты каналы с наиболее распространенной аппаратурой уплотнения типов ЭПО-3, КП-59, МК-60, ВЧА-1ТФ, ВЧА-ЗТФ, а также В-3 и В-12 -2 на линиях с напряжением 110, 220 кв и канал па грозозащитным тросам ЛЭП-750 кв. Аппаратура В-3 и В-12 -2 представляет собой обычную аппа­ ратуру уплотнения проводных линий связи и в каналах по ЛЭП применяется в комплексе с устройствами преобразования частот и усилителями мощности (например, типа МПУ-12 и УМ-100) [19, 20, 78]. В каналах связи по ЛЭП на высокой частоте приме- 25
няется система амплитудной модуляции с передачей ОБП для уменьшения мощности передатчика и экономного использования частотного диапазона. Известно, что пропускная способность канала передачи данных зависит от его емкости Ук, определяемой как произведение шири­ ны спектра частот FR. отводимой для передачи данных, на время занятия канала Тк и на превышение средней мощности сигнала Рс над средней мощностью помех Рп: V=FТН где Рс •'п Согласно теории Шеннона [122], максимальная пропускная способность двоичного канала передачи данных может быть определена по формуле c ma*=Л F Io g2( 1 + 7г-)> бит!сек, где AF— ширина полосы частот канала, гц. Для практических расчетов эту формулу удобно переписать в виде Cmax = 3,31 ±F\g(l+e°' 2ZLp )- (Н.1) Если учесть, что минимально допустимая разность уровней сиг­ нала и помех (на входе детектора приемного устройства) для телефонных каналов ВЧ-связи по ЛЭП равна 26 дб, a AF = = 2100 гц, то максимальная пропускная способность канала, вы­ численная для идеального приемника по формуле (П. 1), будет равна 18 000 бит/сек. В реальных условиях достижимая скорость передачи будет значительно ниже теоретического предела, при расчете которого предполагается, что все искажения, вызванные неравномерностью частотной и фазовой характеристик канала, колебаниями остаточного затухания и другими причинами, скор­ ректированы. Применение эффективных методов модуляции (многократной относительной фазовой модуляции, многоуровне­ вой передачи с ОБП и др.) может позволить получить пропуск­ ную способность до 10 000 бит/сек. Однако этого значения можно будет достичь при более совершенной регулировке с автоматиче­ ской коррекцией параметров СПД. Параметры передачи сигналов при измерениях следует выби­ рать с учетом реально существующей стандартной АПД и реко­ мендаций МККТТ в области передачи данных. Для передачи по коммутируемым телефонным каналам МККТТ рекомендует ЧМ на скорости 600 или 1200 бод [69, 90, 123]. Для передачи контрольных сигналов предусматривается обратный канал в низкочастотной части спектра со скоростью до 75 бод. Рекомендуются следующие частоты: :26
Канал Скорость пе­ редачи, бод Средняя частота, гц Частота передачи „единицы, гц Частота передачи „нуля", гц Прямой Прямой Обратный 600 1200 75 1500 1700 420 1300 1300 390 1700 2100 450 Нормы частостей ошибок по импульсам (без повышения до­ стоверности) приводятся ниже: С учетом сказанного выше для исследования ВЧ-каналов ЛЭП при передаче данных измерения производились на скоро­ стях 600 и 1200 бод при ЧМ со средней частотой 1700 и девиацией частоты 400 гц. Протяженность каналов при измерениях по шлейфу находи­ лась в диапазоне 46—712 км, число промежуточных усилителей или переприемов доходило до четырех. Программа измерений, исходящая из основных целей исследования (см.§6гл.I), включала измерение: частостей ошибок за сеанс; интервалов между ошибками; асиммметрии двоичных каналов; амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик; некоторых параметров помех; количества и времени занятий каналов. Выяснялось влияние следующих факторов (главным образом •на статистику ошибок): технических характеристик тракта (числа промежуточных усилителей или переприемов в канале, напряжения на ЛЭП),; времени суток и дней недели; атмосферных условий; отношения сигнал/помеха, ширины канала, скорости передачи,; работы соседних каналов телефонии, телемеханики и переда­ чи данных; энергетических режимов и коммутационных переключений. Разумеется, перечисленные измерения и влияющие факторы не охватывают всех возможных параметров и условий, с учетом которых анализ процессов передачи дискретной информации мог бы быть более полным. Однако объем измерений позволяет расширить наши знания в указанной области и на основании анализа дать целесообразные практические рекомендации. Канал Скорость пе­ редачи, бод Частость оши­ бок по импульсам Коммутируемый Некоммутируе­ мый 27
§ 2. Характеристики каналов При оценке условий передачи данных по каналам большую- роль играют их амплитудно- и фазо-частотные характеристики.. Амплитудно-частотная характеристика канала определяет зави­ симость напряжения на выходе приемника от частоты передава­ емого сигнала при неизменной величине напряжения этого сигна­ ла на входе передатчика. Разность уровней передачи на входе и- приема на выходе канала называется остаточным затуханием, которое обычно измеряется в децибелах. Основные технические характеристики аппаратуры связи по ЛЭП приведены в табл. 1 . Назначением всех этих типов аппара­ таблица1 Основные технические характеристики аппаратуры связи по ЛЭП Число Ширина по­ Уровень пиковой каналов Полоса эффек­ лосы ВЧ- Уровень пиковой Тип Диапазон рабо­ тивно переда­ Полоса частот канала по Уровень пиковой Тип Диапазон рабо­ тивно переда­ Полоса частот мощности передатчи­ ка, дб аппаратуры чих частот, кгц ТФ тм ваемых частот ТФ канала, кгц для T.M, кгц промежу­ точной час­ тоте, кги, мощности передатчи­ ка, дб ЭПО-3 39—300 1 3 0,3-2 .3 2,72-3,22 3,2 +40 КП-59 50-350 9 — 0,3-2,4 0,3 —2,85 2,4,"?, 1* +40 1 7 0,3-2,4 0,3 —2,85 2,4,"?, 1* МК-60 50—450 1 2 0,3—1,8 2,05-2,6 3,0 +38,5 ВЧА-1ТФ 40—500 1 4 0,3—2,3 2,05-2,6 3,0 +38,5 0,3—3,4** 2,54—3,22 2,72-3,05 3,1 3,1 +40 ВЧА-ЗТФ 40-500 3 6 0,3—2,3 0,3—3,4** 2,54—3,22 2,72-3,05 3,1 3,1 +40 * Значения ширины полосы для первого и второго каналов соответственно. ** При отсутствии каналов ТМ. туры является телефонная (ТФ) связь и телемеханика (ТМ) при системе передачи с ОБП. При передаче цифровой информации необходимо учитывать, что аппаратура уплотнения ЛЭП отли­ чается от стандартной аппаратуры проводных линий связи более узкой полосой телефонного канала, в то время как по промежу­ точной частоте ширина полосы ВЧ-канала намного больше (см. таблицу). Поэтому испытательная передача данных осуществля­ лась в основном между индивидуальными преобразователями. Амплитудно-частотные характеристики измерялись по шлейфу в той части непрерывного канала, которая использовалась для передачи дискретной информации, т. е. фактически между инди­ видуальными преобразователями (при постоянном уровне пере­ дачи, соответствующем нулевому уровню на входе канала). В не­ обходимых случаях к преобразователю подключался внешний фильтр нижних частот Д-3,4 для исключения влияния остатка несущей на премный уровень сигнала. Затем результаты измере- 28
ний приводились в соответствие по отношению к уровню на ча­ стоте 800 гц. На рис. 7 приведены графики амплитудно-частотных характе­ ристик для каналов 4, 5, 6, 9—11* с различной аппаратурой уплотнения. Из приведенных графиков видно, что исследованные характе­ ристики остаточного затухания ВЧ-каналов по ЛЭП имеют суще­ ственно неравномерный и несимметричный характер. Неравно­ мерность остаточного затухания (разность между максимальным н минимальным значением затухания в измеренной полосе частот канала) достигает 1,5 неп (13 дб) (канал 9). Однако увеличение остаточного затухания по отношению к затуханию на частоте дпг,неп(*No.дй) _ йаг,неп('ап5.дй) Рис. 7 . Амплитудно-частотные характеристики ВЧ-каиалов по ЛЭП в тракте передачи данных (между индивидуальными пре­ образователями): а-аппаратура ВЧА-1ТФ: капал 4-ЛЭП-110 ко; капал 5-ЛЭП-22Э кв; канал 6-ЛЭП-1Ш кв; о-аппаратура КП-5): канал 9-ЛЭП-220 ка; канал 10—ЛЭП-110 кв: канал И-ЛЭП-110 кв. 800 гц не превышает 1 неп (8,7 дб) во всех измеренных каналах. Для некоторых каналов наблюдается значительное (до 0,43 неп) (3,7 дб) уменьшение остаточного затухания при низких частотах полосы по отношению к затуханию на частоте 800 гц (каналы 9,10). Сравнительно более равномерные характеристики остаточ­ ного затухания имеют каналы 4 и 6, образованные с помощью аппаратуры типа ВЧА-1ТФ, которая в отличие от других типов имеет в ВЧ-части выравниватель частотной характеристики и схему коррекции частот. С помощью последних производится частичная компенсация частотных искажений, вносимых в пере­ дачу ВЧ-трактом. Абсолютная разность между нормальным уровнем приема частоты 800 гц в точке приема дискретных сигналов (по отноше­ нию к выходу индивидуального демодулятора) и фактическим уровнем приема в измеренных каналах находилась в пределах от -f 0,8 ней (+ 7 дб) (канал 2) до—1,5 неп (—13 дб) (канал 10). * Параметры каналов даны на стр. 50 —51 . 29
Известно, что частотная характеристика ВЧ-канала опреде­ ляется не только параметрами аппаратуры уплотнения, но и свойствами ВЧ-тракта, включающего провода ЛЭП и аппарату­ ру присоединения [74, 78]. Сложность электромагнитных процес­ сов, происходящих в ВЧ-трактах каналов по ЛЭП, резко отли­ чает их от трактов проводных каналов связи. Многоскоростной процесс распространения энергии вдоль линии, различного рода неоднородности линии, неравномерность характеристик затуха­ ния элементов аппаратуры присоединения, изменение коммута­ ционного состояния сети ЛЭП и многое другое являются причи­ ной того, что частотные характеристики затухания и входного Рис. 8. Фазо-частотные характеристики каналоз 4 (а) и 10 (б). сопротивления ВЧ-тракта по ЛЭП могут иметь значительную неравномерность и нестабильность в пределах сравнительно- узкой полосы частот ВЧ-канала . Рассмотрение частотных характеристик ВЧ-каналов по ЛЭП, с точки зрения передачи данных, приводит к выводу о целесо­ образности применения аппаратуры уплотнения с выравнивате­ лями частотной характеристики для компенсации частотных искажений в ВЧ-тракте. Фазо-частотная характеристика определяется переходными процессами в канале и характеризует скорости прохождения через канал разных частот. Вследствие различия в изменении скоростей прохождения составляющих частотного спектра происхо­ дят искажения модулированного сигнала. На рис. 8 приведены фазо-частотные характеристики канала 4 с аппаратурой уплотнения ВЧА-1ТФ и канала 10 с аппаратурой КП-59. Фазо-частотные характеристики измерялись по схеме, представ­ ленной на рис. 9. От звукового генератора сигнал подавался на вход ВЧ-канала, соединенного шлейфом, и на вход усилителя горизон­ тального отклонения осциллографа. Сигнал, принимаемый ил кана­ ла, подавался на вход усилителя вертикального отклонения. Подбо­ ром частоты звукового генератора на экране осциллографа полу­ чали наклонную прямую под углом 45°, которая по фигурам Лиссажу соответствует разности фаз сравниваемых сигналов в 0 или 180°. Последовательным изменением частоты по всему 30
Кая ЗГ ни измеряемому диапазону определялись значения частот, при кото­ рых наклонная прямая на экране осциллографа поворачивалась- на 180°. Анализ фазо-частотных характеристик показывает, что мак­ симальное отклонение их от прямой, которая представляет линей­ ную зависимость, составляет 1,5—2 рад во всей полосе ВЧ-ка­ нала. Фазо-частотная характеристика канала 4 заметно асиммет­ рична. Напомним, что в реальных проводных телефонных каналах отклонение фазо-частотной характеристики от прямой линии на одном переприемном участке составляет 1—2 рад [91]. - Более подробное изучение фазо-частотных характеристик показало, что для узкополос­ ной аппаратуры (типа КП-59) допустимый по фазовым иска­ жениям (сртах^0,5 рад) диа­ пазон используемых частот со­ ставляет 600 гц. Следователь­ но, скорость передачи для этой аппаратуры уплотнения может быть принята равной 600 бод, а для более широкополосной аппаратуры (типа ВЧА) — 1200 бод. Следует отметить, что'отно­ сительный сдвиг фазы между крайними частотами в полосе пропускания канала и опорной частотой в ВЧ-каналах по ЛЭП оказался значительно большим,, чем в проводных каналах связи. Так, если для проводного канала с аппаратурой В-3 без переприема максимальный относительный сдвиг фазы был равен АЬтах = ±5л рад [91], а при двухпроводном переприеме — ± 8 я рад [107], то для ВЧ-канала ЛЭП с аппара­ турой КП-59 и промежуточным усилителем значение этого сдвига оказалось примерно вдвое большим, т. е. ДЬтах=±15 я рад. Та­ кая значительная величина относительного фазового сдвига обычно встречается в проводных каналах с несколькими перепри­ емными участками [63]. По-видимому, указанную особенность можно объяснить тем, что при передаче дискретной информации по ВЧ-каналам аппаратуры уплотнения ЛЭП сигнал проходит через большее (примерно в 2 раза) число фильтров, чем при передаче по стандартным проводным каналам связи. Это обус­ ловлено спецификой ВЧ-связи по ЛЭП и особенностями построе­ ния аппаратуры уплотнения. Фильтры, как известно, являются основными факторами, определяющими сдвиг фазы и задержку сигналов. Для уменьшения фазовых искажений при передаче данных по ВЧ-каналам ЛЭП можно рекомендовать фазовые кор­ ректоры. Рис. 9. Схема измерений фазо-час­ тотных характеристик: ЗГ—звуковом генератор, ЧМ —частотомер, Осц - осциллограф. зь
Наряду с неравномерностью амплитудно-частотных и нели­ нейностью фазо-частотных характеристик следует особо отметить, что в ВЧ-каналах ЛЭП этим характеристикам свойственна неста­ бильность, которая вызывается неустойчивостью параметров линейного тракта (вследствие коммутационных переключений, осадков, гололеда и т. п.) . § 3. Характер помех в высокочастотных каналах по ЛЭП Основным источником ошибок в каналах связи являются раз­ личные помехи, которые, имея ту же физическую природу, что и сигнал, взаимодействуют с последним, искажая и разрушая его. Помехи, существующие в ЛЭП, изучались во многих работах [20, 66, 79, 80, 88, 111]. В отличие от проводных линий связи, где уровень помех обыч­ но очень мал и сами помехи определяются не столько линейным трактом, сколько уровнем собственных шумов аппаратуры и влиянием внешних источников, ЛЭП сами являются источником интенсивных помех, обусловленных наличием на проводах высо­ кого электрического напряжения промышленной частоты. Уро­ вень линейных помех в ЛЭП обычно существенно выше уровня собственных шумов аппаратуры. Причинами возникновения помех являются: коронирование линейных проводов; частичные разряды на поверхности изоляторов и коронирова­ ние элементов арматуры; коммутационные переключения в электрической сети; работа соседних ВЧ-каналов и радиостанций; дуги коротких замыканий; атмосферные разряды. Первый и второй факторы являются основными: они присут­ ствуют непрерывно и оказывают значительное влияние на работу канала. Помехи, вызванные влиянием соседних ВЧ-каналов или радиостанций, могут быть сведены к допустимому минимуму соответствующим выбором частот каналов и применением фильт­ ров. Помехи от коммутационных переключений, коротких замы­ каний и атмосферных разрядов (молний) весьма кратковремен- ны (длительность переключений и коротких замыканий изме­ ряется десятыми долями секунды), а сами эти события происхо­ дят относительно редко. Но если с влиянием этого вида помех на каналы телефонной связи можно не считаться, то их влияние на каналы передачи данных может оказаться весьма существенным, если не предусмотреть специальных мер защиты (например, бло­ кировку СПД с сигнализацией при коммутационных операциях). В технике ВЧ-связи по ЛЭП все существующие помехи при­ нято подразделять на 2 группы — распределенные (флуктуа- ционные или гладкие) и коммутационные (импульсные) [20]. 32
• Помехи, причинами которых являются коронирование и раз­ ряды на поверхности изоляторов, относятся к распределенным. Уровень распределенных помех зависит от целого ряда факторов, среди которых главным является величина градиента потенциала на проводах [66, 88]. При достаточно большой напряженности поля у поверхности проводов происходит электрический пробой воздуха — коронный разряд. Местные коронные разряды разви­ ваются в виде очень коротких по времени импульсов тока, возни­ кающих в пространстве вокруг провода перпендикулярно к его поверхности. Импульсы тока короны при положительном напря­ жении на проводе получили название стримеров. Стримерная корона — основной источник ВЧ-помех в ЛЭП. Ввиду того что длительность отдельных импульсов стримеров колеблется в пре­ делах 0,01—0,1 мксек, а число их на линии протяженностью в не­ сколько десятков километров достигает сотен тысяч в секунду, то общая картина помех на выходе фильтра с полосой пропускания 1—5 кгц будет иметь флуктуационный характер. Спектральная плотность этих помех в диапазоне 30—500 кгц практически постоянна [20]. Во времени помехи распределены неравномерно. Обычно име­ ются явно выраженные всплески амплитуд помех, которые соот­ ветствуют частоте промышленного тока; интенсивность помех зависит от напряжения промышленной частоты. Максимальные всплески помех совпадают с максимумами положительной поляр­ ности напряжения на данной фазе и следуют с интервалом 20 мсек. Между ними располагаются всплески в 2—3 раза меньшей амп­ литуды, обусловленные соседними фазами, напряжение на кото­ рых сдвинуто относительно несущей фазы на одну треть периода промышленной частоты 50 гц. Наблюдения за помехами в процессе экспериментальных исследований статистики ошибок при передаче данных по ВЧ-ка- налам ЛЭП показали, что пульсация интенсивности распределен­ ных помех с периодами, соответствующими промышленной часто­ те, не всегда имеет место. Так, если в одном из исследованных каналов после ВЧ-фильтра приема аппаратуры уплотнения КП-59 с напряжением 220 кв помехи носят характер явно выра­ женных всплесков, соответствующих трехфазной структуре сети (рис. 10а), то в аналогичной точке аппаратуры уплотнения ЭПО-3 другой ЛЭП такого же напряжения помехи не имеют периодических всплесков (рис. 10 6). На рис. 11 представлена картина помех, когда периодические всплески в области макси­ мумов положительной полуволны напряжения на входе аппара­ туры уплотнения (на ВЧ-кабеле) отсутствуют. Статистическая обработка осциллографических записей помех позволила установить, что распределение амплитуд флуктуа- ционных помех в ЛЭП в полосе телефонного канала достаточно хорошо описывается нормальным законом [43]. 3—254
Эффективное значение помех во время всплесков положитель­ ной полуволны основной фазы принято считать на 7 дб (0,8 неп) выше измеренного среднего уровня. Учитывая возможность частичного совпадения повышения напряжения ЛЭП на 5% и Рнс. 10 . Картина помех на выходе ВЧ-фильтра аппаратуры уплотнения раз­ ных ЛЭП-220 кв: а-канал 9, КП-59; б-канал 1, ЭПО-3 . ухудшения метеорологических условий (гололед, дождь), принято считать, что максимальный уровень помех превышает средний на 8,7 дб (1 неп) [79]. Следует заметить, что на выходе преобразователей частоты аппаратуры уплотнения ЛЭП уровень остатка несущей частоты Рис. 11. Картина помех на входе Рис. 12 . Остаток несущей после пре- аппаратуры уплотнения ЭПО-3, образователя частоты аппаратуры ЛЭП-110 кв (канал 3). уплотнения ЛЭП. сигнала, имеющего разнообразную форму (рис. 12), может дохо­ дить до 60 мв при норме 5, что также снижает помехоустойчи­ вость передачи дискретной информации. Коммутационные помехи возникают от волн перенапряжения при коммутационных операциях, коротких замыканиях и ударах молний. Напряжение этих помех пропорционально ширине поло­ сы пропускания канала и емкости конденсатора связи. Хотя амплитуда коммутационных помех сравнительно высока, с уменьшением полосы пропускания она заметно снижается. Сред­ ний уровень этих помех при емкости конденсатора связи 2200 пф 34
равен +19 дб ( + 2,2 неп) в полосе 5 кгц, однако в некоторых случаях может достигать значений до +43 дб ( + 5 неп). Боль­ шей частью период отдельных импульсов коммутационных помех составляет единицы микросекунд, а переходный процесс от одной импульсной помехи длится десятки микросекунд. При операциях выключателями и коротких замыканиях общая длительность периода помех составляет 2—30 мсек [80, 111]. Наконец, несколько слов о помехах в ЛЭП без напряжения. При отключении высокого напряжения в линии исчезают всплески помех, однако уровень помех в среднем снижается лишь на 8,7 дб (1 неп). Основными источниками помех в ЛЭП без напряжения являются сигналы радиовещания и телеграфа [105]. § 4. Искажения сигналов и интегральные оценки каналов Причиной появления ошибок в каналах передачи данных являг ются возникающие как от неравномерности амплитудно-частот­ ных и нелинейности фазо-частотных характеристик канала, 'так и от воздействия помех искажения импульсов сигнала. Последние можно подразделить на дробления и искажения длительности импульсов (искажения краев), которые в свою очередь подраз А деляются на случайные, характеристические и типа преоблада­ ний [13]. Искажения краев вызываются помехами, плавными и скачко­ образными изменениями уровня, кратковременными разрывами канала, сдвигом частоты, скачкообразными изменениями фазы, низкой несущей частотой. Характеристические искажения возни­ кают и в отсутствие помех и вызываются частотными и особенно фазовыми неравномерностями. Их влияние при больших скоро­ стях передачи становится очень значительным. Поскольку харак­ теристические искажения трудно поддаются достаточно точному расчету, то их воздействие на достоверность передачи учитывает­ ся при экспериментальном исследовании появления ошибок. При­ менение фильтров с плавными срезами и фазовой коррекции позволяет значительно снизить характеристические искаже­ ния [46]. Искажения импульсов от скачков уровня принимаемого сиг­ нала, кратковременных прерываний канала, сдвига рабочих частот и скачков фазы передаваемого сигнала можно считать пропорциональными значениям перечисленных факторов. Следует ожидать, что влияние дроблений на появление оши­ бок в каналах по ЛЭП будет незначительным, так как дробле­ ния вызываются главным образом импульсными помехами ком­ мутационного типа и кратковременными прерываниями канала. Последние могут возникать при переключениях в аппаратуре, перегрузках групповых усилителей и плохих электрических кон­ тактах в цепи канала. 35
Сдвиг частоты передаваемого сигнала может вызвать • пре­ обладания в приемнике с ЧМ. Минимальные несущие частоты /о'индивидуальных преобразо­ вателей для КП-59, ВЧА-1ТФ (ВЧА-ЗТФ), ЭПО-3 к МК-60 равны 6; 8; 9 и 15 кгц соответственно. Поскольку передача дискретной ин­ формации со скоростью 1200 бод по узкополосным каналам аппа­ ратуры КП-59, имеющей наименьшую f0 индивидуального преобра­ зователя, нецелесообразна, то максимальная относительная вели­ чина искажений от качаний фронта [46] для аппаратуры уплотне­ ния ЛЭП будет равна. 8 = тэг 1000 /0 = да 1000/ ° ^ 2 > 4 °/ °- Как видим, искажения от качаний фронта невелики. Определим краевые искажения от распределенных (флукту- ационных) помех. Известно [46], что наименьшие краевые иска­ жения от флуктуационных помех возникают при ЧМ. Среднеквадратическое значение величины искажений бср . Кв. для ЧМ при скорости передачи 1200 бод, ширине полосы частот канала Af=3000 гц (наименьшая полоса пропускания для этой скорости, аппаратура МК-60) и минимально допустимой разно- хти уровней сигнала и помех Ар = 26 дб (3 неп) будет равно -- 0,115 ЬрВ 9 79-3 .19ПП ioo% = о,ппГюо%=1%. ср.кв — 2AF *w/U— 2.зооо Вероятность появления краевых искажений от флуктуацион­ ных 'помех 8фл больше заданной величины 8з определяется выра­ жением p (8 - >s ') =, -*(7fb:)' < "- 2> тде Ф^y-^l j— интеграл вероятностей. Ниже приведены вероятности ^(8фЛ>23) для некоторых значении 'V2 8cp. кв /2 5ср ка 1 ^(8фл>8з) 3,17-Ю -1 4,56-10~ 2 2,70-10~ 3 6,34-10"5 5,73-10~ 7 6 1,97- Ю -9 Для наиболее неблагоприятного случая с Ар = 8,7 дб (сниже­ ние от нормы на 2 неп), когда 5=1200 бод, найдем вероятность появления краевого искажения более 40% (рабочая исправляю- 36
щая способность приемника синхронной АПД) в канале с аппа­ ратурой МК-60 (Af = 3000 гц): -С .115-8,7 j20O VKB= 2.3000 1 00% =7,36o/0. В этом случае вероятность Р[ 8фл > 40%) будет равна-1,2-1(Г4 (по- формуле (11.2)). Известно, что расчет вероятности ошибки от действия флук- туационных помех для ЧМ при некогерентном приеме представ­ ке. «#,,4»- '«***** ,ч *ЛШ«ЕгЧ»>» Рис. 13. Диаграмма „глаз" для ВЧ-каналов ЛЭП (скорость 1200 бод):. а—110 кв, ВЧА-1Т<1; (5-220 ке, ЭПО-3 с про .(усилителем и каналами TM, ляет значительные трудности [46]. Расчет вероятностей ошибок по теории потенциальной помехоустойчивости В. А. Котельникова Рис. 14 . Принимаемый сигнал (/), тактовые импульсы (2) и импульсы, фик­ сирующие появление ошибки (3): а—сигнал после ВЧ-фильтра, б—после НЧ-фнльтра. [71] для приемника с оптимальным фильтром позволяет оценить сравнительную помехоустойчивость при различных методах моду­ ляции [46]. Однако получить статистическую картину появления ошибок в реальном канале в виде аналитической зависимости с учетом всех факторов, вызывающих эти ошибки, вряд ли можно. Очевидно, наиболее целесообразным путем исследования стати­ стической структуры появления ошибок являются эксперимен­ тальные измерения на реальных каналах и методы моделирова­ ния процессов передачи информации на ЭВМ. 37
В некоторой степени интегральной оценкой всех факторов, ухудшающих передачу дискретной информации и характеризую­ щих индивидуальные свойства каналов, может быть диаграмма наложения переходов случайной последовательности импульсов, получившая название «диаграмма глаз» [63, 92]. Апертура У или раскрыв «глаза» характеризует запас помехоустойчивости кана­ ла. Уменьшение апертуры означает снижение допустимого значе­ ния отношения сигнал/помеха и увеличение вероятности ошибки. На рис. 13 представлены осциллограммы «глаз», полученные при экспериментальных измерениях ВЧ-каналов по линиям высо­ кого напряжения (скорость передачи 1200 бод); а — ЛЭП = 110 кв, аппаратура ВЧА-1ТФ (Л = 0,5); б — ЛЭП-220 кв, аппара­ тура ЭПО-3 с промежуточным усилителем при четырех рабо­ тающих каналах ТМ (Л = 0,4). Апертура «глаза» исследован­ ных ВЧ-каналов по ЛЭП, как правило, в нормальном эксплуа­ тационном состоянии равна 0,5— 0,7 при отсутствии сигналов ТМ. На рис. 1 .4 даны осциллограм­ мы принимаемого сигнала после ВЧ-(а) и низкочастотного (НЧ) (б) фильтра аппаратуры уплот­ нения ВЧА-1ТФ ЛЭП-110 кв при передаче со скоростью 1200 бод. На осциллограммах видны характер искажения сигнала и импульс, отмечающий появление ошибки. Осциллограмма на рис. 15 иллюстрирует сильную неравномер­ ность амплитудно-частотной характеристики канала 9. Ампли­ туда низкой модулирующей частоты более чем в 3 раза превы­ шает амплитуду высокой, что приводит к значительной асиммет­ рии этого канала при передаче двоичной информации. Рис. 15 . Неравномерность амплитуд­ но-частотной характеристики (канал 9, ЛЭП-220 кв, 600 бод, КП-59). 38
Глава III } ИЗМЕРЕНИЕ СТАТИСТИКИ ОШИБОК ПРИ ПЕРЕДАЧЕ ДАННЫХ ПО ВЫСОКОЧАСТОТНЫМ КАНАЛАМ ЛЭП § 1. Краткий обзор существующих методов измерений статистики ошибок Для выбора оптимальных методов передачи данных и по­ вышения помехоустойчивости необходимо знать статистическую структуру ошибок, которая может быть описана распределениями вероятностей ошибок, закономерностями группирования ошибок, асимметрией канала, стабильностью перечисленных характери­ стик и их зависимостью от технических и природных факторов. Статистическое исследование потока ошибок в реальных кана­ лах проводится с помощью анализаторов распределения оши­ бок, которые, как правило, состоят из передающей и приемной частей, блока сравнения и регистрирующего устройства. К настоящему времени наметились три группы методов стати­ стического исследования характеристик дискретных каналов: 1) без применения ЭВМ; 2) с частичным применением ЭВМ; 3) с полным применением ЭВМ. Наибольшие сведения о характере возникновения ошибок дает применение так называемого анализатора бинарных каналов, разработанного П. А . Котовым [73, 99]. В этом анализаторе про­ изводится запись синхроимпульсов и импульсов ошибок типа 1 —0 и 0—>- 1 на 3 дорожки магнитной ленты. Обработка запи­ санной измерительной информации производится с помощью специального счетного устройства. В модернизированном вари­ анте этого анализатора (типа АК-2) для сокращения расхода магнитной ленты пуск последней производится при появлении ошибок. При длительных интервалах без появления ошибок маг­ нитная лента не протягивается. Известно, что проводные и радиорелейные линии телефонной связи относятся к числу каналов с памятью, т. е. при передаче дискретной информации по ним появляющиеся ошибки имеют тенденцию группироваться в пакеты. Такие каналы характери­ зуются чередованием интервалов с относительно высокой плот­ ностью ошибок и длительными отрезками времени безошибочной передачи символов. Значит, характер возникновения ошибок поз­ воляет предусмотреть меры по снижению непроизводительного рас­ хода ленты, который мог бы быть при непрерывной записи. I
Участки безошибочной передачи фиксируются специальным счетчиком анализатора и затем записываются в виде двоичного числа на магнитную ленту при ее пуске от импульса ошибки. Импульсы ошибок типа 0 * 1 и 1—»- 0 с выхода сравнивающего- устройства анализатора поступают через соответствующие на­ копительные регистры для записи на ленту магнитофона. Нако­ пительные регистры предназначены для задержки импульсов ошибок на время, необходимое для достижения лентопротяжным механизмом магнитофона нормальной скорости. Счетное устрой­ ство, предназначенное для считывания измерительной информа­ ции с магнитной ленты, позволяет определить количество оши­ бочных комбинаций длиной ?г = 5-^31 за сеанс измерения с под­ разделением ошибок на следующие типы: а) одиночные и т-краг- ныеошибкиприт=1 5,6~- 10, 11 Ч- 15, 16 ч- 31; б) смежные ошибки длиной тсм = 2 5 и более пяти; в) транспозиции эле­ ментов комбинации кратности ттр=1ч-5 и более пяти. К достоинствам этого анализатора можно отнести экономный расход магнитной ленты, обеспечиваемый селективной протяжкой ее только при появлении ошибок; недостатками являются относи­ тельная сложность (необходимо иметь трехканальный магнито­ фон, накопительные регистры, устройство пуска—останова маг­ нитофона и счетное устройство для обработки информации) и неполнота данных по статистике ошибок. В работе [120] предлагается метод измерения, при котором информация перед выводом на низкоскоростной регистратор' (перфоратор или телеграфный аппарат) сжимается. В этом при­ боре все безошибочно принятые символы направляются на счет­ чик длины неискаженного промежутка. Длина этого промежутка иодсчитывается и одновременно кодируется для последующего ввода в регистратор. Пакеты ошибок поступают в буферное запо­ минающее устройство для согласования скоростей поступления информации из канала и работы регистратора. Предварительная обработка информации для компрессии позволяет применять низ­ коскоростные регистраторы в старт-стопном режиме, однако при этом теряется полнота измерительной информации, а кроме реги­ стратора необходимо иметь еще и буферное запоминающее устройство. В США при исследованиях линий связи со многими участками было использовано регистрирующее устройство типа «Recorder» [114], с помощью которого сравнивались переданные и принятые блоки информации заданной длины; символы в них задавались генератором случайной последовательности. При расхождении между переданными и принятыми блоками они записывались на магнитную ленту совместно с данными для их идентификации (номер блока, день передачи, вид ошибки и т. д .). Во время экспериментальных исследований эффективности систем с решающей обратной связью (РОС) при использовании для обнаружения ошибок кода Боуза—Чоудхури (31, 21) на 40
коммутируемых телефонных каналах [115] принятая информация' и сведения об ошибках записывались на двух дорожках магнит­ ной ленты. Выходной сигнал демодулятора, преобразованный в- последовательность положительных и отрицательных импульсов, подавался на один канал магнитофона. По окончании каждого' 51-разрядного блока на другой канал подавались один, два или три импульса, означавшие, что предшествовавший блок не содер­ жал ошибок, содержал обнаруженные или необнаруженные ошибки соответственно. Интегральная информация об ошибках накапливалась в пяти электронных счетчиках, показания которых вместе с показаниями часов фотографировались через опреде­ ленные промежутки времени. Заснятые пленки маркировались- для привязки фотоснимков к записям в журнале эксперимента. Имеется ряд работ, в которых рассматриваются вопросы исследования качественных характеристик дискретных каналов с частичным использованием ЭВМ. Прежде всего следует остановиться на устройстве ввода дан­ ных в ЭВМ для статистического исследования каналов передачи дискретной информации, предложенном К. А. Брусиловским,. А. А . Амосовым и Б. 3 . Фурманом [15]. Схема этого устройства для работы в режиме считывания информации с магнитной ленты, разработана применительно к упоминавшемуся ранее анализа­ тору бинарных каналов [73]. Способ ввода основан на последо­ вательной записи значений безошибочных интервалов между" ошибками, поступающих на устройство, в память ЭВМ. При вос­ произведении магнитной записи на вход устройства поступают: ошибки типа 0—>• 1, двоичное число безошибочных символов, ошибки обоих типов и тактовые импульсы. С выхода устройства' ввода данных ошибки поступают в центральное устройство уп­ равления ЭВМ «Минск-22» («Минск-2») для пуска машины; коды' безошибочных интервалов и ошибки типа 0 —" 1 подаются в соот­ ветствующие разряды сумматора арифметического устройства. В ячейки оперативного запоминающего устройства ЭВМ записы­ ваются числа безошибочных символов между двумя последова­ тельными ошибками. После заполнения оперативной памяти осу­ ществляется перезапись ее содержимого в накопитель на магнить- ной ленте. Ввод информации в ЭВМ и перезапись в накопитель, производятся по специальной программе. Устройство ввода дан­ ных может работать и при непосредственных испытаниях канала в реальном масштабе времени. Метод исследования статистики ошибок при передаче данных,, описанный в [52, 68], также предусматривает возможность исполь­ зования ЭВМ. Запись информации осуществляется с помощью- аппарата магнитной записи типа ШХР-7 на 8 дорожках лентьи шириной 19,05 мм, разбитых на 2 независимые группы по 4 до­ рожки. Каждая группа включает по одной дорожке тактовых: импульсов и по три информационных дорожки. Запись воспро­ изводится на магнитном аппарате типа РС-810 со скоростью прот 41
движения, в 40 раз превышающей скорость протяжки при записи. Обработка статистической информации, производившаяся на ЭВМ «Минск-14», предусматривала сжатие (компрессирование) информации путем подсчета числа безошибочных символов и записи этого числа в ячейку памяти ЭВМ. Считывание данных с магнитной ленты производилось поочередно с каждой группы дорожек. Устройство ввода информации в ЭВМ, состоящее из блока управления и преобразователя, основой которого является •30-разрядный регистр, может формировать из поступающей информации «машинные слова» (коды, которые размещаются в •отдельных ячейках оперативной памяти ЭВМ). Предусмотрен также вывод содержимого оперативной памяти во внешний нако­ питель на магнитной ленте. Недостатком этого метода следует считать усложнение устройства ввиду необходимости применения специальной аппа­ ратуры магнитной записи и воспроизведения, а также преобразо­ вателя ввода данных. Метод автоматической обработки результатов измерения оши­ бок, приведенный в [116], основан на широком использовании воз­ можностей ЭВМ. Испытательная информация вырабатывается самой ЭВМ и выводится в канал; одновременно на телеграфном аппарате пробивается контральная перфолента. Переданная по каналу информация фиксируется приемным телеграфным аппара­ том, затем записи обеих перфолент вводятся в ЭВМ и обрабаты­ ваются по соответствующей программе. Этот метод применим при низких скоростях передачи. Кроме того, информацию оперативной памяти машины, записанную в телеграфном коде, необходимо переводить в двоичную систему «счисления. С целью сокращения затрат машинного времени на компрес­ сию информации было предложено использовать специализиро­ ванное вычислительное устройство для предварительного сжатия данных измерения с регистрацией результатов, а последующую •статистическую обработку производить на ЭВМ [45]. Авторы предложения имели в виду тот случай, когда компрессирование измерительной информации производится по специальной про­ грамме как отдельная обработка после ввода данных в ЭВМ. Однако существует целый ряд методов [15, 38, 60], в которых •компрессия осуществляется непосредственно при вводе инфор­ мации в ЭВМ. Необходимость применения специализированного вычисли­ тельного устройства усложняет аппаратуру для проведения экспериментальных испытаний каналов и не обеспечивает полу­ чения всех необходимых данных о достоверности передачи инфор­ мации. При оценке качества телефонных линий с точки зрения пере­ дачи данных в работе [131] использовался следующий метод: на магнитную ленту обычного двухдорожечного магнитофона запи- 42
сываются четыре вида сигналов: синхронизирующие импульсы, отметка начала каждой 511-разрядной передаваемой кодовой последовательности, число ошибок в принятых сообщениях и прерывания связи. Наличие определенных зависимостей между этими четырьмя видами сигналов, по мнению авторов метода, дает возможность записывать их всего на двух дорожках магнит­ ной ленты с помощью простой амплитудной модуляции. Инфор­ мация с магнитных лент вводится в специализированное вычис­ лительное устройство, где она преобразовывается в цифровую форму и компрессируется. Результаты печатаются в виде таблиц и пробиваются на перфокартах, с которых по специальным про­ граммам могут обрабатываться на ЭВМ IBM-704. Ценность этого метода заключается в возможности повтор­ ного использования записи результатов экспериментальных изме­ рений для последующих расчетов на ЭВМ. В экспериментах по передаче данных с использованием авто­ матического регистрирующего устройства АДДЕР (Automatic Digital Data Error Recorder) [127] информация об ошибках про­ бивается на бумажной перфоленте. Устройство имеет три входа, рассчитанных на прием отметок времени, отметок начала слова или синхроимпульсов и цифровой информации. Ошибочная кодо­ вая комбинация выдается на перфорацию через запоминающее устройство из-за сравнительно медленного пробивания ленты. Имеется счетчик числа ошибочных кодовых комбинаций, появля­ ющихся при заполненном запоминающем устройстве. Данные этого счетчика также регистрируются на перфоленте. Дальней­ шая обработка перфолент производится на ЭВМ. В одной из измерительных систем [126] регистрация измери­ тельной информации осуществлялась на пятипозиционной перфо­ ленте быстродействующим перфоратором, рассчитанным на ско­ рость передачи до 1200 бод. Ошибки, фиксируемые в течение передачи одного блока символов, перфорировались на ленте в соответствующих местах; движение ленты продолжалось до окон­ чания передачи блока, после чего на перфоленте отмечался порядковый номер блока, записанный в двоично-десятичной си­ стеме счисления. Полученные перфоленты могли обрабатываться вручную или на ЭВМ (после преобразования в цифровую форму). Методы измерения ошибок и обработки результатов с полным применением ЭВМ [15, 38, 60] основаны на широком использова­ нии возможностей ЭВМ для экспериментальных статистических исследований характеристик дискретных каналов. Как уже отме­ чалось, в одном из устройств ввода данных в ЭВМ [15] преду­ смотрен режим работы, при котором информация на это устрой­ ство подается с выхода сравнивающего устройства анализатора в процессе испытаний канала в реальном масштабе времени. Ана­ логичная схема измерений была разработана- и реализована в 43
Отделе теории информации Института кибернетики с ВЦ АН УзССР [38, 60]. Методы экспериментального исследования характеристик дис­ кретных каналов с полным применением ЭВМ в качестве реги­ стратора и анализатора обеспечивают получение практически всех сведений о потоках ошибок и являются наиболее рациональными и перспективными. При работе ЭВМ в режиме разделения време­ ни эти методы становятся особенно заманчивыми, так как отпа­ дают все опасения по поводу нерационального использования машинного времени. Большим преимуществом этих методов является также возможность их использования для автоматиче­ ского оперативного контроля за состоянием каналов в информа­ ционно-вычислительной системе (или сети). § 2. Выбор методики и средств исследования статистики ошибок Ввиду того что прямой информационный контакт испытуемых ВЧ-каналов по ЛЭП (которые зачастую не объединены в единук> сеть связи) с ЭВМ в большинстве случаев невозможен или за­ труднен, использование промежуточного носителя для получения записи реальной статистики ошибок в этих каналах почти неиз­ бежно. В проводившихся испытаниях ВЧ-каналов по ЛЭП м ка­ честве промежуточного носителя была выбрана магнитная лента. Запись ошибок на магнитную ленту, которая считается в настоя­ щее время наиболее удобным видом промежуточного носителя для первоначальной регистрации ошибок, позволяет достаточно' полно исследовать распределение ошибок в канале и получить исходный материал об ошибках, пригодный для многократного использования. Для быстрого получения предварительных усредненных оце­ нок достоверности передачи дискретной информации и общего- характера ошибок в исследуемых каналах с помощью анализа­ тора потока ошибок, а также обеспечения достаточно полного' анализа структуры распределения ошибок с учетом экономии магнитной ленты и машинного времени при вводе измерительной информации в ЭВМ была выбрана методика комбинированного' исследования статистических характеристик каналов. Эта мето­ дика сочетает в себе посеансные измерения посредством анали­ затора, частичную (выборочную) запись потоков ошибок на маг­ нитную ленту, ввод в ЭВМ и автоматическую обработку этих записей с помощью различных программ. Методика комбинированного исследования, с одной стороны, позволяет полностью использовать возможности анализатора потока ошибок для экспресс-анализа, с другой, обеспечивает сохранение результатов измерений для обработки на ЭВМ и достаточно полного анализа. Кроме того, имеется возможность
взаимной сверки и контроля по общим параметрам данных ана­ лизатора и результатов обработки на ЭВМ. Анализатор дает интегральные данные об ошибках, которые позволяют определить: наличие или отсутствие группирования ошибок в пакеты,; распределение групп ошибок с определенным интервалом объединения пли блоков определенной длины; рас­ пределение сеансов измерении числу ошибок, частости оши­ бок символов или блоков; асиммогппю двоичного канала; изме­ нение частости ошибок по часам и дням. Для получения более полных сведений о распределении оши­ бок (мелкой структуры ошибок) и эффективной машинной обра­ ботки результатов измерений производится выборочная запись последовательностей сшибок на магнитную ленту с последующим вводом этой записи в ЭВМ. В качестве основного измерительного средства при измере­ ниях ошибок был использован анализатор потока ошибок АПО-1200 [86] с ЧМ дискретных сигналов в каналообразующей аппаратуре в соответствии с рекомендациями МККТТ. К нему были разработаны приставка для формирования равномерного случайного сигнала («текста») на скоростях 600 и 1200 бод, про­ межуточное устройство записи потока ошибок на магнитную ленту и устройство ввода информации с магнитной ленты в ЭВМ. Анализатор АПО-1200 позволяет расчленить поток ошибок на группы с определенным интервалом объединения ошибок в неза­ висимые пакеты NA [82], причем предусмотрена возможность изме­ нения Л/'д в некоторых пределах. В автоматическом режиме рабо­ ты анализатор регистрирует количество одиночных ошибок за сеанс измерения, общее количество ошибок, количество ошибок типа переходов 1—0 и 0 —> - 1, количество групп ошибок и сум­ марную длительность групп ошибок за сеанс. В полуавтоматическом (выборочном) режиме работы прибор может фиксировать каждую отдельную группу ошибок и опреде­ лять длину поступившей на вход группы и число ошибок в ней. Однако позиции ошибок в АПО 1200 не фиксируются. Поэто­ му для получения более полных сведений о распределении оши­ бок было разработано промежуточное устройство записи потока ошибок на магнитную ленту, которое может регистрировать позиции ошибок на носитель информации в течение выбранных отрезков времени. Блок-схема промежуточного устройства записи (ПУЗ) потока ошибок на магнитную ленту представлена на рис. 16. Так как асимметрия канала может быть легко определена посредством анализатора АПО-1200 и для дальнейшего анализа данных об ошибках дифференцировать ошибки на переходы типа 0—>• 1 и 1 * 0 не требуется, то на магнитную ленту фиксируются только тактовые импульсы (ТИ) и импульсы ошибок (ИО), которые различаются по полярности. Длительность и амплитуда импуль- 45
сов записи подобраны экспериментально по наименьшим искаже­ ниям при надежной их регистрации. Прямоугольные ТИ с частотой 600 или 1200 гц (в зависимости от скорости передачи информации) с соответствующего триггера анализатора потока ошибок (АПО) после дифференцирования подаются через эмиттерный повторитель (ЭП]) на ограничитель (Orpi). С выхода Orpi короткие ТИ положительной полярности поступают на усилитель Усь Для уменьшения взаимного искажения импульсов, записывае­ мых на магнитную ленту, ИО располагаются по середине между очередными ТИ. Поскольку границы принимаемых импульсов будут смещаться относительно ТИ из-за задержки сигнала в АПО эп. ов, Н Ш.Н 08. Otpt -КН2ЕНов. Маг Рис. 16 . Схема промежуточного устройства записи. канале, то предусмотрена возможность сдвига ТИ относительно ИО на необходимую величину. Сдвиг осуществляется плавной задержкой ТИ на одновибраторе (ОВ]). После дифференцирования и соответствующего ограничения в Огр2 положительные ТИ усиливаются с помощью Усг и подаются на выходной одновибратор ОВг, который формирует положитель­ ные ТИ для записи на магнитную ленту. Короткие ИО положительной полярности с выхода схемы объединения (Или) сравнивающего устройства АПО подаются через ЭПг на Усз. Импульсы с выхода Усз запускают одновибра­ тор ОВз, формирующий отрицательные ИО для записи. Тактовые импульсы и импульсы ошибок через Или и ЭПз подаются для записи на магнитофон (Маг). Поток ошибок на магнитную ленту может непрерывно реги­ стрироваться в течение времени, определяемого длиной магнит­ ной ленты и скоростью протяжки ее в магнитофоне. Как будет показано в следующем параграфе, время непрерывной записи, определяемое стандартными кассетами, вполне обеспечивает приемлемые доверительные вероятности для статистического анализа. Магнитограммы потоков ошибок (записи отрезков потоков ошибок на магнитную ленту) вводятся в ЭВМ с помощью устройства ввода магнитограмм (УВМ), которое позволяет раз­ делить ТИ и ИО по двум каналам (цепям) и согласовать пара- 4fi
метры импульсов со схемой ЭВМ. Устройство ввода магнито­ грамм разработано применительно к ЭВМ «Минск-22» и позво­ ляет вводить в последнюю магнитограммы потоков ошибок» записанные при скоростях передачи данных до 2400 бод вклю­ чительно. Принцип ввода заключается в подсчете сумматором арифме­ тического устройства (АУ) ЭВМ количества ТИ в промежутке между очередными ИО и записи этих чисел в двоичном коде в ячейки памяти ЭВМ. Запись указанных чисел в оперативную память машины производится с помощью участка программы (цикла), время работы которого составляет 288 мксек. Блок-схема УВМ представлена на рис. 17 . Она работает сле­ дующим образом. Импульсы, воспроизводимые с магнитной лен- У-О . Mas \Лдп НУс X 3.Нов. X ги, АУ 1АУ звм ! ко| ЧУ Рис. 17 . Схема устройства ввода магнитограмм по­ токов ошибок в ЭВМ. ты на Маг, через ЭП поступают на Ус1. Усилитель-ограничитель (У—Oi) выделяет ТИ и подает их на одновибратор OBi, запу­ скаемый положительными импульсами; этот одновибратор позво­ ляет произвести плавную задержку ТИ для регулировки их сдви­ га относительно ИО. Сдвиг разделяемых по двум каналам ТИ и ИО относительно друг друга может потребоваться при воспроизведении магнито­ граммы, соответствующей скорости передачи информации 2400 бод. В этом случае ТИ следуют с интервалом, равным 416 мксек, а расстояние между ИО и ТИ составляет 208 мксек (на магнитограмме). Интервал временного сдвига обеспечивает запись двоичного числа сумматора АУ в ячейку памяти по упо­ мянутой выше микропрограмме и возврат машины в исходное состояние в промежутке между поступлением ИО и следующего' за ним ТИ. После соответствующего дифференцирования и ограничения на Orpi ТИ поступают на Усо, с выхода которого отрицательные импульсы поступают на одновибратор ОВ2 и запускают его. Импульсы с ОВо поступают на формирователь Ф\. Импульсы ошибок выделяются У—Ог после соответствующего- инвертирования (Инв.). Затем положительные ИО подаются на ОВз и с выхода последнего поступают на формирователь Фг. 4Г
' На выходе формирователей Ф| и Фг ТИ и ИО имеют парамет­ ры, необходимые для стыковки УВМ со схемой ЭВМ. Тактовые импульсы с выхода УВМ подаются в младший (36-й) разряд сумматора АУ, который в данном случае выполняет функцию счетчика импульсов. Импульсы ошибок поступают в цепь пуско­ вой кнопки центрального устройства управления (ЦУ) ЭВМ. Для непосредственного использования ЭВМ в качестве счет­ ного и регистрирующего устройства (в реальном масштабе вре­ мени) была разработана система [38], блок-схема которой пред­ оставлена на рис. 18. С задающего генератора ЗГ, частота которо­ го определяет скорость передачи, импульсы поступают на датчик ис­ пытательных сигналов (ДИС). По­ следний выдает случайную последо­ вательность символов, которые пос­ ле модуляции (М) проходят через полосовой фильтр (ПФ) передачи по каналу связи и, подвергнувшись воздействию помех, через ПФ прие­ ма, демодулятор (ДМ) и регистра­ тор (Р) поступают на блок сравне­ ний (БС). Одновременно передан­ ная последовательность символов с ДИС через блок задержки (БЗ) по­ ступает в БС для поэлементного сравнения с прошедшей через канал последовательностью. Время за­ держки БЗ должно быть равно времени прохождения сигнала по исследуемому каналу. С выхода БЗ тактовые импульсы через со­ гласующее устройство (СУ) поступают в сумматор АУ ЭВМ для подсчета количества безошибочных символов. При возникновении ошибки на выходе БС появляются два импульса, один из которых •определяет сам факт появления ошибки (управляющий импульс), а второй — тип ошибки (1—>• 0 или 0—* 1). Эти импульсы, прохо­ дя СУ, принимают форму, амплитуду и длительность, необходимые для непосредственного ввода в ЭВМ. До момента возникновения ошибки на АУ суммируются пра­ вильно принятые символы. При поступлении в ЭВМ сигнала об ошибке содержимое сумматора записывается в очередную ячейку оперативной памяти ЭВМ; туда же записывается и тип ошибки. Запись осуществляется по специальной микропрограмме (анало­ гичной рассматривавшейся в УВМ), введенной в машину перед началом испытания. Затем система приходит в исходное состоя­ ние до появления следующей ошибки, которая через управляю­ щее устройство ЭВМ вновь запускает программу. Таким образом, количество заполненных ячеек памяти будет определяться чис­ лом ошибок. В памяти фиксируются компрессированная запись 'Рис. 18. Схема измерений ста­ тистики ошибок с непосредствен­ ным вводом в ЭВМ. '48
количества правильно принятых символов между ошибками и тип ошибки. Наряду с рассмотренными системами измерений при исследо­ вании статистики ошибок в ВЧ-каналах ЛЭП применялся разра­ ботанный в Институте кибернетики с ВЦ АН УзССР прибор для регистрации ошибок (на магнитную ленту) при передаче частот­ но- и фазомодулированных сигналов с блоком ввода информации в ЭВМ (без возможности частичного анализа на самом приборе). Для частичного экспресс-анализа частости ошибок и асимметрии канала к прибору подключались электронные счетчики импульсов. Была также разработана приставка к стандартному прибору ВО-1 (выявитель ошибок), позволяющая производить полную запись ошибок на магнитную ленту для дальнейшего ввода в ЭВМ с целью обработки. § 3. Организация и объем измерений Организация измерений статистики ошибок в ВЧ-каналах по ЛЭП должна учитывать специфику этих каналов. Многие каналы по ЛЭП являются оперативно-диспетчерскими и поэтому при измерениях необходимо было предусмотреть возможность прак­ тически мгновенного освобождения канала для оперативной свя­ зи в экстренных случаях. Измерительная аппаратура подключалась к преобразователям частоты разнотипной аппаратуры уплотнения, в том числе и в оперативных диспетчерских каналах. Эти причины обусловили необходимость проведения предварительной технической подго­ товки каналов, включавшей проверку состояния канала и выбор способов подключения приборов и дополнительных устройств. Анализатор потока ошибок АПО-1200 вместе с приставкой для формирования «текста» и каналообразующей аппаратурой подключался к первому преобразователю частоты передачи и оконечному преобразователю частоты приема аппаратуры уплот­ нения ЛЭП (это было вызвано тем, что в данной аппаратуре по телефонному каналу, как правило, имеются узкополосные филь­ тры, тогда как ВЧ-канал по промежуточной частоте имеет более широкую полосу). Шлейф осуществлялся с НЧ-усилителя приема на первый преобразователь частоты передачи противоположной станции через удлинитель, с обходом в необходимых случаях узкополосных НЧ-фильтров. Общая схема измерений показана на рис. 19. Измерения проводились следующим образом. Оператор уста­ навливал связь с ассистентом, находящимся на противоположном (шлейфном) конце канала, после чего начиналась передача «точек» (чередования символов 0 и 1) при нормальном уровне со скоростью 600 или 1200 бод. Ассистент с помощью переменного 4—254 49
удлинителя устанавливал требуемый уровень заворачиваемого сигнала. После симметрирования сигнала производилось пере­ ключение на передачу «текста» (случайной последовательности символов). При передаче «текста» необходимое время задержки сигнала для поэлементного сравнения с прошедшим через канал сигналом подбиралось с помощью схем дискретной и плавной задержки. При отсутствии или незначительном числе ошибок в режиме передачи «текста» со скоростью 600 бод испытывалось прохождение «текста» на скорости 1200 бод. Была предусмотрена специальная сигнализация, которая срабатывала у оператора при 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 же имел возможность поворотом телефонного ключа восстановить исходное состояние со стороны своего пункта, что приводило к полному восстановлению канала. Для осуществления различных шлейфов и проведения экспе­ риментальных исследований на разных ЛЭП измерительная ап­ паратура размещалась в восьми основных пунктах. Ниже приве­ дены некоторые данные по каналам: 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 50
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 2 ПО 18 557 2 2 220 19 263 2 ПО 20 372 220 21 496 . 220 22" 180 — 750 гз По грозозащитным тросам. Определение продолжительностей сеанса измерений, носе- ансных измерений отдельного канала и записи последовательно­ сти ошибок на магнитную ленту производилось в соответствии с методикой комбинированного исследования исходя из оценок доверительной вероятности и доверительных интервалов. Предварительные выборочные измерения показали, что длина группы (в определенном смысле пакета) ошибок /п для выбран­ ного интервала объединения NА (380 бит) не превышает 1000 бит. Считая пакеты наблюдаемыми событиями, которые могут про­ изойти с вероятностью рш находим необходимую выборку пакетов 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: _ z n - p{\ -р) где z — параметр, определяемый заданной доверительной вероят­ ностью; р — доля признака'в совокупности; е —- предельная ошибка выборки. Взяв максимальную величину произведения р(1—р), рав­ ную 0,25, получим 1,962-0,25 _ „Rn П - 0.0025 51
Следовательно, сеанс измерений при скорости передачи 600 бод должен иметь продолжительность л/п 380-1000 Тс = Жв = 60-600 = 10,5 МИН - 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. Результаты предварительных выборочных измерений показали, 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- 0,01 При т= 0,9 и е= 0,05 получим „ 10,5-I,645= -0,8-0,2 1 01К г к= о^ш = 1815 мин - Время измерения достоверности передачи цифровой информа­ ции по отдельному каналу составляло от 300 до 2000 мин. (без учета времени записи на магнитную ленту). Определим теперь минимально необходимое время записи ошибок на магнитную ленту для поблочного анализа при ско­ ростях передачи 600 и 1200 бод. Положив наибольшую длину п тах анализируемого блока (кодовой комбинации) равной 1023 бит, зададимся доверительной вероятностью т = 0,99, предельной ошибкой е = 0,05 и наибольшим значением произведения р (1— р). Минимальная продолжительность записи при этих условиях для скорости 600 бод будет равна _ ^(1-р)Лта х_ 2,58»-0,25-1023 60ЯЕ= ~ 60-600-0 ,0025 — ' 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^тах) равен 105 символам (согласно предварительным измерениям). Положим по-прежнему значение р{1—р) наибольшим. При этих условиях можно допустить у = 0,75 и е = 0,1. Найдем необходимое время 52
запаси на магнитную ленту потока ошибок для интервального анализа, при скорости 600 бод: . •• ... Т **PV-P)N TM* 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 жить магнитограммы потоков ошибок и полученные на их основе массивы перфокарт (или перфоленты) с компрессированной 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 грамм. В результате этого компрессируется поток ошибок, опре­ 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 ной обработки и исследования при различных алгоритмах пере­ дачи. После ввода упомянутой программы, блок-схема которой при­ ведена на рис. 20, УВМ подключается к ЭВМ и : 'запускается магнитофон (оператор /). Оператором 2 осуществляются подсчет чисел Н. , соответствующих количеству принятых символов от 53
(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- 2 ЗЕаВпрюраммы Подключишь УВ,VI ПэЗгчет ЗЕаВпрюраммы Подключишь УВ,VI Н.j 5 4 Определение А" ^Кэнец^^ <магнтмгрсгмЬ Нет 4/' J ^Кэнец^^ <магнтмгрсгмЬ Нет 4/' s 7 8 ФормироНание индексных ячеек J-t ' />*=• J ФормироНание индексных ячеек J-t ' />*=• V Узнал печать результатов id IS Перфорация Печать та§,\иц на АЦПУ ПК Печать та§,\иц на АЦПУ Осяонод. 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). 54
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 печать массива чисел для сравнения. Затем результаты работы по данной программе выводятся также на печать алфавитно-цифро­ вого печатающего устройства (АЦПУ) в виде таблиц компрессиро­ ванной записи потока ошибок (оператор 15), после чего происхо­ дит останов машины (оператор 16). Программа вместе со стандартными подпрограммами зани­ мает 663(10) ячейки (в десятичной системе счисления). В опера­ тивную память машины в соответствии с этой программой за один прием непрерывного ввода информации с магнитной ленты можно записать 7110 интервалов между ошибками. При необхо­ димости ввода в ЭВМ большего объема информации содержимое МОЗУ переписывается на перфокарты. Для получения высокой плотности записи на перфокартах перфорация осуществляется в двоичном коде. Необходимое машинное время для ввода и первичной Обра­ ботки магнитограммы определяется в основном временем ее вос­ произведения (в среднем 25 и 50 мин., в зависимости от скоро­ сти передачи информации, что вполне Приемлемо с точки зрения затрат машинного времени). В результате ввода и первичной обработки магнитограмм последовательностей ошибок были получены компрессированные записи потоков ошибок при передаче дискретной информации по ВЧ-каналам ЛЭП. В приложении, помещенном в конце книги, 55
приведена часть этих записей, отпечатанных ЭВМ. В них даны числа в десятичной системе счисления, представляющие собой величины последовательных безошибочных интервалов, количе­ ство ошибок и частость ошибок символов. Направление чтения— по строкам слева направо. Полученные массивы информации на перфокартах использо­ ваны для определения функции распределения интервалов между ошибками, плотности вероятности интервалов, функции автокор­ реляции последовательности ошибок, для поблочного анализа, проверки гипотезы о биномиальном законе распределения оши­ бок, расчета плотности ошибок и показателя группировования, мо­ делирования работы СПД с посимвольным накоплением и опреде­ 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 собой безошибочные интервалы в реальном потоке ошибок с дли­ нами (имеющими определенный интервал значений) выбранных разрядов /1 (( = 1,2,..., к), и соответствующим подсчетом числа попаданий значений безошибочных интервалов в данный разряд. Последовательность безошибочных интервалов, выражаемая чис­ лами Nj, записывается в ячейках оперативной памяти ЭВМ при вводе массива перфокарт (исходных данных), соответствующего потоку ошибок в том или ином канале. Весь диапазон изменения интервалов между соседними ошиб­ 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. В соответствии с программой определения функции и плотно­ 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 результата на нуль (оператор 2). По совпадению производится подсчет частоты m-L безошибочных интервалов, попадающих в данный разряд (число наблюдений в данном диапазоне или раз­ ряде), соответствующими счетчиками, т. е . rri\—/ПЦ (оператор 3). После регистрации совпадения определенным счетчиком или в случае неравенства сравниваемых чисел между собой логическим 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- 56
ления оператору 2. Если же выбраны все числа, то происходит; переадресация разряда It (оператор 6). Оператором 7 прове­ ряется условие сравнения чисел N. с одиннадцатью разрядами /,, равными от 0 до 10 бит включительно (/ii = ll—число повторе­ ний цикла). Если сравнением охвачены не все указанные разря- Нет. Рис. 21. 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 исходит переход к следующему циклу сравнения после восстанов­ ления содержимого индексной ячейки оператором 9. Таким образом, все числа Nj оперативной памяти машины последова­ тельно сравниваются с длиной разряда /. от 0 до 10 бит. 5Т
Оператор 10 осуществляет анализ попадания чисел Nj в раз- ' ряды lt, начиная с i=13 до i=33. Частоты ;?г,3—т33 попадания подсчитываются соответствующими счетчиками (оператор 11). Далее схема вычислений (операторы 12—15) аналогична преды­ дущему циклу, только число повторений цикла Пг в операторе 15 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 условие определения этих частостей для всех разрядов, а опера­ 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 цикла происходит восстановление содержимого индексной ячейки (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 ным данным можно легко построить соответствующие графики. Алгоритм определения функции автокорреляции потока оши­ бок. Степень коррелированноеTM ошибок и наличие или отсут­ ствие периодической составляющей в их потоке можно опреде­ лять функцией автокорреляции. Поток ошибок представляет собой случайную последовательность принятых двоичных симво­ 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) = '-=% , (ШЛ) тде h — зременнон сдвиг, бит.
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 (III. 1) представляет собой фактически суммирование числа совпадений единиц в последова­ тельности ошибок через шаг h бит, а знаменатель соответствует сложению всех единиц последовательности, то определение авто­ корреляционной функции для выбранных h можно произвести по формуле. ?(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 ошибками Nj добавляется по единице. В результате получаются числа И. , равные дискретным сдвигам между последователь­ ными ошибками. Эти числа сравниваются с величинами заданных сдвигов ht автокорреляционной функции и соответствующими счетчиками подсчитывается число совпадений ошибок Ja . Затем образуются последовательные суммы чисел Н. (накопленные числа) со сдвигом на одно число Qb =УН.{К—\, V —1 — по- рядковый номер начала суммирования чисел, v= 1,V— k). Каждая такая сумма Qft v также представляет собой сдвиг между ошибками в реальном потоке ошибок. Количество чисел Qft v опре­ деленной величины, соответствующей какому-либо сдвигу hh добавляется в надлежащий счетчик Ус;. При этом адрес тре­ буемого счетчика определяется самим числом Qftv . Таким образом, 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 при выбранном широком диапазоне изменения значений времен­ ного сдвига /г. ют 1 до 1000 бит) свободных ячеек оперативной памяти ЭВМ недостаточно. Поэтому работа по программе осуще­ ствляется в два этапа. На первом этапе производятся все про­ цедуры для /г, = 1 -ь 500 бит, а на втором — для Лг=501-^ - - *-1000 бит. 59
Операции для вычисления функции автокорреляции произ­ водятся в следующем порядке. Сначала вводятся программа и исходные данные (оператор /). К каждому числу Nj введенного массива информации о потоке ошибок добавляется по ^единице 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 60
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 временного сдвига (л, = 500 — число повторений цикла для одного этапа работы программы). Если выбраны не все значения сдвига, то происходит переход к сравнению чисел Н. со следующим зна­ чением lil . Для этого к предыдущему значению сдвига доба­ вляется единица, что равносильно увеличению номера сдвига на 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 зуются суммы Qftv . Сначала последовательно суммируются первое число массива со вторым, полученная сумма с третьим числом массива и т. д. Логический оператор 12 проверяет целесообраз­ ность дальнейшего накопления суммы. Если Qkv - <500 (для первого этапа работы программы), то оператором 13 формируется адрес счетчика Ус . (число Q&v плюс константа С), куда опера­ тор 14 добавляет единицу. В противном случае, а также после оператора 14 управление передается оператору 15, который про­ веряет условие nk — 1>0, где nk — число повторений цикла по v. При выполнении этого условия происходит переадресация ячейки (оператор 16) и определение новых сумм Qft v (оператор //). В случае невыполнения указанного условия осуществляется пере­ ход к оператору 17, который проверяет условие п2 — 1>-0, где /га — ч ис л о п о вторений цикла по к (внешнего цикла). Если условие 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 четвертым числом и т. д. Вновь число совпадений ошибок через 61
сдвиг hi бит направляется в соответствующие счетчики. Пред­ последнее число массива складывается с последним. 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 информации на перфокартах). Оператором 21 проверяется условие щ— 1>0, где пъ — 500. При выполнении условия происходит переадресация счетчика Jcl (оператор 22), и управление передается снова оператору 20. Цикл повторяется до окончания вычисления всех значений <р(Лг) для данных сдвигов Л.. В случае невыпол­ нения указанного условия результаты вычислений переводятся 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 (оператор 26). Затем с помощью операторов 2—24 схема вычис­ ления значений <р(Лг) повторяется, но уже для сдвига /гг = 501 -н- - 4-1000 бит. По окончании печати результатов второго этапа работы про­ граммы происходит восстановление кодов соответствующих ячеек (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. Зная вероятности появления ошибок кратности m в блоке, длины п, можно проверить гипотезу о независимом законе рас­ пределения ошибок, оценить эффективность того или иного мето­ 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 = 2 s —1, где s принимает значения от 3 до 10. 62
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, Е* р* "L г т,п ~~ М' 1 'п Полученные значения Ртп Для блоков длины п = 7, 15,..., 1023 символа позволяют построить семейство кривых частостей иска­ жения кодовых комбинаций т ошибками и произвести анализ Засылка п Очистка ячеек Hj=Hj+ocm. Н*-п J КК Н.~п=ост. п J бнакопитеяь кратности Очистка ра- бочих ячеек Очистка || накопителя к *1днакопит.к Запись кратн. кратности ошибок НАШ Р*= с т Е*-М-Е* 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. 63
Глава IV АНАЛИЗ СТАТИСТИКИ ОШИБОК § 1. Общая статистическая картина ошибок Разнообразие условий проведения экспериментальных измере­ 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. На основе посеансных измерений достоверности передачи рав­ номерной случайной последовательности символов составлены •обобщенные результаты: Ка­ Условие пе­ Скорость Время наб­ Частость нал редачи передачи, бод людения, мин. ошибок 1 Норм 1200 300 1,39-Ю -6 2 1200 310 1,23-Ю -5 3 — г_ 600 500 0,63- ю -5 4 — ш— 1200 970 1,53-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 0,62-Ю -5 9 —„— 600 1 370 2,59-10 ~ 4 10 — п — 600 1 360 0,54-10-3 11 — п — 600 1 58S 1,08-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 3,09-Ю- 5 18 . 600 870 3,58-Ю - 4 19 . 1200 600 0.87-Ю -3 20 — в 1200 300 7-10 - 6 —1.Ю—• 21 1200 185 5,7-10 - 5 _ 4i6.10-4 22Гз 1200 840 2,77-10-5 20г Гол 1200 100 ыо- 4 _з .ю- 4 2Г 1200 30 -10-2 2Г —"— 600 100 3,1-10-4_3) 6.10-< 64
12п Плох, (зум- 600 250 2 24-10" мирование соседнего канала ап­ паратуры) 2з1 И. д. 3.8,7 дб Зэ2 (1 кел) 1200 360 Зэ2 И. д . з. 17,4<ЭсТ 731 (2 неп) 600 900 3,26-Ю - 4 731 И. д . з. 8,7с?<5 8з1 (1 нел) 1200 290 0,73-Ю - 2 8з1 И. д. 3.8,7^ (1 неп) 600 438 1,48.10 ~ 3 г Раб. ТМ 1200 100 3,53-Ю - 5 упи fao. iM л и.д.з . П,4дб(2неп) 600 290 2,07-Ю - '' П р и меча и и е: гз—при передаче данных по грозозащитным тросам; г—при гололеде на проводах; п—при плохом состоянии канала; 31— при искусственном дополнительном затухании в ВЧ-тракте 8,7 дб (1 неп); 32— при искусственном дополнительном затухании в ВЧ-тракте 17,4 <Э<7 (2 неп); т—при работе каналов телемеханики; тз2—при работе каналов телемеханики и искусственном дополни­ тельном затухании в ВЧ-тракте 17,4 дб (2 неп). Данные по протяженности, числу промежуточных усилителей или переприемных пунктов каналов и напряжению ЛЭП приве­ дены на стр. 50—51. Все результаты получены при измерениях по шлейфу. Особые условия измерений по сравнению с нормальными (норм.) включали образование гололеда (гол.) на проводах ЛЭП, плохое (плох.) состояние канала, внесение искусственного допол­ нительного затухания (и. д. з.) в ВЧ-тракт и передачу цифровой информации при работе телемеханики (раб. ТМ) по одной и той же аппаратуре уплотнения. В двухканальной аппаратуре уплот­ нения типа К.П-59 измерения проводились в первом канале, име­ ющем более широкую полосу спектра промежуточных частот (2,4 кгц) по сравнению со вторым каналом (2,1 кгц);, второй канал при измерениях оставался действующим (телефонным илич телемеханическим). Как видно из представленных данных, средняя частость оши­ бок колеблется для измеренных каналов в широких пределах— от 1,39-Ю -6 доЮ -3 (при нормальном состоянии каналов). Более высокая достоверность передачи данных (с учетом ско­ рости передачи) обеспечивается аппаратурой типов ЭПО-3, ВЧА-1ТФ и ВЧА-ЗТФ, имеющей сравнительно более широкую полосу пропускания канала. Общей закономерности возрастания частости ошибок для раз­ ных каналов с увеличением протяженности и числа промежуточ- 5—254 65
ных усилителей не наблюдается. В некоторых случаях при отно­ сительно больших протяженностях каналов и наличии промежу­ точных усилителей отмечалась сравнительно низкая частость ошибок (канал 1). Следует отметить, что разброс частостей ошибок в разных каналах, имеющих один и тот же тип аппаратуры уплотнения и 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 — 10-5 и менее. Большинство каналов асимметрично, причем число ошибок одного типа для отдельных каналов может превышать число ошибок другого типа в несколько десятков раз. Это можно объяс­ нить неравномерностью амплитудно-частотной и нелинейностью- фазовой характеристик канала. В процессе испытаний разных каналов отмечались преобладания ошибок типа 1 —>-0 над ошиб­ ками типа 0 —> - 1, и наоборот. § 2. Анализ статистической структуры ошибок Первоначальный анализ статистической структуры ошибок при испытаниях ВЧ-каналов по ЛЭП производился на основании посеансных и выборочных показаний анализатора АПО-1200, который позволяет получить обобщенные сведения об ошибках (см. § 2 гл. III). 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 нутных сеансов по количеству ошибок т для канала 5. Из графи­ ка видно, что почти в 50% случаев сеансы содержат от 0 до 5 ошибок. Кривая функции распределения F(X) —Р(Х<т) близ­ ка по виду к функции распределения для независимых ошибок. По результатам выборочных измерений длин и числа ошибок пакетов (в полуавтоматическом режиме работы анализатора) для некоторых каналов были построены графики функции распре­ 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. 66
канала 5) приводится на рис. 25. Из графика видно, что подавля­ ющее большинство условных пакетов имеют ошибки в одном* (92%) и двух разрядах. Появление в условных пакетах трех и более ошибок — сравнитель­ но редкое событие. Р(х<т) | При уменьшении отноше­ ния сигнал/помеха удельный вес условных пакетов с оди­ ночными и двойными ошиб­ ками падает и возрастает количество более длинных пакетов, начинают появлять­ ся пакеты с тремя и бо­ лее ошибками. Дальнейшее уменьшение отношения сиг­ нал/помеха приводит к рез­ кому возрастанию частости ошибок и слабому пакетиро­ ванию, сопровождающимся также заметным влиянием тока промышленной частоты на появ­ ление ошибок. Однако сказанное относится к ненормальным или неисправным состояниям Рис. 24 . График функции распределения 10-минутных сеансов по количеству ошибок (канал 5,600 бод). Р(хш) 236Ю23SIQ236V Рис. 25 . График функции распределения числа ошибок в условных пакетах (ка­ нал 5, 600 бод). 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 сеанс Nnc, регистрируе­ мых анализатором, от длины интервала объеди­ нения NA (рис. 26). Гра­ фики построены в полуло­ 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 частоте) при разности уровней сигнала и помех на выходе прием­ ного фильтра двоичного канала Дрд=26 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 Nu (380 бит). Р7
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 ной. Перейдем теперь к анализу статистики ошибок на основе магнитограмм по программам, описанным в § 4 гл. III. В данном параграфе изло­ жены результаты анализа ин­ тервалов между ошибками и автокорреляции. Поблочный анализ с методической точки зрения удобно связать с выбором математической модели распределения ошибок, о котором пойдет речьв§4. Анализ интервалов между ошибками. При исследовании дис­ 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 лы между соседними ошибками, измеряемые количеством безо­ 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... 6Я хА .•I I | 1 >. юо гоо яо too нл,йчя. Рис. 26. Зависимость числа пакетов Nnc от интервала обгединения N± : /-МК-60, 1200 бод, р*=3,7-10- 3 ; 2-ВЧА-1ТФ, 600 бод, р*=0,8-10 - 3 ; 3-КП-59 , 1200 бод, р*=3 -10 -2 .
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. При независимом (биномиальном) распределении ошибок ве­ роятность появления безошибочного интервала определенной 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 ' 2я/ 2м +1 ) где V— общее число символов последовательности, Н} = А//+1 — интервал между соседними ошибками, включающий одну ошибку, или J 1 где N— среднее значение длины интервала. Последнее выражение можно переписать в виде Характер случайной величины X по экспериментальным на­ блюдениям можно описать статистической функцией распределе­ ния F(x) — Р (X < х), которая для интервалов между ошибками будет определяться следующими равенствами: F*(х,)=Р*(N<х,) =О, F*{xa) = P*{N<xa)—^-1 F*(x3) = P*(N<x3)=-?±±^-, 69
здесь k — число разрядов, на которые разбит ряд распреде­ ления дискретной случайной величины N (число интервалов статистического ряда); х , х.,,..., хк+1 — числа, определяющие границы разрядов; т1 — число наблюдений Л/ в t-м разряде; v — общее число наблюдений N. Как уже говорилось ранее, предварительный анализ по- сеансных и выборочных измерений с помощью анализатора пока­ зал возможность независимого распределения ошибок в ВЧ-кана- лах ЛЭП. Новым подтверждением этого предположения может явиться соответствие распределения длин свободных промежут­ ков N распределению Пуассона. По программе определения функции распределения (§ 4 гл. III) на ЭВМ «Минск-22» были обработаны магнитограммы потоков ошибок и получены значения дополнительной функции распределения длин интервалов между соседними ошибками для соответствующих разрядов Р*(N>7V(.)=1-F*(Л'.)=1-Р*(N<Nt) =1 пг^' где Л41_1 — накопленная частота безошибочных интервалов до г-го разряда; границы разрядов обозначены через Nt; в блок-схеме программы Р* (N^- N t) обозначена че­ рез Р* [Nt) . Результаты расчета дополнительной функции распределения для некоторых каналов представлены на рис. 27 в полулогариф­ мическом масштабе. При таком выборе масштабов график пока­ зательной функции должен отображаться прямой линией. Согласно закону распределения Пуассона вероятность появ­ ления т событий в произвольном промежутке времени т равна здесь р — плотность потока событий. Вероятность того, что в промежутке х не произойдет ни одного события, будет равна Р —е~"~ т. е. описывается экспоненциальной зависимостью. При применении пуассоновского распределения к рассмат­ риваемому процессу вероятность того, что в промежутке времени длиной N, начинающемся в момент появления ошибки, не по­ явится других ошибок, будет определяться соотношением 70
или P(N>Nl) =e- pNi . Логарифмируя последнее выражение, получаем lgP(N>Nl) = - pNl\ge=*CNl, т. е. зависимость будет представлять собой уравнение прямой лзпда Y = Bx в полулогарифмическом масштабе. Рис. 27 . Графики дополнительных функций рас­ пределения интервалов между ошибками. Так как интервалы между ошибками могут изменяться в •очень широких пределах (на магнитограммах исследованных каналов они менялись от 0 до 0,73-105), то для охвата всего диа­ пазона изменения этих интервалов абсцисса графика на рис. 27 имеет различные масштабы (коэффициенты при N даны на линиях зависимостей). На рисунке приведены дополнительные функции распределения интервалов между ошибками для наиболее харак­ терных случаев с наименьшей, средней и наибольшей частостями •ошибок символов (соответствующие каналам 12, 6 и 12 п ). Прямолинейность графиков, приведенных на рис. 27, свиде­ тельствует о пуассоновском характере распределения ошибок. Небольшой (от 0 до 2 разрядов) криволинейный участок зависи­ мости \gP(N^Nl )=f(Ni) для канала 12 п (см. § 5 гл. IV) говорит •о слабом пакетировании, причина которого — неисправное состоя- 71
ние параллельного 12-му канала. Частость ошибок в этом случае была высокой (р* = 0,78- Ю -2 ). Графики, построенные по данным магнитограмм для других каналов, также имели прямолинейный характер и подтверждали экспоненциальное распределение интервалов между ошибками. На рис. 28 приведена гистограмма распределения интервалов между ошибками для канала 2 31 , построение которой производи­ лось по формуле где /.— в е ли ч ина (длина) t-ro разряда статистического ряда. Вычисления были предусмотрены в той же программе, кото­ рая определяла функцию распределения (§ 4 гл. III). На том же рисунке приведена выравнивающая кривая (экспо­ нента) статистической плотности распределения f(N) = pe- pN (р бралось равным частости ошибок символов р*). При выбранном способе по­ строения гистограммы [124] высота каждого прямоугольни­ ка представляет собой среднее число случаев, приходящихся, на единицу длины соответству­ ющего разряда. Имея это в виду, необходимо при построе­ нии теоретического распреде­ ления (выравнивающей кри­ вой) увеличивать ординаты в. и раз. Полученные для измерен­ ных каналов дифференциаль­ ные функции распределения интервалов между ошибками также подтверждают пуассоновский характер распределения ошибок. Автокорреляционный анализ. Наличие или отсутствие корреля-. ции между ошибками определяется также и с помощью- анализа автокорреляционной функции случайной величины. Функция автокорреляции может быть определена формулой т R (т) = f(t)f(t +z)=lim ffit)f(t +x)dt, r -~ J -T где черта над выражением означает усреднение по- времени; f(t) — зависимость случайной величины от времени; т — сдвиг по­ времени; Т— интервал наблюдения. 4TЛ \ 0.S _ ш- 03 0.2 • Ю- Рис. 28 . Гистограмма и выравниваю­ щая кривая плотности распределе­ ния интервалов между ошибками (канал 2 31 ). 72
Для дискретных процессов выражение для функции авто­ корреляции примет вид п R{h) = \\m-^- x Уfi (0; П-*ОО I •••• здесь /г — дискретный сдвиг; 1= ..., -2, - 1, 0, 1, 2,... IО да я» о LA_ , JL I w 40 во во п.дит sot зго т sso озо п,ёит я»; г 4» No h,6um до/. 0L А_ ЛЛК 901 No 340 960 980 h.fum 0JJI го 40 6П •А.А, во h.Sum т 0,01 901 920 940 ЯО 980 ^hSum Рис. 29. Графики автокорреляционных функций для каналов 12 (а), 7 (б) и5(в). Нормированная функция автокорреляции определяется выра­ жением »(х)= /(о/(*+-о ' 1 ' /2 (О(О Для дискретного процесса имеем п г—п п а для рассматриваемого — «Р (Л) *=-л V 2^ г=1 v ' 7Э
тде Xl—значение символа f-ой позиции в двоичной последова­ тельности записи ошибок; V — общее число символов последо­ вательности. В соответствии с последней формулой по программе, изло­ женной в § 4 гл. III, для ВЧ-каналов ЛЭП были вычислены функ­ ции автокерреляции при сдвигах It— 14 -1000 бит. По результатам вычислений были построены графики авто­ корреляционных функций, часть из которых (для каналов 12, 7 и 5) приводится на рис. 29. Для сравнения на рис. 30 дан график 0.2 0.1 О 200 400 600 воо looohfium Рис. 30. Пример графика автокорреляцион­ ной функции для стандартного коммутируе­ мого телефонного канала. .ав то корреляционной функции для стандартного коммутируемого телефонного канала, заимствованный из [113]. Из приведенных графиков автокорреляционных функций вид­ но, что при нормальном состоянии ВЧ-каналов по ЛЭП ошибки не коррелированы. Отдельные, незначительные выступы кривой, носящие случайный характер, могли быть вызваны вспышками флуктуационных помех, однако ввиду очень малых значений функции автокорреляции при этих вспышках их можно не учи­ тывать. § 3. Плотность ошибок и показатель группирования В работах [98,100] было предложено оценивать степень па­ кетирования ошибок параметром, названным плотностью ошибок порядка ш: п v (m,а)= i=m D . —, v ' ' nP(>rn,n) ' где P (J, n) — вероятность появления j ошибок в «-элементной кодовой комбинации; Р (> т, п) — - вероятность появления «-эле­ ментных кодовых комбинаций с от и более ошибками. Статистическая вероятность Р{^-т, п) определяется как от­ ношение 74
л Р(>т,п) = -' =т А. (л) здесь 5 (t, /г) — число комбинаций, содержащих i ошибок; Вп (/?.) — общее число переданных комбинаций. Плотность ошибок нулевого порядка v (0, я) равна средней вероятности ошибочного приема символа р; плотность первого порядка v (1, я) является вероятностью ошибочного приема дво­ ичного символа, определенной для последовательности я-элемент- ных кодовых комбинаций, содержащих не менее одной ошибки (т. е . для ошибочно принятых кодовых комбинаций). Для гипотетического канала с расстояниями между ошиб­ ками, превышающими п, v (1, /г) = —для канала с независимым распределением ошибок при малых значениях пр(пр<^\) зна­ чения v(l, я) также близки к причем с увеличением я зна­ чения v (1, /г) стремятся к р. Оценим плотность ошибок при передаче данных по ВЧ-ка налам ЛЭП и сравним результаты с оценками канала с незави­ симым распределением ошибок, для которого плотность ошибок первого порядка будет определяться формулой v(1,л)= < IV - 3 ) где р — вероятность ошибочного приема двоичного символа q=1—р — вероятность правильного приема двоичного символа qn — в ероятность правильного приема я-элементной ко довой комбинации. Приведем краткие характеристики оцениваемых ВЧ-каналов по ЛЭП: Расстояние, Скорость Число пере- Напряжение Средняя час- км передачи, приемов или на ЛЭГТ, тость ошибок бод усилителей кв за сеанс из­ мерений 712 600 4 110/220 1,27-Ю -4 120 600 — ПО 4,2-Ю -3 Для второго канала взят сеанс измерений с наибольшим коли­ чеством ошибок. Общее количество символов, переданных за сеанс, составило: для 1-го канала 1096245, для 2-го — 748310; количество наблюдавшихся ошибок было равно 139 и 3083 соот­ ветственно. Усредненные по результатам многих сеансов частости ошибок были равны: для 1-го канала 0,96-Ю -4 (3666 ошибок на 38160000 переданных символов), для 2-го — 0,92- Ю -3 (24460 оши­ бок на 26676000 переданных символом). Для обоих каналов был произведен поблочный анализ кратностей ошибок на ЭВМ для длин блоков, равных 7, 15, 31, 63, 127, 255, 511, 1023. 75
Статистические значения v (1, п) вычислялись по формуле 2*. v (1 .«)= пВ~(>\7п) L где 2^ e i ~~ общее число ошибок за сеанс; В О 1, п) — число ошибочно принятых «-элементных кодовых комбинаций. В табл. 2 приведены значения v (1, п) для 1-го и 2-го кана­ лов н v(i (1, п), найденные по формуле (IV.3) для канала с неза­ висимым распределением ошибок при вероятностях ошибки на символ, равных частостям ошибок в каналах 1 и 2. Из таблицы видно, что различие между плотностями ошибок первого порядка для исследованных ВЧ-каналов и каналов с незави ­ симым распределением ошибок практически отсутствует. Для телефонных кабельных и радиорелейных каналов при пере­ даче данных это различие весьма существенно [98]. Определим теперь для двоичных ВЧ-каналов по ЛЭП другой параметр, предложенный теми же авторами и названный показа­ телем группирования ошибок: а= 1-fа; здесь а= Iim •, —. р~о dinn Для вычисления статистического показателя группирования ошибок можно использовать аппроксимирующую формулу [98] »(1,я)= Р з. гдер=—а. После несложных преобразований последнее выражение мож­ но привести к виду. lg1 а=- х *9 р ig« В табл. 3 приведены вычисленные на ЭВМ значения |3 для ВЧ-каналов по ЛЭП. Для каналов с независимым распределением ошибок (3=1 и а=1 + а=1—р = 0. Как видно из табл. 3, для обоих двоичных ВЧ-каналов по ЛЭП показатель р практически равен 1 и, следо­ вательно, а=~0. Отметим, что показатель группирования в теле- 7fi
Таблица 2 Сравнительная оценка плотности ошибок для ВЧ-каналов по ЛЭП (каналы 1 и 2) и гипотетического канала с независимыми ошибками Длима блоков Параметр 7 15 31 G3 127 255 511 1023 Пе рвый канал В0 (л) В(>\,п) 41,я) v„ а,«) 156584 138 0,1438 0,1429 73073 138 0,0671 0,0667 35358 138 0,0325 0,0323 17399 136 0,0162 0,0159 8631 136 0,0080 0,0079 4299 136 0,0040 0,0040 2145 132 0,0021 0,0020 1072 121 0,0011 0,0010 Второй канал 50(п) В(>\,п) 41.*) % (1,л) 106901 3044 0,1447 0,1446 49888 3000 0,0685 0,0686 24139 2872 0,0346 0,0343 11878 2707 0,0181 0.0180 5893 2395 0,0101 0,0101 2935 1873 0,0065 0,0063 1465 1267 0,0048 0,0047 732 721 0,0042 Таблица 3 Показатель группирования ошибок для ВЧ-каналов по ЛЭП (каналы 1 и 2) Длина блоков Параметр ' 1 15 31 | 63 127 255 511 1023 Первый канал Р' а 0,9964 0,0036 0,9976 0,0024 0,9984 0,0016 0,9956 0,0044 0,9971 0,0029 0,9989 0,0011 0,9967 0,0033 0,9885 0,0115 Второй канал Р а 0,9998 0,0002 1,0000 0,0000 0,9970 0,0030 0,9986 0,0014 0,9990 0,0010 0,9937 0,0063 0,9918 0,0082 0,9902 0,0098
фонных кабельных каналах имеет значение в пределах 0,6 4-0,8; в радиорелейных телефонных каналах он колеблется в пределах 0,4 -т- 0,6. Результаты проведенного анализа подтверждают допусти­ мость гипотезы о независимом распределении ошибок при пере­ даче данных по ВЧ-каиалам, высказанную нами ранее. § 4. Выбор математической модели потока ошибок Выбор математической модели, достаточно хорошо описываю­ щей процесс появления ошибок при передаче цифровой информа­ ции, является одной из основных задач исследования. Математи­ ческое описание процесса передачи должно быть компактным и удобным для использования и достаточно содержательным по входящим в него взаимосвязанным параметрам, а также учиты­ вать в своей основе физику явления. Известно, что любое математическое описание, модель могут отображать реальный процесс лишь приближенно, с какими-то допустимыми ошибками, отклонениями. Степень допустимых отклонений математической модели от описываемого реального объекта должна определяться областью использования модели, целью, для которой создается модель. Излишняя детализация, погоня за точностью могут привести к очень сложной формуле математического описания, которая, в свою очередь, усложняет и затрудняет применение модели для практических целей. Во многих случаях более простая, «грубая», приближенная модель, правильно учитывающая наиболее существенные факто­ ры процесса, предпочтительнее и достаточно эффективна для практического применения. Степень точности и сложности, коли­ чество учитываемых параметров при построении модели должны, соответствовать степени сложности и точности предполагаемых технических и алгоритмических реализаций для достижения ос­ новной цели. Выбор для ВЧ-каналов по ЛЭП модели источника ошибок с независимым распределением основывается на этих соображе­ ниях. Как показали дальнейший анализ эффективности примене­ ния некоторых основных методов повышения помехоустойчивости: с использованием предлагаемой модели и моделирование этих методов при вводе реального потока ошибок, независимое распре­ деление потока ошибок, достаточно хорошо описывает реальный процесс. Необходимо, конечно, учитывать нестационарность процес­ са, вызываемую целым рядом факторов (время суток, атмосферные условия и т. п.) . Составить модель, которая бы учитывала изме­ нения величины вероятности ошибки на символ р, из-за влия­ ния этих факторов вряд ли представляется возможным. Поэто­ му выбор методов повышения помехоустойчивости и расчетного' 7Я
значения вероятности ошибки р для конкретных каналов; СПД рекомендуется производить с учетом требуемых временных, графиков передачи потоков цифровой информации и необходимой достоверности. Как показали посеансные измерения и магнито­ граммы потоков ошибок, ВЧ-каналы по ЛЭП можно считать ста­ ционарными в основном в пределах временного интервала 1,5— 15 час. Выбор расчетного значения вероятности ошибки р можно- делать по максимальному значению в период передачи данных, (при наихудших для данного канала времени суток, атмосфер­ ных условиях и т. п.). К настоящему времени в литературе по передаче дискретной информации можно встретить большое количество математиче­ ских моделей, описывающих закономерности потока ошибок в- проводных и радиорелейных телефонных каналах (например,. [10, 84, 98, 113, 121]). В Институте кибернетики с ВЦ АН УзССР была разработана методика автоматизированного машинного поиска модели потока ошибок в двоичных каналах, включающая комплекс программ обработки экспериментальных данных, подбор оптимальных па­ раметров гипотетических распределений (моделей) по минимуму среднеквадрэтических отклонений от экспериментальных стати­ стических распределений, сравнение оценок гипотез и окончатель­ ный выбор гипотезы (модели) [39]. Ввиду того что предварительные исследования потока ошибок (§§ 1—3 гл. IV) сузили область поиска модели, сведя ее к про­ верке гипотезы о независимом распределении ошибок, для выбо­ ра модели источника ошибок в ВЧ-каналах ЛЭП была использо­ вана лишь часть упомянутого комплекса программ. Для окончательного выбора математической модели потока ошибок при передаче данных по ВЧ-каналам ЛЭП можно использовать результаты поблочного анализа ^определения час- тостей Р*т п появления т ошибок в блоке длиной в п сим­ волов!. Определение частостей Р*т п производится по программе, изложенной в § 4 гл. III . Для сравнения статистического распре­ деления ошибок в исследуемых каналах с биномиальным рас­ пределением и оценки гипотезы (о допустимости последнего для описания случайного процесса появления ошибок при передаче данных по ВЧ каналам ЛЭП) по критерию х 2 Пирсона была разработана программа, которая предусматривает: 1) вычисление биномиальных коэффициентов для выбран­ ных значений длин блоков п и кратностей ошибок т: ,т п! " — т!(п— т)! 79
с использованием рекуррентной формулы 2) определение вероятностей появления т ошибок в блоке длины п. при биномиальном распределении: - где значение р берется равным частости ошибок символов р*\ 3) вычисление меры расхождения х 3 х--2 i=i преобразованной к виду где k — число разрядов эмпирического распределения с учетом объединения малочисленных опытных частот; Р* и Pt — с о ответственно экспериментальные и теоретичес­ кие вероятности /-го разряда. Значения вероятностей Р [ Хл) определяются из таблицы, которая также может быть записана в программу и введена в машину. Данная программа размещается в 371(8) ячейке памяти машины. Иногда при вычислении значений меры расхождения % 2 между статистическим и биномиальным распределениями малочислен­ ные частоты объединялись в один разряд, чтобы последний был более представительным. Вероятности Р(%2) для каждой длины блока оценивались отдельно. В качестве примера приведены результаты расчетов по первой магнитограмме канала 12 и третьей магнитограмме канала 6, сведенные в табл. 4—1 (г—число степеней свободы). По результатам этих расчетов построены графики — семей­ ство кривых накопленных частостей искажения блоков информа­ ции заданной длины, содержащих т и менее ошибок. На рис. 31 построены эти графики для канала 12 при длине блоков 7, 15, 31, 63, 127, 255, 511 и 1023 символов. Линии между дискретными значениями проведены условно для большей наглядности. Та же цель преследовалась при разделении графиков на 2 части — зави­ симости для длин блоков от 7 до 63 бит и от 127 до 1023 бит представлены двумя частями рисунка с разными масштабами. Сплошные линии относятся к экспериментальным данным, а пунктирные — к теоретическим (расчетным для биномиального 80
распределения). Там, где в масштабе графиков линии экспери­ ментальных и теоретических распределений практически слива­ ются, ©ни сплошные. Таблица 4 Частоты блоков, содержащих тп ошибок (*£т), и число блоков длины п. (Мп), (магнитограмма 12-1, частость ошибок символов />*=1,27.10-4) Длина блоков Кратность ошибок 7 15 31 63 127 255 511 1023 0 1 2 3 156446 137 1 72935 137 1 35220 137 1 17263 133 3 8495 133 3 4163 133 3 2013 125 7 951 106 12 156584 73073 35358 17399 8631 4299 2145 1072 Таблица 5 Частоты блоков, содержащих m ошибок (£*т), и число блоков длины п (Мп ), (магнитограмма 6-3, частость ошибок символов р*==4,12-10- 3 ) Длина блоков Кратность ошибок Кратность ошибок 7 15 31 63 127 255 511 1023 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 103857 3005 39 46888 2920 77 3 21267 2673 189 8 2 9171 2370 303 30 3 1 3498 1832 460 82 20 1 1062 1033 568 195 60 13 4 198 382 353 288 136 74 23 10 1 11 58 87 135 142 121 75 49 31 8 7 6 2 мп J 106901 49888 24139 11878 5893 2935 1465 732 Из графиков видно, что с увеличением кратности ошибок доля искаженных блоков быстро уменьшается, особенно это заметно при коротких блоках. Так, при длине блока га = 7 для канала 6—254 81
Таблица 6 Оценка Рт ,п и проверка гипотезы по х« (магнитограмма 12-1, частость ошибок символов р*=1,27-Ю -4 ) Кратность Длина блоков ошибок 7 15 31 63 127 255 511 1023 0 0,999119 0,999113 0,998111 0,998099 0,596097 0.9S6076 0,992183 0,992042 0,984243 0,984023 0,968365 0,968178 0,938461 0,937249 0,887127 0,878324 1 0,000875 0,000887 0,001875 0,001899 0,003875 0,003916 0,007644 0,007927 0,015410 0,015850 0,030937 0,031313 0,058275 0,060744 0,098881 0,113961 2 6.39 -10- 6 1,37-Ю" 5 2, 83-Ю -5 0,000172 0,000348 0,000698 0,003263 0,011194 2 3,37-10 - 7 1,69-Ю -6 7,45-10- Б 3,1210- 5 0,000127 0,000504 0,001965 0,007386 3 — — — — — — 0,002798 0,000319 г 2 0,00001 0,00555 0,00388 0,0432 0,0259 0.0043 2,06 5,82 г 1 1 1 1 1 1 2 2 .P(xi) >0,99 >0,95 0,95 >0,8 >0,8 0,95 >0,3 >0,05
12 (р*= 1,27• Ю -4 ) безошибочные блоки составляют 99,91% от общего числа блоков. По мере увеличения длины блока доля безошибочных блоков падает до 88,71% при /г = 1023. Для канала 6 (р* = 4,12 • 10_3 ) доля безошибочных блоков с ростом длины блока падает от 97,15 до 1,5%. Приняв 5%-ный уровень значимости [1], можно считать, что статистическое распределение ошибок (включая «нулевые») Рт, п не противоречит гипотезе о независимом распределении ошибок при всех рассмотренных длинах блоков. Аналогичные расчеты, проведенные для других каналов (при нормальном эксплуатационном состоянии), также показали, что Рис. 31. Статистическое распределение ошибок в блоках заданной длины (здесь так же, как и на рис. 36, сплошная линия—эксперимент, пунктирная— расчет): а-для л-7, 15, 31, 63; б-для л=127, 255, 511, 1023. гипотеза о независимом (биномиальном) распределении ошибок при передаче данных по ВЧ-каналам ЛЭП является весьма прав­ доподобной. На рис. 32 представлены графики зависимости статистиче­ ской вероятности (частости) появления искаженного блока Рп от его длины п (линии проведены для наглядности и при дискрет­ ном распределении являются условными). Как видно из графиков, вероятность Рп возрастает с увеличе­ нием длины блока и, естественно, частости ошибок символов р*. Проверка по критерию согласия Пирсона % 2 для рассмотрен­ ных распределений подтвердила непротиворечивость гипотезы о независимом распределении вероятностей искажения кодовых комбинаций. В выбранных масштабах теоретические (расчетные для биномиального закона с р=р*) и экспериментальные кривые зависимостей практически совпадают. Исключение составляет 83
Таблица7 Оценка P*mniP m ,n и проверка гипотезы по in (магнитограмма 6-3, частость ошибок символов р" =4,12-10 3 ) Кратность ошибок Длина блоков Кратность ошибок 7 15 31 63 127 255 511 1023 0 0,971525 0,939865 0,881022 0,772100 0,593586 0,361840 0,135154 0,015027 0 0,971514 0,939951 0,879868 0,770979 0,591959 0,348972 0,121280 0,014648 1 0,028110 0,058531 0,110734 0,199529 0,310877 0,351959 0,260751 0,079235 1 0,028134 0,058329 0,112841 0,200942 0,311016 0,368144 0,256387 0,061994 0,000365 0,001543 0,007830 0,025509 0,078059 0,193526 0,240956 0,118852 2 0,000349 0,001689 0,007002 0,025770 0,081061 0,193424 0,270473 0,131055 — 6,01-10 ~ 5 0,000331 0,002526 0,013915 0,066440 0,196587 0,184426 3 — 3,03-10 ~ 5 0,000280 0,002168 0,013973 0,067483 0,189849 0,184522 4 — — 8,28-Ю -5 0,000253 0,003394 0,020443 0,092833 0,1939 с 9 — — 8.1Ы0 - 6 0,000135 0,001792 0,017588 0,099747 0,194659 5 — — — 8,42-Ю -5 0,000170 0,004429 0,050512 0,165301 — — — 6,57-Ю" 6 0,000182 0,003653 0,041843 0,164122 б — — — — — 0,001363 0,015700 0,102459 — — — — 0,000630 0,014599 0,115199 7 — — — — — — 0,006826 0,066940 0,004357 0,069241 О _ — 0,042350 О — — — — — — 0,001136 0,036379 9 — — — — — — 0,000683 0,000263 0,010929 0,016973 10 — — 0,009563 10 — — — — — — — 0,007120 11 — — 0,003197 11 — — — — — — — 0,002713 12 — — 0,002732 12 — — — — — — — 0,000946 li 0,0793 0,3835 4,43 1,78 8,15 6,37 11,95 17,05 г 2 2 3 3 4 5 7 10 КУ2 «) > 0,95 > 0,8 > 0,2 > 0,5 > 0,06 > 0,2 > 0.1 > 0,05
лишь двенадцатый канал (12п), подвергавшийся перекрестному воздействию соседнего параллельного канала при его неисправ­ ном техническом состоянии (наличии зуммирования). Зависи­ мость Рп =f*(ft) канала 12" (пунктирная линия) значительно отличается от теоретической P„=f (п) (сплошная линия). При нормальном состоянии этого же канала совпадение зависимостей оказалось практически полным. Результаты проверки согласованности распределений при­ ведены ниже: Магнитограмма 12-1 5-1 6-3 12"-1 уз 0,815 2,159 1,438 226,7 г 7 7 7 7 P(y2j >0,99 >0,95 >0,9S «0,001 Произведенный анализ результатов экспериментальных иссле­ дований позволяет считать, Рис. 32. Зависимость статистических Рис. 33. Графическая вероятностей искажения блоков от модель двоичного кана- их длины. ла с шумом. процессом без последействия и может быть описан матрицей пере­ ходных вероятностей символов в канале (канальной матрицей): Роо Рог \Рю Ри где роо — вероятность приема символа 0 при передаче символа 0, т. е . условная вероятность р (0/0); 86
Poi — вероятность приема символа 1 при передаче символа 0, т. е . р(1/0); рю — вероятность приема символа 0 при передаче символа 1,т.е .р (0/1); рп — вероятность приема символа 1 при передаче символа 1, т. е. р (1/1). Вероятности р00 и ри являются вероятностями правильного приема символов 0 и 1 соответственно, а вероятности poi и Рю— вероятностями трансформаций тех же символов в противопо­ ложные. На рис. 33 приводится классическая графическая модель дво­ ичного канала с шумом. С момента начала передачи по каналу могут передаваться символы 1 или 0 с априорными вероятностя­ ми Р(\) и Р(0). В общем случае асимметричного двоичного канала рю Ф Poi и Рп 4= Роо, т. е. вероятности трансформаций и правильного приема •символов 1 и 0 неодинаковы. Вполне очевидно, что должны выполняться соотношения Ри+Р\о—1. Poo +Poi = 1. так как события правильного и ошибочного приема символов несовместны и образуют полную группу. При равенстве априорных вероятностей передачи символов Р(0)=Р(1) средняя вероятность ошибки на символ в асиммет­ ричном канале будет выражаться формулой „_ Рю+Рт р ~ 2 Для двоичного симметричного канала (ДСК) будем иметь Роо=Ри =Ч> Р\о=Ро\ =Р> где q — вероятность правильного приема переданного символа, связанная с вероятностью ошибки соотношением p= \—q, которое справедливо и для средних вероятностей р и q асиммет­ ричного канала при равенстве априорных вероятностей передачи символов. Пропускная способность двоичного канала с шумом, выражен­ ная через среднюю вероятность ошибки на символ, определяется по формуле [47] C = S[l+/>log2/7 + (l-/>) log8(l-/>)] = = В(1+plog,p+qlog2q). Если подсчитаем по этой формуле пропускную способность ВЧ-каналов ЛЭП для минимальной и максимальной частостей 87
(р*= 1,39 •Ю -6 и р*= 1,08 •10_3 при скоростях передачи 1200' и 600 бод соответственно), полученных в процессе эксперименталь­ ных исследований, то получим следующие значения: С тах~ *200 бит/сек; Сш1п^590 бит/сек . Выбранная нами модель распределения ошибок при передаче данных по ВЧ-каналам ЛЭП удовлетворяет требованиям просто­ ты и удобства использования и в большинстве задач анализа и синтеза СПД может определяться единственным параметром — средней вероятностью ошибки на символ р. Там, где это требует­ ся, следует учитывать и асимметрию канала. § 5. Влияние различных факторов на статистику ошибок На основании анализа многочисленных посеансных измерений и магнитограмм потоков ошибок в каналах по ЛЭП нами была показана приемлемость гипотезы о независимом распределении ошибок (§§ 2—4 гл. IV). Однако необходимо отметить, что основ- 4- г- 1 4• 2- вS 15ЖЯ24 Время, т Рис. 34 . Изменение частости ошибок по времени суток. ной параметр распределения — вероятность ошибки на символ — в течение больших (в несколько часов) промежутков времени не является стабильным. Средняя частость ошибок зависит от мно­ гих факторов, которые могут вызвать изменение параметров линии и сигнала (коммутационные изменения сети ЛЭП, темпе­ ратура, влажность, давление атмосферы, колебания питающего напряжения аппаратуры уплотнения, состояние ее элементов, состояние элементов присоединения к высоковольтной линии, состояние изоляторов, загрязненность воздуха и т. д .)'- и интен­ сивности помех (коронирование, колебания напряжения ЛЭП, влияние соседних каналов, коммутационные процессы и т. п.). На рис. 34 представлен график изменения частости ошибок по времени суток для канала 5. Пунктиром показано изменение раз­ ности уровней сигнала и помех на выходе приемного фильтра 88
дискретного канала Аря . Отношение сигнал/помеха фиксирова­ лось в конце каждого 10-минутного сеанса измерений. На графи­ ке приводятся усредненные по трехчасовым интервалам времени значения частостей ошибок и разности уровней сигнала и помех. Из рисунка видно, что частость ошибок в течение суток не стабильна, максимальное значение частости больше минималь­ ного почти в 8 раз (при передаче данных по коммутируемым городским телефонным каналам отмечалось превышение верх­ него предела частости ошибок над нижним в течение суток на 3 порядка [85]). Из графика также видно, что большую часть вре­ мени в течение суток канал имел почти постоянную частость оши­ бок. Участки с наименьшей I а /Л 5 а 2Y ю з I4S , Дата Рис. 35 . Изменение средней ошибок по суткам. частости частостью ошибок приходятся на утренние часы. Аналогич­ ная картина наблюдалась при исследованиях радиопомех от коронирующих ЛЭП, прово­ дившихся в США Абетти и другими [125] и у нас Э. Н. Жу­ равлевым [54]. Снижение помех в утренние часы даже получи­ ло специальное название «ут­ реннего эффекта». Средняя частость ошибок по суткам также не стабильна. Так, в канале 12 при нормаль­ ном эксплуатационном состоя­ нии максимальная частость ошибок по суткам в течение недели превышала минимальную в 4 раза (рис. 35). На рис. 35 столбик с обозначением с. н . (средняя за неделю) относится к средней частости за неделю без учета ненормального режима. В провод­ ных телефонных каналах отмечалось изменение суточной часто­ сти ошибок на 2 порядка [127]. Обращает на себя внимание тот факт, что частость ошибок в один из дней (заштрихованный стол­ бик) резко возросла. В этот день один из соседних каналов аппаратуры уплотнения, содержащей испытуемый канал 12, на­ ходился в неисправном состоянии — наблюдалось зуммирование,; вызов и речь не проходили. Канал 12 в плохом состоянии отме­ чался индексом «п» (12п) . Для сравнительной оценки данные по этому каналу приводились в § 2 гл. IV при анализе интервалов между ошибками и в § 4 гл. IV — при анализе частостей иска­ женных блоков. Статистический анализ блоков заданной длины по кратностям ошибок и проверка по критерию согласия % 2 , проведенные для канала 12 п , показали, что хотя статистическое распределение ошибок и близко к биномиальному (см. рис. 36), однако гипотеза о независимом распределении должна быть отвергнута ввиду 89
большого значения % 2 - расхождения и очень малой вероятности В табл. 8 приведены результаты расчета, характеризующие степень расхождения теоретического и статистического распреде­ лений для плохого (ненормального) состояния канала. Влияние соседних каналов, по которым параллельно передава­ лась цифровая информация с ЧМ, было не одинаковым: пере­ крестные помехи от одних каналов почти не сказывались на частости ошибок в исследуемом канале, воздействие перекрест- Рис. 36. Графики накопленных частостей искажения блоков заданной длины для плохого состояния канала: а-прн П-7, 15, 31, 63; б-при л=127, 255, 511, 1023. ных помех от других повышало частость ошибок на 1—1,5 поряд­ ка. Примерно такая же картина наблюдалась от воздействия •соседних каналов при телефонных переговорах и работе теле­ механики. Так, если в канале 1 с аппаратурой уплотнения ЭПО-3 при работе каналов телемеханики частость ошибок воз­ росла на порядок (см. обобщенные результаты на стр. 64—65), то в канале 3 с той же аппаратурой даже при введении искусствен­ ного дополнительного затухания в ВЧ-тракте 17,4 дб (2 неп) работа каналов телемеханики на частость ошибок не повлияла. Результаты этих наблюдений говорят о необходимости тщательных предвари­ тельных исследований воздействия соседних каналов при выборе ВЧ-каналов для передачи данных. Зависимость частости ошибок от разности уровней сигнала и помех Ар исследовалась путем введения искусственного допол­ нительного затухания в ВЧ-тракт канала величиной 1 и 2 неп (8,7 и 17,4 дб). Частости ошибок при указанных условиях возра­ стали на один—два порядка (каналы с индексами «з1» и «з2»). •90
На рис. 37 представлен график зависимости частости ошибок от разности уровней сигнала и помех, полученный для канала 15 при передаче данных со скоростью 1200 бод. Как видно из графика, построенного в полулогарифмическом масштабе, с уменьшением отношения сигнал/помеха частость ошибок возрастает по экспоненте. Таблица 8 Расхождение биномиального и статистического распределений для плохого (ненормального) состояния канала Длина блоков Параметр 7 15 31 63 9 7.П 5370 1240 827 608 г 4 4 5 5 < 0,001 « 0,001 < 0,001 « 0,001 Длина блоков Параметр 127 255 511 1023 72 1-П Г 355 7 464 10 1730 12 267 17 « 0.001 < 0,001 « 0,001 « 0.001 OJB 1,3 При Ар 1, 3 неп (11, 3 дб) и менее частость ошибок увели­ чивается резче, показатель экспоненты меняется. Это связано с тем, что при слишком малом уровне сигнал выходит из области эффективного функ­ ционирования автоматического регулято­ ра усиления (АРУ). Аналогичная карти­ на наблюдалась и в других каналах. Влияние токов промышленной часто­ ты лучше всего можно проследить по ия менениям графиков автокорреляционных функций при уменьшении отношения сигнал/помеха ниже нормы. На рис. 38 приведены графики автокорреляционных функций, полученные после обработки магнитограмм потоков ошибок каналов 5, 3, 9, 6 (три графика), 7 при снижении исходящего уровня сигнала передатчика аппара­ туры уплотнения внесением затухания в ВЧ-тракт, а также канала 12 при плохом его состоянии (12п) . Для канала 12 п , условия пере- Рис. 37. Характер зависи­ мости частости ошибок от разности уровней сигнала и помех. 91
дачи по которому приводились выше, отношение сигнал/помеха также было значительно ниже нормы. Графики расположены в порядке возрастания частости ошибок символов от 5-Ю - 4 до 0,78-Ю -2 . Для удобства анализа графиков автокорреляционных функций скорость передачи была взята равной 500 бод, кроме ка­ нала 7 (1200 бод). По мере уменьшения отношения сигнал/помеха и соответ­ ственно возрастания частости ошибок наблюдается небольшое группирование ошибок на расстоянии примерно до 8 бит (рис. 38 б—д, з), и появление периодической составляющей, связанной с имеющимся на ЛЭП напряжением промышленной частоты 50 гц (рис. 38 е—з). На рис. 38 ж отчетливо зафиксировано влияние на распределение ошибок всех трех фаз промышленного напря­ жения, а на рис. 38 з — лишь основной (своей) фазы; влияние соседних фаз совершенно не чувствуется. Под основной фазой подразумевается фаза напряжения на проводе, по которому осу­ ществляется передача информации. Всплески помех, соответству­ ющие трехфазной структуре электроэнергетической сети, появ­ ляются при определенных значениях градиента потенциала на проводах ЛЭП [66]. В полосе ВЧ-каналов по ЛЭП с напряжением ПО и 220 кв эти всплески в области максимумов положительной полуволны не всегда явно выражены (§ 4 гл. II). Из графика на рис. 38 б видно, что во время измерений суще­ ственно уменьшилась плотность потока (возможной причиной могло явиться изменение параметров линии при коммутации в сети). Отсутствие высокого напряжения промышленной частоты влияло на частость ошибок в различных по направлению, дисло­ кации и протяженности ВЧ-каналах ЛЭП по-разному. Большей частью уровень помех снижался на 8,7—13 дб (1 —1,5 неп), а частость ошибок уменьшалась в пределах 1—2 порядков. Такое незначительное снижение указанных параметров (которое наблю­ далось к тому же не во всех случаях) связано с тем, что ЛЭП, не будучи экранированными и имея большую протяженность, явля­ ются хорошими приемными антеннами для всех электромагнит­ ных излучений (от радиостанций, индустриальных разрядов и т. п .), которые образуют довольно значительный шумовой фон. Операции по коммутационным переключениям (отключениям и включениям участков энергетической сети на подстанциях сопровождались появлением короткого, но плотного пакета оши­ бок (5—15 ошибок) при отключениях напряжения на участках Рис. 38 . Изменение автокорреляционных функций при уменьшении отношения сигнал/помеха ниже нормы: о—канал 5, Др=2,7 НЕП (23,5 ДБ); Б-З, Др,=1,2 НЕП (10,4 ДБ), Др,=2,6 НЕП (22,6 ДБ); в-9, Др=2,6 НЕП (22,6 ДБ); г-6, Др=2,4 НЕП (21 ДБ); Д-6, Др=2,2 НЕП (19 ДБ); Е-6, Д/7=2 НЕП (17,4 ДБ); Ж-7, Др=2 НЕП (17,4 ДБ); з-12 п , Др=1 НЕП (8,7 ДБ). 92
сети и незначительными изменениями частости ошибок при обоих видах операций, вызванными отклонениями волновых параметров линии (затухания). При включениях линий под напряжение появ­ ления пакетов ошибок зафиксировать не удавалось. Изменения в мощностях перетока также не влияли на частости ошибок. Изменение погодных условий очень заметно сказывалось на величине отношения сигнал/помеха и частости ошибок. Повыше­ ние частости ошибок было особенно сильным при осадках и голо­ леде (более чем на 2 порядка). Так, в феврале 1972 г. снижение температуры до—15—20°С в районе измеряемого канала 21 при­ вело к образованию гололеда на проводах ЛЭП и увеличению частости ошибок с (2—3) • 10~ 4 до ~10-2 при скорости передачи 1200 бод. Уменьшение скорости передачи до 600 бод позволило в этих условиях уменьшить частость ошибок до 3,6-Ю -4 . Подводя некоторый итог исследованиям (далеко еще не пол­ ным) влияния различных факторов на процесс передачи данных по ВЧ-каналам ЛЭП, можно считать, что отклонения распределе­ ния ошибок от биномиального закона, выражающиеся в их незна­ чительном группировании, начинаются при разности уровней сиг­ нала и помех Д/?~2,6 неп (22,6 дб) и при частости ошибок р* 1,3 •Ю -3 . Периодическая составляющая в потоке ошибок возникает (не всегда) начиная с Ар~2неп (17,4дб) и р*=«5- Ю -3 . Этот вывод, носящий, конечно, довольно общий харак­ тер, сделан по результатам анализа автокорреляционных функ­ ций и зависимостей частости ошибок от разности уровней сигнала и помех. Для уточнения первых результатов и выявления более подробной и полной картины воздействия различных факторов на распределение ошибок при передаче данных по ВЧ-каналам ЛЭП, безусловно, потребуется еще большой объем исследований. § 6. Передача данных по грозозащитным тросам ЛЭП Известно, что использование фазных проводов дальних и сверхдальних ЛЭП с напряжением 500—750 кв и выше для ВЧ-связи нерационально ввиду возрастания стоимости устройств обработки и присоединения, увеличения уровня помех от корони- рования проводов и расстояния между ближайшими подстанция­ миит.д. Для организации ВЧ-каналов связи в этом случае целесооб­ разно использование изолированных стале-алюминиевых грозо­ защитных тросов. В рекомендациях по проектированию ВЧ-кана­ лов по грозозащитным тросам линий 500 кв, разработанных Г. В . Микуцким и Я. Л . Быховским (ВНИИЭ), определены тех­ нико-экономические показатели применения рассматриваемого метода. С целью определения параметров ВЧ-каналов, организован­ ных по стале-алюминиевым грозозащитным тросам, при передаче 94
данных со скоростью 1200 бод был исследован телефонный канал с аппаратурой В-12 -2 на опытно-промышленной передаче 750 кв Конаковская ГРЭС — Москва протяженностью около 90 км. Гро­ зозащитные тросы на этой линии выполнены из провода типа АСГТ-90/19 с одним повивом алюминиевых проволок на стальном сердечнике. Канал образован по схеме «два троса — земля». Экспериментальные измерения проводились на третьем канале аппаратуры В-12 -2 без дополнительного усилителя мощности по шлейфу Конаково—Москва—Конаково (180 км) 2 ноября (пасмур­ но, 1—3°С) и 3 ноября (ясно, солнечно, —10°С) с помощью прибора для регистрации ошибок, разработанного в Институте киберне­ тики с ВЦ АН УзССР. Частотно-модулированные сигналы случайной последователь­ ности посылались в канал непрерывно, сеансами от 15 мин. до 1 часа; всего было передано около 20-Ю 6 символов. На магнит­ ной ленте регистрировались позиции возникших ошибок и их тип (0 —»• 1 или 1 —*" 0). Записанная на магнитную ленту информа­ ция через согласующее устройство вводилась в ЭВМ «Минск-22», которая выдавала результаты измерений в виде компрессирован­ ной записи на перфоленте и бумаге. В дальнейшем производилась программная обработка с выдачей результатов поблочного ана­ лиза, анализа плотности и показателя группирования ошибок (§4гл.III;§3глIV). В табл. 9 приведены результаты поблочного анализа ошибок для длин блоков 7, 15, 31, 63, 127, 255, 511 и 1023 символа. Как видно из таблицы, средняя частость (статистическая вероятность) ошибок р* колебалась во время дневных измерений от 4-Ю -5 при ясной морозной погоде (3 ноября) до 1,68-Ю -4 при пасмур­ ной влажной (2 ноября). Параллельная передача данных по второму соседнему каналу практически не влияла на частость ошибок, появлявшихся в измеряемом третьем канале (р* воз­ рослас1,61•Ю -4 до 1,676•Ю -4 ); параллельная передача данных по четвертому соседнему каналу вызвала заметное возрастание ча­ стости ошибок—с 1,61-Ю -4 до 4,17-10~ 4 , если вести расчет по всей продолжительности третьего сеанса, и до 2,91 • Ю -4 , если вести рас­ чет по 2/3 продолжительности, считая от начала сеанса. В послед­ ней трети третьего сеанса частость ошибок достигла значения 6,77-Ю -4 , что, по-видимому, объясняется не только влиянием параллельной передачи данных по четвертому каналу, но и дру­ гими причинами, среди которых наиболее вероятными могли быть нестабильные погодные условия. Анализ по значениям плотностей v (1, п) и показателей груп­ пирования а показал, что значения v (1, п) очень близки к а а и 0, что говорит о приемлемости гипотезы независимого рас­ пределения ошибок. Это видно и из табл. 9, где очень редко- встречаются ошибки большой кратности. 95-
Таблица 9 Результаты поблочного анализа ошибок при передаче данных по грозозащитный тросам (канал 22 гз ) о ио п at О Вероят­ OJн£ ЩОО awк ОШQ !§! ность без­ ошибочного Кратность ошибок и вероятность появления блоков с длиной кратностью ошибок 10^© 5яч блока ю ОкюЖео 2 ноября, первый сеанс, 8 3 5—9 37 > канал 3,1—3° Q передано символов 4026451, р*=1,6Ы0~ 4 7 575208 574559 0,9988717 15 268431 267784 0,997582 31 121886 121243 0,995041 63 63912 63274 0,990017 \'Л 31705 31074 0,980098 255 15791 15172 0,960800 511 7880 7281 0,923984 1023 3936 3359 0,853404 1X647 2X1 1.12 -10 - 3 1X643 1,7-Ю -6 2X3 2,396-Ю- 3 1X637 1,1-Ю -5 2X3 2X3 4,9-Ю- 3 1X631 2,3-Ю- 5 2X5 1,5-10~ а 5X1 9,87- Ю -3 1X615 7-10 - 5 2X12 1,5-Ю- 5 3x1 4X1 1,942-Ю -2 1X594 3,7.Ю -4 2X22 з,ыо- 5 3x1 з,ыо- 5 8X1 3,76-Ю" 2 1X558 1,39-10" 3 2X39 6,3-Ю -5 10x1 б.З-КГ 5 7,08-Ю -2 1X517 4,94-Ю - 3 2X55 1,26-Ю - 4 зхз 10X1 1,31352-Ю - 1 J,397-10 2 7,62-Ю -4 2,5406-Ю- 4 второй сеанс, 10 50 —11 50 ,канал 3, передано символов 4342988, /?*=1,676• 10 4 по второму каналу при параллельной передаче данных 7!б20427 6196950,998833 1X720 1,16-10 ,-3 2X4 6,4-10 ,-6 IКЗСЛ 15 281533 280811 0,997506 31 140097 139376 0,994854 63 60937 60221 0,9896 127 34107 33484 0,97915 255 17032 16340 0,95937 511 8499 7831 0,9214025 1023 4246 3600 0,84785 1X716 2X6 2,47-Ю -3 1X714 2,07-Ю - 5 2X7 5,096-Ю -3 1X704 4,19-Ю- 5 2X12 1.02Ы0- 2 1X608 1,74-Ю -4 2x15 2,041-Ю -2 1X657 4,ЗЫ0- 4 2x34 3X1 3.857.10- 2 1X612 1,906-Ю -3 2X52 5,07-Ю -5 3X4 7,2-Ю - 2 1X573 6,11 -Ю -3 2X65 4.7Ы0 - 4 3X7 4X1 0,1349505 0.0153005 0,0016406 2,355-Ю -4 третий сеанс, 13 13 —13 53 ,каиал 3, передано символов 2945613 /=2,91-10 4 при параллельной передаче данных по четвертому каналу 7 420802 411954*0,997985 15 196375 19553о[о, 995697 31 95020 94176 0,991107 63 46756 45919 0,982090 127 23194 22382,0,9649909 255 11552 10765 0,9318732 1X839 2x6 3X1 5X1 1,994-Ю -3 1X836 1,426-Ю -5 2X6 2,4-Ю -6 6X2 2,4-Ю - 6 4,257-Ю - 3 1X835 3,06-Ю -5 2X7 1,0?.ю -5 5X1 6X1 8,788-Ю -3 1X820 7,37-Ю -5 2X13 1,05-Ю -5 3X1 1,05-Ю - 5 5X1 6X1 1,754-Ю -2 1X771 2,7-Ю" 4 2X37 2,14-Ю - 5 3X1 2,14-Ю -5 6X2 2,14-Ю - 5 3,324-Ю -2 1X726 1,595-Ю -3 2X62 4,3-Ю- 5 3X6 8,6-Ю -5 6X2 6,2846-Ю -2 4.50Ы0- 3 5,1 МО-4 1,73-Ю -4 из -4
Продолжение табл. 9 л|Е;а П О) \о Вероят­ ность без­ ошибочного блока Д л и н а б Л О К О Е О б ш е ( л н ч е с : б л о к о ! ?|о чо= Вероят­ ность без­ ошибочного блока Кратность ошибок и вероятность появления блоков с данной кратностью ошибок 511 1023 5765 2880 5000 2139 0,867303 0,760061 1X684 2X70 3X8 6X2 511 1023 5765 2880 5000 2139 0,867303 0,760061 0,118647 1X557 1,2142-Ю- 2 2хЮ8 1,388-Ю -3 3X18 3,4692- Ю -4 4X4 5X1 6X2 511 1023 5765 2880 5000 2139 0,867303 0,760061 0,1934028 3,75- Ю -2 6,25-Ю -3 1,38089-Ю -3 3,47- Ю -4 6,94-Ю- 4 третий сеанс, 13 —14", канал 3, передано символов 1476609, />*=6,77- 10 ~ 4 при параллельной передаче данных по четвертому каналу 15 98440 97470 0,990146 31 47633 46674 0,979866 63 23439 22429 0,939461 127 11627 10707 0,920873 255 5791 4935 0,852184 511 2890 2122 0,734256 1023 1444 809 0,5602413 1X957 2ХЮ 3X2 5X1 9,7217-Ю -3 1X935 1,016-Ю- 4 2X20 2,03-Ю- 5 3X2 1,01-Ю -5 6X1 1,965-Ю - 2 1X919 4,12-Ю - 4 2x30 4,198-Ю- 5 9X1 2,1-Ю -5 0,03920016 1X866 1,272-Ю- 3 2x50 4,266- Ю -5 3X3 13X1 0,0744818 1X748 4,3- Ю -3 2X95 2,5-Ю- 4 3X11 8,6-Ю- 5 4X1 13x1 0,129155 1X506. 0,0166847 2X141 1.89 -10- 3 3X22 1,727-Ю -4 4X5 1,727-Ю -4 5X3 9x1 0,20622 1X384 0,04878 2X179 7.6Ы0 - 3 3x56 1,73-1 О-3 4ХП 1,03-Ю -3 5X3 3,46-10~ 4 13X1 0",265027 0,1239512 0,(38781 7,6177-Ю -3 2,077-Ю -3 6,9-Ю- 4 римечание. В графе 5 в числителе первая шифра сбосначает кратность ошибок, вторая—число блоков с данной кратностью; в знаменателе записана частость блоков с данной кратностью ошибок.
Приведем результаты измерения частости ошибок при введе­ нии искусственного дополнительного затухания от 0,2 до 1,15 неп (1,7—13 дб). Измерения проводились сеансами по 15мин.с 13 час. 38 мин. до 15 час. 55 мин. 3 ноября 1971 г.: Дополнительное затухание, неп 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1.0 1,15 Передано Количество Частость символов ошибок ошибок 952197 38 4,0-Ю -5 1025037 40 4,0-10 -5 702726 78 1,11-Ю -4 10° 382 3,82-10 ~ 4 10° 660 6,6-Ю- 4 10° 2041 2,04-Ю - 3 10° 3831 3,83-Ю -3 График изменения р в зависимости от значения вводимого дополнительного затухания Аав показан на рис. 39. Следует иметь в виду, что за время этих из­ мерений средняя частость могла ме­ няться по другим причинам, поэто­ му к полученным результатам надо относиться осторожно. Анализ ошибок по типу 1 -у 0 или 0 —1 показал резко выражен­ ную асимметрию канала — количе­ ство ошибок типа 10 более чем в 100 раз превышало количество ошибок типа 0 — 1, что, по-видимо­ му, можно объяснить неравномер­ ностью амплитудно-частотной ха­ рактеристики канала. Контрольные кратковременные измерения в вечернее (после 19 ча­ сов) и ночное время показали, что в указанный период частость оши­ бок снижается примерно на один порядок по сравнению с дневным рабочим периодом. При подключе­ нии дополнительного усилителя мощности к аппаратуре связи во время дневных измерений, проводившихся в течение 30 мин. (пере­ дано 106 символов), ошибок зафиксировано не было. По результатам этих исследований можно сделать следующие выводы. 1. Достаточно низкие значения частостей ошибок при пере­ даче данных по телефонным ВЧ-каналам, организованным на стале-алюминиевых изолированных грозозащитных тросах ЛЭП, позволяют успешно вести по ним передачу данных как в ночное (/?*<Ю -5 ), так и в дневное рабочее время (р* < Ю -3 ) спо­ деШш_ Рис. 39. Характер зависимости частости ошибок от величины вводимого искусственного допол­ нительного затухания. 90
мощью серийной АПД со скоростью 1200 бод без усилителя мощ­ ности на расстоянии до 200 км с одним переприемом. 2. При использовании дополнительного усилителя мощности частость ошибок снижалась до Ю -6 на расстоянии передачи до 200 км с одним переприемом. Поэтому на практике в указанных условиях можно применять АПД без устройств повышения досто­ верности. 3. Для описания процесса возникновения ошибок можно считать приемлемой гипотезу о независимом распределении ошибок. 4. Взаимные помехи при параллельной передаче данных могут быть довольно значительными от одних соседних каналов и практически отсутствовать от других. Для правильного выбора каналов параллельной передачи данных необходимо провести предварительные экспериментальные измерения. 5. Каналы могут обладать явно выраженной асимметрией. Это обстоятельство необходимо учитывать при применении раз­ личных методов повышения помехоустойчивости (например, метода посимвольного накопления). 6. Частость ошибок сильно зависит от погодных условий; девиация частости ошибок от состояния погоды достигает 1—2 порядков.
Глава V ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ НЕКОТОРЫХ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ Выбор математической модели распределения ошибок, доста­ точно верно описывающей реальную статистическую картину появления их при передаче данных, позволяет определить рацио­ нальные методы повышения достоверности принимаемой инфор­ мации. Рассмотрим некоторые наиболее распространенные методы борьбы с ошибками и оценим сравнительную эффективность их использования при передаче данных по стандартным телефонным каналам с пакетированием ошибок и ВЧ-каналам ЛЭП с незави­ симыми ошибками. При оценке эффективности методов условимся считать (когда это удобно) каналы передачи данных по ЛЭП двоичными симметричными каналами без памяти (с биномиаль­ ным законом распределения ошибок). Это не должно повлиять на общность выводов при анализе эффективности обычных кор­ ректирующих кодов и метода РОС. При рассмотрении метода повторения с посимвольным накоплением асимметричность реаль­ ных каналов будет учитываться. § 1. Применение корректирующих кодов Для сравнения эффективности корректирующих кодов при использовании их в каналах передачи данных по ЛЭП и стан­ дартным телефонным каналам необходимо определить значения вероятностей появления ошибок кратности т на блоках длины п,т.е.Рт, „. Если для гипотетического канала передачи данных по ЛЭП эту вероятность можно определить (с небольшим риском ошибиться) по формуле для биномиального закона (IV. 4), то для телегЬонных каналов с памятью наилучшим методом опреде­ ления этой вероятности, вернее частости Р*т, п, можно считать применение программного поблочного анализа при вводе в ЭВМ записи реального потока ошибок (§ 4 гл. III). Такой подход удобен еще и потому, что найти каналы пере­ дачи данных по ЛЭП и стандартным телефонным каналам, кото­ рые имели бы одинаковую среднюю частость ошибок, затрудни­ тельно. 101
Таблица 10 Сравнение эффективности (я, А)-кодов для каналоз без памяти и каналов с пакетированием ошибок Кратность ошибок Длина блоков Кратность ошибок 7 15 31 63 127 255 511 1023 Первый сеанс 0 0,2 •Ю -2 0,11-НГ 2 0,43 0,21 •ю- 2 -ю- 2 1 0,17-io -5 0,43. Ю -3 0,87 0,1 •Ю -5 -ю- 2 2 0,28-Ю -8 0,26-Ю -3 0,31 0,61 ю -8 10~ 3 3 0,36-Ю -8 0,15-Ю" 3 0,78 0,34 10" 8 ю -3 4 0,36-Ю -8 О.бб-Ю -4 0,78 0,22 ю- 8 10" 3 5 0,36-НГ 8 0,7 -Ю- 5 0,78 0,12 ю- 8 ю -3 6 0,36-Ю- 8 0 0,78 0 ю- 8 0 0,19-НГ 2 0,1Ы0- 2 0.42 - 0,23- 10" 2 ю- 2 1 0,17-Ю" 5 0,54-Ю -3 0,84- 0,1 - ю- 5 ю- 2 2 0,27-Ю- 8 0,15-Ю - 3 0,28- 0,4 • ю- 8 10~ 3 0,89 10 -2 0,37 10 -2 0,38 10" -4 0,18 10' -2 0,91 10" -7 0,12 10"-2 0,16 10" -7 0,87 10'-3 0,16 10" -7 0,56 10"-3 0,16 10" -7 0,28 10- -3 0,16- 10" -7 0,15- 10"-3 В 0,87- 10" 2 0,46- ю- 2 0,18 0,7 0,16 0,35 0,91 0,24 0,29 0,18 0,33 0,12 0,33 0,76 0,33 0,44 19" -1 10"-1 10" -3 10"-2 10" 6 10" -2 ю- 7 10" 2 ю- 7 ю-2 10- 7 ю-3 10" 7 ю-3 0,37 0,24 0,86 0,1 Второй сеаи 0,18-Ю - 1 ю- 1 ю- 2 ю-1 ю- 2 0^91 0,16 0,5 0,85 0,22 10" ю- 3 ю- 2 ю- 6 ю- 2 0,36 0,12 0,65 0,72 0,77 0,53 0,36 0,4 0,65 0,27 0,66 0,17 0,66 0,11 0,35-Ю -1 0,18-Ю - 1 0,62-Ю -3 0,98-Ю -2 0,73- Ю -5 0,45- Ю -2 10' -1 10"-1 10" -3 ю- .9 10" -5 ю- -2 10" •3 10" -2 10" •6 10" 2 10" 7 10" 2 10" 7 ю-2 0,71 • 0,2 • 0,23- 0,12- 0,62- 0,94- 0,99- 0,76- 0,12- 0,61- 0,13- 0,43- 0,13- 0,3 - 0,7 0,35 0,25 0,19 0,59 0.83 ю- 1 ю- 1 ю— 1 ю- 1 ю-; ю -2 ю-° ю- 2 1Q- 6 ю- 2 ю- 6 ю- 2 ю~ 6 ю- 2 ю- 1 ю- 1 Ю- 2 ю- 1 -'1 0,14 0,35 10" -1 0.26 0,64 10 0,98 0,22 10" 10" -2 -1 0,36 0,48 10 10 0,47 0,16 10" 10" -3 -1 0,31 0,36 10 10 0.17 0,13 10- 10- -4 -1 0,25 0,28 10 10 0,24 о.п 10- 10" -6 -1 0,14 0,19 10 10 0,25 0.94 10" 10" -6 -2 0.17 - 0,15- 10 10 0,26 0,74- 10" 10" -6 _20,5• 0,12- 10 10 0,13 0,65-Ю -1 0,95 0,38 0,45 0,19 ю- 1 ю- 3 ю- 1 0,25 0,12 0,35-Ю" 1 0,71-Ю - 1 0,33-Ю - 2 0,38-Ю - 1 3 0,35-10" 8 0,28-Ю - 4 0,75-Ю -8 0,1 Ю" 3 4 0,35-Ю -8 0,14-Ю -4 0,75-Ю -8 0,3 -Ю -4 5 0,35-Ю -8 0 0,75-Ю- 8 0,1 -Ю -4 6 0,35-Ю- 8 0,1 -Ю -5 0,75-Ю- 8 0 0 0,53-Ю - 3 0.27-10 - 3 0,11-Ю - 2 0.51 -Ю -3 1 0,12-Ю - 6 0,63-10—' 0,6 -ю -6 0,16-Ю - 3 2 0,36-Ю- 8 0,21-Ю - 4 0,76-Ю -8 0,45-Ю - 4 3 0,37-Ю -8 0,14-КГ 4 0,78-Ю - 8 0 4 0,37-Ю -8 0 0,78-Ю- 8 0,29-Ю -4 5 0,37-Ю- 8 0 0,78-Ю - 8 0 0,15-10 - О.ЗЗ-Ю" 7 3 0,28- 0,7 • ю- 7 10~ 3 0.96 -10" 0,15-10 - 9 2 0,16-10 - 0 11-10 - -7 -3 0,32- 0,3 • ю- 7 ю -3 0,63-10" 0,7 -10" -7 -3 0.16-10" 0,6 -10" -7 -4 0,32- 0.19 - ю- 7 ю- 3 0,64-10" 0,3 -Ю" -7 -3 0,16-10- 0 -7 0,32- 0,12- ю- 7 ю -3 0,64-10" 0 -7 Третий сеанс 0,24-10" 0,97-10- -2 -2 0,48 0,20 Ю-2 ю- 2 0,96-10" 0,39-10" -2 _2 0,27-10" 0,35-10" -5 -3 0,11 0,62 ю- 4 Ю-3 0,46-10" 0,15-10" -4 _2 0,14-10 - 0,12-10 - -7 -3 0,15 0,31 ю- 7 ю- 3 0,80-10" 0,63-10" -5 -3 0,16-Ю" 0 -7 0,33 0,24 ю- 7 ю -3 0,66-10" 0,5 -10" -7 -3 0,16-10 0,6 -ю- -7 -4 0,33 0,12 ю- 7 ю- 3 0,66-10" 0,25-10 -7 -3 0,16-10 0 -7 0,33 0 -ю- 7 0,66-10 0 -7 0,92-10 - -6 0,16-10 - 4 0,23- 10" 3 0,32-10" 2 0,76-10 - 0 0.2 • 10" 1 0,11-10" •6 0,2 •10- - 6 0,13- 10" 4 0,18-10" - 2 0,45-10" -2 0,13- 10' -1 0,13-10 6 0,25-10" -6 0,12 10" -6 0,91-10" -3 0,13-10" -2 0,73 10' _9 0,13-10" -6 0,26-10" -G 0,49 10" -6 0,46-10" -30 0 0,19-10" -1 0,38 10" -1 0,75 10" -1 0,78-10" -2 0,15 10" -1 0,31 10" -1 0,19-10" -3 0,74 10" -3 0,29 10" -2 0,29-10" -2 0,60 10" -2 0,12 10' -1 0,11-10- -5 0,-93 10" -5 0,74 10" -4 0,12-Ю" -2 0,25 10' -2 0,5 10" -2 0,13-10 -6 0.17 10" - G 0,91 •10" -6 0,1 -10" -2 0,2 10" -2 0,4 •10" -2 0,13-10 -6 0,27 10" - 6 0,51 •10" -6 0,5 -10" -3 0,1 10- -2 0,2 •10 -2 0,13-10 -6 0,27 10 -6 0,53 •10 -6 0 0 0
Для получения статистики ошибок при передаче данных со скоростью 1200 бод были проведены испытания телефонных трак­ тов Ташкентской городской сети в рабочее, вечернее и ночное время с непосредственным вводом измерительной информации в ЭВМ и дальнейшей обработкой результатов по программе поб­ лочного анализа (§ 4 гл. III). Приведем результаты некоторых измерений: Номер Дата Продолжнтель- Количество пе- Частость сеанса (1971 г.) ность сеанса редаиных сим- ошибок 23/IV 18/V 26/V 14.45 —14 .58 19.15 -19 .30 01.45-02.00 999113 1140496 1014069 2,88- Ю -4 2,83-Ю- 4 5,32-Ю -5 Полученные после программной обработки на ЭВМ распре­ деления вероятностей Рт п и частостей Р*т позволяют легко оценить вероятность ошибочного декодирования Рош (п, ^-ко ­ дов в сравниваемых каналах. Известно, что для (п, k) -кодов с исправлением t и менее оши­ бок в ДСК р = У Стр т (1 - р)п ~ т . ош.д ^ л"V M=I +L При использовании тех же кодов в исследованном телефон­ ном канале для вероятностей ошибочного декодирования можно вычислить оценки 5L м. Мп — общее р' = У, ош.д jLl M=T +L где Е*т — число блоков, содержащих т ошибок; число блоков длины п. Значения Рош-д (верхние строчки) и Р*ош (нижние строчки) по данным сеансов 1,2 и 3 приведены в табл. 10. Как видно из таблицы, вероятность ошибочного декодирова­ ния при безызбыточном кодировании (t = 0) для ДСК без памяти (аналог канала по ЛЭП) в 2—4 раза больше, чем та же вероят­ ность в эквивалентном по средней частости телефонном канале. Следовательно, память действительно увеличивает пропускную способность канала. Сравнительный анализ по данным таблицы для помехоустой­ чивого кодирования подтверждает также известный вывод о том, что использование корректирующих кодов, в частности цикличе­ ских, в каналах с памятью дает небольшой выигрыш в сравнении с выигрышем, получаемым в канале с независимыми ошибками при одинаковых значениях средней переходной вероятности. 104
Таблица легко получается программным путем и позволяет оценивать численные значения Рош д для широкого набора кон­ кретных кодов в исследуемом канале. Обозначим через т(^) выигрыш в правильном приеме при введении помехоустойчивого кодирования. Тогда для конкретных кодов в сравниваемых каналах можно вычислить оценки t NI=L (для передачи данных по ЛЭП) и сравнить их с величинами (для телефонных каналов). В качестве примера приведем оценки -\(t) и т* (t) (для иссле­ дованных телефонных каналов), рассчитанные по результатам сеанса 1 для некоторых кодов, входящих в широко известный класс кодов Боуза — Чоудхури — Хоквингема: Код t т*(0 тг'О 7,4 1 6,7-Ю -4 2,0-10 15,11 1 1,1- Ю -3 4,3-10 15,7 2 1,5-КГ 3 4,3-10 31,21 2 2,5-Ю -3 8,9-10 31,16 3 2,8-Ю - 3 8,9-10 63,45 3 5,2-Ю -3 1,8-10 63,39 4 5,8-Ю -3 1,8-10 127,99 4 9,3-Ю -3 3,6-10 127.Q2 5 1,03-Ю -2 3,6-10 255,215 5 1,57-КГ 2 7,1-10 Нетрудно видеть устойчивое превышение в 3—4 раза величин y(t) над оценками y*(t). Кроме того, можно отметить еще одну закономерность: для кодов одинаковой длины увеличение избы­ точности дает большее прибавление выигрыша в телефонном канале, чем в эквивалентном ему канале по ЛЭП, а для кодов с одинаковой исправляющей способностью увеличение длины кода дает большее прибавление выигрыша в канале по ЛЭП, чем в канале с памятью. Результаты анализа свидетельствуют о большей эффективно­ сти корректирующих кодов при использовании их в каналах передачи данных по ЛЭП по сравнению с каналами передачи данных по коммутируемым телефонным каналам с группирова­ нием ошибок. 105
§ 2. Эффективность применения систем с решающей обратной связью Отсутствие заметного пакетирования и приемлемость гипотезы о независимом распределении ошибок при передаче данных по ВЧ-каналам ЛЭП (§ 4 гл. IV) предопределяют меньшую эффек­ тивность систем с РОС, чем в случае кабельных и радиорелейных телефонных каналов, где наблюдается сильно выраженное паке­ тирование сшибок. Не давая четкого определения понятию эффек­ тивности, будем считать, что она обусловливается конечной отно­ сительной скоростью передачи (пропускной способностью) с учетом избыточности СПД и вероятностью необнаруженной ошибки. Известно, что в СПД с РОС обычно применяется циклический (п, й)-код, который может одновременно обнаруживать: 1) ошибки кратности ^ т на блоках длины п; 2) пакеты ошибок длины / на блоках длины п. В первом случае обнаруживаются [94] все ошибки кратности d—1, где d — минимальное кодовое расстояние (п, А)-кода, и значительная часть ошибок кратности т~^а. Во втором — все пакеты длины Ъ' ^ (п—k)=l и большая часть пакетов длины b>(n—k). Для оценки эффективности СПД с РОС при использовании (п, k) -кодов в первом условном режиме обнаружения можно использовать результаты поблочного анализа экспериментальной статистики ошибок, полученные при передаче данных по ВЧ-ка­ налам ЛЭП. Статистическая вероятность появления /п-кратной ошибки в блоке длины п будет равна Р(т, = где М — количество переданных блоков; Ет_ —ко лич ес тво блоков с m-кратной ошибкой. Статистическая вероятность обнаружения ошибок в блоках равна D-\ П p o6l=2 р (т > +kQb 2Р(т, п), (V.I) m=l M=D где &об — коэффициент обнаружения ошибок кратности mZ^-d . Нетрудно видеть, что вероятность Роб, будет определять и среднее количество переспросов, приходящихся на один блок (при учете только первого условного режима обнаружения), так как все блоки с обнаруженными ошибками должны быть переспро­ шены. Конечная (т. е. после применения метода РОС) средняя стати­ стическая вероятность ошибочного приема символа /?0ш, в пер­ вом условном режиме будет определяться из выражения 106
p=, 2=£ . (V.2) Во втором условном режиме (п, /г)-кода характеристики обна­ ружения ошибок по результатам поблочного анализа можно рас­ считать, если известна вероятность появления пакета длины I с т ошибками на блоке длины п. Оценка последней вероятности весь­ ма затруднительна для каналов с памятью (т. е . с тенденцией пакетирования ошибок), но для каналов без памяти (т. е . с неза ­ висимым распределением ошибок) или со слабой памятью полу­ чить ее просто. Как показало статистическое моделирование [70], при значениях коэффициента корреляции менее 0,9 влияние памя­ ти на оценки эффективности {п, k)-кодов пренебрежимо мало и каналы со слабой памятью в этом случае можно считать экви­ валентными каналам без памяти. Этот вывод вполне применим к каналам передачи данных по ЛЭП, для которых, как уже упоми­ налось, допустима гипотеза о независимом распределении оши­ бок. Тогда при появлении т ошибок в блоке длины п можно счи­ тать, что вероятность появления ошибки в каждом из п символов т равна — и нетрудно вычислить условную вероятность появления m-кратной ошибки в подблоке длины / при появлении т ошибок в блоке длины п: P{mJ) = C[n(^-y^-^y m -, (V.3) здесь2^т^/. Безусловная вероятность появления пакета от-кратных ошибок длины / в блоке длины п найдется из выражения Р(т, I,п)=Р(т.,I)Р(т, п), где Р(/п, п) —вероятность появления ровно т ошибок в блоке длины п. Условная вероятность того, что при появлении т ошибок в блоке длины п не появится тп-кратная ошибка на подблоке дли­ ны I, будет определяться как вероятность события, противополож­ ного событию, вероятность которого была вычислена в (V.3): Я(отГ7) = 1 —Р(т, I). Безусловная вероятность появления пакета с т ошибками длины, превышающей / в блоке длины п, будет равна Р[т, 7, я) = [l —Р{т, 1)]Р(т, п). Суммируя последние вероятности по всем возможным значе­ ниям т (2 ^ tn ^ /), получаем вероятность появления в блоке длины п пакетов с длиной, превышающей I: i р(7,л)=^ [l- Р(т, /)]Р(т, п). 7Л=2 107
Вероятность появления в блоке длины п числа ошибок, превы­ шающего /, можно вычислить по формуле p(>i,n)= 2p( m > "•)• Согласно теореме 8.3 из работы [94] для циклических (п, k}- кодов доля пакетов ошибок длины b > I, которые не будут обна­ руживаться, равна для двоичного кода 2~ 1+х , если длина пакета равна/+1,и2~ 1 , если длина пакета больше / + 1. В рассматриваемом случае при больших значениях п и отно­ сительно малых / мы не допустим большой ошибки, если не будем выделять пакет длины 1 + 1, и возьмем единый коэффициент для всех пакетов длины Ь > I, равный 2~ 1 . При этом допущении окон­ чательная формула для вычисления вероятности необнаружения ошибки в блоке длины п будет иметь вид { m=2 т=/+1 Среднюю статистическую вероятность ошибочного приема символа Рош'з можно вычислить по формуле /'ou..=4-f2'»[l-^('«. л)+ 2 »*Р(/я, л)|. (V.4) п ~ lm-2 M=L+L ) Вероятность обнаружения ошибки в блоке можно определить как вероятность появления ошибки минус вероятность необна­ ружения: л р оо,= 2 Р('п, п)-Рной> . (V.5) Применив получение формулы (V. 1), (V. 2), (V. 4), (V. 5), можно легко проверить эффективность применения первого и вто­ рого условных режимов обнаружения (п, /г)-кода в СПД с РОС при передаче данных по ВЧ-каналам ЛЭП. При окончательном расчете значений рош и Р0б необходимо ориентироваться на минимальное значение рош и максимальное Я0б, рассчитанные для двух услов­ ных режимов обнаружения (так как з действительности процесс выявления ошибок не разделяется по режимам). Оценим эффективность применения АПД «Аккорд-1200» при передаче данных по ВЧ-каналам ЛЭП. Образующий полином применяемого циклического кода имеет вид [51] F(x) =x >0 +x v - +x b +1, а параметры следующие: число информационных символов Л = 240, число проверочных символов п—/г = 16, d = \. 108
При этих параметрах формулы (V. 1), (V. 2), (V. 4), (V. 5) примут вид 256 1 = 256(! - М 2 тР(т, 256), (V.1') т=4 3 256 р ов1=2 256 )+^ 2 р ^ 256 )-( у - 2 ') m=l от=4 I16 2 от[1 - Я(от, 16)]Р(от, 256) + 1 256-2" т—2 256 т-17 256 С16 + 2 отР (от, 256)), (V.4') •1 2 lm-2 Р овг=2 256)--^ 2 16)]-Р(от, 256) + 256 > + У Р(т, 256). (V.5') m=17 В табл. 11 даны статистические вероятности Р (т, п) при л = 256, рассчитанные для реальной статистики ошибок при экспе­ риментальной передаче данных по ВЧ-каналам ЛЭП. Для расче­ та взяты худшие по частости ошибок сеансы каналов (магни­ тограммы) по сравнению со средними частостями (до 1 по­ рядка) . Приведем характеристики обнаружения для АПД «Аккорд- 1200», рассчитанные по формулам (V. Г, V. 2', V. 4', V. 5') для данных Р{т, п) из табл. 11: Канал Am.,-"* и сеанс 2з1_1 135,6 1,1 135,6 Зз2 -1 5,0 146,5 12,0 148,6 7з1 -1 3,8 675,7 54,0 677,6 7—1 — 44,5 0,1 44,5 10-1 0,304 133,4 6,0 133,6 12" -1 28,5 802,0 102,0 814,4 6-1 0.S7 276,9 13,0 277,3 6-2 3,3 383,8 22,0 385,3 6-3 2,3 637,2 44,0 638,0 6-4 14,0 810,4 153,0 817,1 5-1 0,08 118,1 1.2 118,2 5-2 0,015 87,3 0,4 87,3 9-1 0,14 282,3 7,4 282,4 9-2 0,14 270,1 7,7 272,0 При расчете коэффициент обнаружения ko6 был принят равным 0,8 (ориентировочный выбор из [104]). Ввиду того, что значение 109
вычитаемого по сравнению с уменьшаемым в формуле (V.5') очень мало, при расчете Ро6 можно пренебречь величиной вычитаемого. На рис. 40 приведен график зависимости Роб = /(/?), построенный по результатам, представленным выше. Таблица 11 Статистические вероятности Р, (т, п) при передаче данных по ВЧ-каналам ЛЭП (я=256) Канал н сеанс р Кратность ошибок Канал н сеанс р 1 2 3 •i 5 6 7 8 9 10 0,57-Ю -3 126,7 8,71 0,238 Зз2 -1 1,14-Ю -3 80,1 33,1 15,8 9,22 3,73 3,51 2,42 0,489 0,219 — 731 —1 4.67 -Ю -з 334,8 218,4 89,0 26,1 7,4 1,39 0,466 — — — 7-1 0,18-10-3 43,4 1,07 10-1 0,78-Ю-з 93,8 27,9 7,S8 3,26 0,482 0,243 — — — — 12п -1 7,8 -Ю -3 281,8 231,7 156,2 S2,7 41,0 8,94 3,63 1,77 1,11 5,59 6-1 1,58-Ю -з 191,5 58,5 18,1 6,89 1.31 0,382 0,328 — — — 6-2 2 .48-10 -3 234,7 93,0 36,2 14,0 4,33 2,33 0,1 0,666 — — 6-3 4,12-Ю"- 3 35i,9 193,5 66,7 20,5 4,43 1,36 — — — — 6-4 6,72-Ю-з 318,3 253,7 140,1 71,4 23,3 7,21 2,74 0,343 — — 5-1 0,37-10 - 3 109,3 7,9 0,395 0,395 0,197 5-2 0,5 -Ю -3 82,5 4,79 — — 0,02 — — — — — 9—1 1,34-Ю -з 231,4 45,4 3,49 1,74 0,349 9-2 1,32-Ю -з 213,7 48,8 7,02 0,351 0,351 Примечание. Вторая цифра в первой графе означает номер сеанса. Значения Р(т, п) в графах 3—12 даны с коэффициентом 103. Относительная скорость передачи АПД «Аккорд-1200» с уче­ том избыточности по (я, А)-коду и служебным знакам при отсут­ ствии переспросов равна S' =_*_- 240_ 0 д93 п' ~ 260 ~ U > JZC> ' где п' — общее число символов в блоке с учетом служебных зна­ ков (4 символа). В исследуемой аппаратуре обнаружение ошибки сопровож­ дается посылкой четырех символов сигнала «ошибки» по обрат­ ному каналу со скоростью 75 бод и повторением двух блоков, хра­ нящихся в запоминающем устройстве (блока с обнаруженной ошибкой и следующего за ним). ПО
Эквивалентное число символов /г0бр, посылаемых по обратному каналу при скорости, приведенной к скорости прямого канала,, будет равно 1200-4 Время прохождения сигна­ ла по обратному каналу пол­ ностью или частично должно учитываться только в том слу­ чае, когда оно по абсолютному значению сравнимо с длитель­ ностью блока в прямом кана­ ле (с учетом задержек в филь­ трах канала). Относительная же скорость передачи с учетом переспросов будет определять­ ся формулой о? г/ е js Рис. 40 . Зависимость вероят­ ности обнаружения Ро6отр* при работе АПД „Аккорд-1200" по ВЧ-каналам ЛЭП (Л>б = Д°*)). В Р*Ю~ Рис. 41. Зависимость относительной скорости АПД „Аккорд-1200": а—от частости обнаружения ошибок в блоке (SA = F\ (^об) > о—от частости ошибок сим­ волов(SA =/(Р)). о- ^об)* 5 А (l-P o6)n'+Po 6(2n' + no6p) о--^об)* •^К+Лоар')" (6,V) Подставив в формулу (V.6) значения к, п' и /г0бр> получим выражение для вычисления относительной скорости АПД «Ак­ корд- 1200»: 1-Я, об 1,08+1,35 Ро б (V.7) 111
Для случаев, когда не надо учитывать прохождения сигнала по обратному каналу, будем иметь 1,08(1+Роб) • Последняя формула дает несколько завышенную оценку отно­ сительной скорости передачи, так как не учитывает задержек по времени на прохождение сигнала от пункта передачи до пункта приема, времени на операции обнаружения ошибок и др. Однако приближенная оценка относительной скорости передачи по фор­ муле (V. 7) дает в принципе верную картину качества рабо­ ты АПД. Приведем значения относительной скорости передачи АПД «Аккорд-1200», рассчитанные по формуле (V.7) для данных, пред­ ставленных на стр. 109. Канал Р Л* н сеанс 9з1 _1 0,57 Ю-3 0,1356 0,685 Зз2 -1 1,14 Ю-3 0,1486 0,665 7з1 -1 4,67 Ю-3 0,6776 0,162 7—1 0,18 Ю-3 0,0445 0,838 10-1 0,78 Ю-3 0,1336 0,688 12"-1 7,8 Ю-3 0,8144 0,085 6-1 1,58 ю- 3 0,2773 0,495 6—2 2,48 ю -3 0,3853 0,384 6-3 4,12 10 _3 0,638 0,186 6-4 6,72 Ю-3 0,8171 0,084 5—1 0,37 Ю-3 0,0873 9,762 5-2 0,5 Ю-3 0,1182 0,711 9—1 1,34 ю -3 0,2824 0,491 9—2 1,32 ю -3 0,272 0,503 На рис. 41 приведены графики Sa=! (Роб) и Sa = } (р) для исследованных ВЧ-каналов ЛЭП. Сравнивая график SA = f (р) с результатами исследования эффективности передачи данных (при использовании аппаратуры «Аккорд-1200») по коммутируемым ТЧ-каналам связи [51], в которых наблюдается пакетирование ошибок, замечаем, что независимое распределение ошибок в ВЧ- каналах по ЛЭП предопределяет более низкие относительные скорости (пропускные способности) при одинаковых значениях р. Например, относительная скорость, равная 1/3, соответствует значению р ^ 2,6 • I0~ z (или Р0б ~ 0,44). Если учесть завышен- ность оценки относительной скорости по формуле (V.7), то можно ориентировочно считать, что относительная скорость SA=l/3 на­ ступает при р — 2 -10- 3 (РОб~0,33). При более высоких вероят­ ностях ошибки на символ относительная скорость передачи быст­ ро уменьшается, достигая, например, при /)^4-10-3 значе- 112
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 и посимвольного 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, 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 5а=/ (р) для АПД «Ак­ корд-1200», который мы и используем для анализа. С учетом некоторой завышенноеTM при оценке SA по формуле (V. 7) мы нашли, что относительная скорость SA=l/3 наступает при р^2-10 ~ 3 . Для значений р>2-10~ 3 относительная скорость 5Л 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). Для рассмотренных примеров значения конечных (эквива­ лентных) вероятностей ошибки на символ системы ПСИ будут равны: />о ш . к (3,2) = С\ р*(\-р) + С\/> 3 = 3(2-ID" 3 )"- X (1-2-10)( " 3> + 3(2 • 10_:i )3 «1,2-!0"° (для ПСНс(1=3, р=2 прир=2-10~ 3 ), а 5 /»еш.к(5.3) = (1- РГ 1 =2cj(4-Ю- 3 )'X ХО — 4-10" a )5_£ = 6.4-10-7 (дляПСНс,и=5,р=3при/7=4-Ю -3 ). В обоих случаях значения конечной вероятности ошибки на 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] 1Н
lpj = fi , 1 1+c 1 2 (V.8) где с — коэффициент асимметричности канала, определяемый по формуле IgjPoo —IgPio ' 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 Аи>Ао-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 i 10 (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 />10 > 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. *254 115
рии. Последнее может быть достигнуто сдвигом модулирующей (характеристической) частоты одного из символов в 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 с помощью линий задержки по каждому каналу относительно остальных для декорреляции ошибок. В 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' -э кс перимен­ 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 В течение 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 в 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 и концов временных интервалов занятий каналов воспроизводятся и усиливаются магннтофо- Ки -о1о- г ЭВМ г ЭВМ ЭВМ 3 ЭВМ ЭВМ j ЭВМ ЭВМ Рис. 42 . Блок-схема регистрации нагрузки канала на магнитную ленту. Рис. 43. Блок-схема устройства ввода п ЭВМ магнитограмм наг­ рузки. ном 1. Селектор 2 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....3433323130...21 N4-0 N+1 N+2 N+3 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. - з ан .; 2) величина нагрузки за неделю, ч.-з ан .; 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. 0 00111 01 0 01110 10 0 11001 01 0 11110 10 § 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 1 2Д 3 4 5 6 Недельная нагрузка, ч. -зан. 24,9 2,5 1,8 28,8 3,4 9,7 Средняя интенсив­ ность, эрл 0,148 0,015 0,01 0,171 0.02 0,057 Недельный ре­ зерв по нагруз­ ке, ч.- зан. 143,1 165,5 166,2 139,2 164,6 158,5 Средний недельный резерв по интен­ сивности, эрл 0,852 0,985 0,99 0,829 0,98 0,943 120
7 10,2 0,06 157,8 и,У4 8Д 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. -з ан. ность, эрл ке, ч.-зан. интенсивности, эрл 1 15 0,375 25 0,625 2Д 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 8Д 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 12IS1821 24 t, час 12 isis 21 24 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 в часы, приходящиеся на •обеденный перерыв (с 12.00 до 15.00 час). В ночные и 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 3 недели, видно, что по субботним и воскресным дням наблюдается замет­ ное снижение интенсивности нагрузки. В 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
интенсивности нагрузки для рабочих недель составляют не менее 0,8 эрл, а для полных — менее 0,9 эрл. Распределение длительностей занятия канала при соединениях показано на рис. 46. Среднее время занятия при одном соедине­ нии для различных каналов колеблется в пределах 2—3,5 мин. Наиболее частыми являются соединения продолжительностью до I 4Г III|_ 123 15В JL_L 1234567 1234567 1234567 5; 6~ I I 11 1234567 3456 Дни недели Рис. 45 . Распределение нагрузки по дням неде­ ли (усреднение по трем неделям): а-канал 13, 6—1, в-2, г-4, а—11, е— 1. 2 мин. Изредка наблюдаются соединения продолжительностью 15—20 мин. (они характерны для вечернего времени с 20 до 22 час). Гистограммы распределения продолжительностей соединений были получены путем обработки статистических данных на ЭВМ. БЭСМ-6 с помощью программы, составленной на алгоритмиче­ ском языке «Фортран». Программа предусматривает следующие операции: группирование продолжительностей соединений по разрядам; суммирование продолжительностей соединений в каждом раз­ ряде.; определение частостей разрядов. 123
Графики распределения построены для трех характерных слу­ чаев: для наиболее нагруженного канала 4, средненагруженного канала 11 и слабонагруженного канала 3, а также для диспетчер­ ского канала 2. Полученные данные по средней продолжителыю- Й7 EJ5 at Р(*т) Ц8 0.0} 0.4 0.2 4 8 12 IB 20d.MUH 2 S 10 14 lSit,MU» РШ) ! OFI\ OA 0,2\ sи162024ге at, мин 2В1014IB222S ut. мин Рис. 46 . Распределение длительностей занятия канала (усреднение по трем неделям): (/—канал 2. б—3. в—-). г—П. сти соединения согласуются с результатами измерений, проведен­ ных ОРГРЭС на каналах дальней автоматической связи Горьков- ской и Куйбышевской энергосистем [16]. § 3. Использование резервов по нагрузке для передачи данных Распределение резерва по интенсивности нагрузки можно лег­ ко определить как дополнение до 1 эрл распределения интенсив­ ности нагрузки. Интенсивность информационных потоков по направлениям должна определяться техническим заданием на требования к СПД при проектировании АСУ. 124
При согласовании параметров СПД с требуемой йнтёнсйё^ ностью информационных потоков и имеющимся резервом по на­ грузке каналов необходимо учесть следующие обстоятельства. 1. При работе АСУ значительная часть существовавшей до внедрения АСУ нагрузки, представляющая передачу управляю­ щей и контрольной информации, исчезнет (перейдет к функциям АСУ) и фактический резерв по нагрузке увеличится по сравнению с определенным нами на 40—50%. 2. Информационный массив, который необходимо передавать в течение суток, можно разбить хотя бы на 2 части — оператив­ ную и неоперативную. Для оперативной информации время доставки ее может жестко регламентироваться пределами от се­ кунд до нескольких часов как по срокам доставки, так и по началу "передачи (т. е . по запаздыванию приема информации относительно момента ее возникновения). Неоперативная информация может доставляться в пределах текущих суток или без ущерба для систе­ мы может быть задержана и на большие сроки. При таком подходе резерв по нагрузке каналов в рабочие часы может быть использован для передачи только оперативной информации, а неоперативная информация может передаваться в слабонагруженные вечерние и ночные часы. Для согласования резерва по интенсивности нагрузки Лр с требуемой интенсивностью нагрузки Ат последнюю можно опре­ делять по формуле т "ш"' эрл ' где m — объем информации (в битах), которую необходимо передать за данный промежуток времени Т (в секундах), определяемый техническим заданием на СПД; В — техническая скорость передачи данных, бод; S — относительная скорость (пропускная способность канала вместе с АПД). Значение 5 определяется для каждого канала и АПД по мето­ дике, изложенной в гл. V. Рассчитаем для примера Ат для канала 2 при использовании АПД „Аккорд-1200", если за сутки (Т = 24-3600 сек.) по этому каналу необходимо передать 5-10е бит информации. По кривой SA = /(/>) для р = 0,87-Ю -3 находим SA =0,62. Для этих дан­ ных будем иметь Ar = 24-3600 -1200 -0,62 = °' 078 ЭрЛ - Если рассчитать АТ только для рабочих часов (Г = 8 час), то потребная интенсивность нагрузки будет равна а_ 5-lQs т ~ 8-3600-1200-0,62 ~~ ' эрл - 125
В обоих случаях резервы по нагрузке Av, равные для рассмат­ риваемого канала 0,985 и 0,978 эрл соответственно, значительно превышают требуемое значение Лт и передача массива информа­ ции обеспечивается по одному каналу. Для тех же условий при применении тройного дублирования ((.1 = 3) с посимвольным накоплением и порогом приема р = 2 для рабочих часов будем иметь , 5-Ю«-3 Г. ... Л т = 8-3600-1200 =°' 444 ЗРЛ - Необходимо иметь в виду, что резерв по интенсивности на­ грузки не может быть использован полностью. Чем меньше сам резерв, тем меньшая часть его может быть использована. Для учета этого обстоятельства при расчетах необходимо соб­ людать условие. где &и . р — коэффициент использования резерва по интенсивности нагрузки, который для малонагружеиных каналов можно принять равным 0,9—0,8; для средненагруженных — 0,7 4- 0,6 и для силь- нонагруженных — 0,54-0,3. Коэффициент использования резерва по интенсивности на­ грузки определяется также режимом обслуживания абонентов СПД в общей системе связи. Если абоненты СПД будут обслужи­ ваться на равных правах с остальными абонентами, то при системе коммутации с полнодоступными пучками и отказами использование резерва по интенсивности нагрузки для передачи данных должно привести к некоторому ухудшению качества обслуживания (т. е. к уменьшению вероятности соединения и уве­ личению вероятности отказа), а для систем с ожиданием—к неко­ торому увеличению времени ожидания. Однако, как уже говори­ лось выше, внедрение АСУ в целом должно привести к снижению нагрузки ввиду уменьшения переговоров по вопросам, решение которых перейдет к АСУ. При дисциплине обслуживания с приоритетом для абонентов СПД коэффициент использования резерва по интенсивности нагрузки естественно считать равным единице. Качество обслу­ живания, которое должно было бы понизиться для остальных абонентов, в силу излагавшихся ранее причин вряд ли будет ухудшаться, если Ат < Ар. Расчет максимального количества информации, которое может быть передано по данному направлению за время Т (в секундах), можно подсчитать по формуле от TMх = k^ApTBSn, где п — число каналов по направлению.
Эта формула является приближенной, так как исходит из ра­ венства резервов по интенсивности нагрузки для всех каналов. Для более правильного расчета можно использовать формулу п Подводя некоторые итоги и учитывая результаты § 2 гл. VI, можно сказать, что сеть ВЧ-каналов по ЛЭП имеет достаточные резервы по интенсивности нагрузки, которые могут быть исполь­ зованы для передачи данных. Некоторые дополнительные реко­ мендации по режиму использования сводятся к следующему. 1. По возможности оперативную информацию с регламентиро­ ванным временем доставки необходимо передавать в часы обеден­ ного перерыва, когда резерв по интенсивности нагрузки выше. 2. Неоперативную информацию лучше всего передавать в ноч­ ные и ранние утренние часы, когда Av « /. 3. При использовании для передачи данных диспетчерских каналов приоритет в обслуживании должен оставаться за дис­ петчером. При прерывании передачи данных диспетчером инфор­ мация может быть передана повторно или с некоторым перекры­ тием. 4. При больших резервах по интенсивности нагрузки и срав­ нительно малых объемах передаваемой информации целесообраз­ но использовать малые скорости передачи (50—75 бод) с приме­ нением дублирования и посимвольного накопления. § 4. Надежность систем передачи данных по высокочастотным каналам ЛЭП При разработке СПД возникает проблема сравнительной оценки надежности и помехоустойчивости при заданной относи­ тельной скорости передачи и роли каждого из этих факторов в общей оценке эффективности СПД. Постановку проблемы можно рассматривать в свете реше­ ния двух вопросов: 1) как правильно выбрать параметры по помехоустойчивости и надежности СПД; 2) как распределить ограниченные средства на обеспечение надежности и помехоустойчивости. Эти задачи нельзя отрывать одну от другой и решать их, безусловно, надо в комплексе. Однако для правильного решения этой комплексной задачи необходимо найти единый оценочный параметр, которым можно было бы оперировать при анализе влияния помехоустойчивости и надежности на эффективность функционирования СПД. 127
При выборе оценочного параметра естественно исходить из основного назначения СПД, которое заключается в своевремен­ ной передаче необходимого объема информации с требуемой достоверностью от источника сообщений к потребителю. Как •ошибки, возникающие в СПД от помех, так и прерывания инфор­ мационной связи из-за ненадежности функционирования приво­ дят к ошибкам при управлении обслуживаемой системой и, в конечном итоге, — к излишним затратам (потерям) общественно- полезного труда при выполнении упомянутой системой (обслужи­ ваемой информационно-вычислительной подсистемой) своего назначения (функции цели). Не рассматривая подробно вопроса оптимального выбора СПД, который является предметом особого исследования, выходящего за рамки настоящей работы, попы­ таемся дать первоначальный метод сравнительной ориентиро­ вочной оценки надежности и помехоустойчивости по единому •параметру. Известно, что в теории дискретных сообщений перерывы свя­ зи, возникающие из-за кратковременных отказов СПД, рассма­ триваются как помехи, вызывающие ошибки символов с вероят­ ностью р = 0,5. Надежность СПД также может оцениваться этим параметром, т. е . вероятностью ошибки на символ. Можно счи­ тать, что при полных отказах СПД цифровая информация пере­ дается с вероятностью ошибки на символ р = 0,5 (принимать во внимание возможность передачи информации с помощью других каналов и средств мы не будем). При таком подходе усредненная за достаточно большой срок Т = Т0 + Тъ приведенная величина вероятности ошибки из-за ненадежности может оцениваться как Л, = 0,57^т- = 0,5(1-* г), О' в •гдеТ=Т0 -j-Тв — общее время наблюдения; Г0 — суммарное время нормальной работы СПД; Гв — суммарное время отказов (время восстанов­ ления); Т -~—Щг- = kr — коэффициент готовности СПД. О в Приведенная величина вероятности ошибки за время Т из-за •ошибок (помех) при нормальной работе будет равна Р' = Рkr, а обобщенная приведенная величина вероятности ошибки с уче­ том обоих факторов может быть выражена как /»о= 0,5(1 - kr)+pkT. Такой метод сравнительной оценки факторов помехоустойчивости и надежности не может претендовать на абсолютную правиль- 128
ность. Однако, сравнивая между собой значения р'п ир г , мы мо­ жем ориентировочно оценить их долевое участие в величине обоб­ щенной вероятности ошибки, которая может считаться обобщен­ ной характеристикой СПД по надежности и помехоустойчивости. Вопрос о том, за счет какого фактора снижать значение этой характеристики до требуемой для обслуживаемого объекта, дол­ жен решаться с учетом затрат, которые придется делать при том или ином варианте методами поиска оптимальных решений. Параллельная оценка надежности СПД по ВЧ-каналам ЛЭП и проводным телефонным каналам, проведенная на основе ста­ тистики отказов за 3 года при использовании изложенного мето­ да, дала следующую картину. Усредненная по четырем каналам величина приведенной веро­ ятности ошибки на символ для ВЧ-каналов ЛЭП составила Л.лэп = 0 ' 5 - 1.64-Ю" 3 = 0,82- КГ 3 , а для проводных телефонных каналов — //ТФ=0,5-2,5-1(Г2 = 1,25- 1СГ2 . Сравниваемые ВЧ-каналы по ЛЭП и проводные телефонные кана­ лы связывали одни и те же пункты и имели одинаковую протяжен­ ность. Как видно, надежность ВЧ-каналов по ЛЭП выше надежно­ сти стандартных проводных каналов. Кроме того, если для послед­ них величина р,/ на 1—2 порядка превышает величину вероятности ошибки на символ р (от помех), то для ВЧ-каналов по ЛЭП она примерно того же порядка, что и р. Этот результат, подтверждающий высокую надежность ВЧ-связи по ЛЭП по сравнению с надежностью обычных провод­ ных телефонных каналов, свидетельствует также о более равно­ ценном соответствии влияния факторов надежности и помехо­ устойчивости ВЧ-каналов по ЛЭП на эффективность СПД. 9-254
ЗАКЛЮЧЕНИЕ Исследование передачи данных из-за случайного характера происходящих при этом процессов и многочисленных мешающих факторов базируется на экспериментах. Выбор наиболее эффек­ тивных СПД для реальных условий основывается на определении статистических свойств каналов связи и согласовании их с тре­ бованиями передачи информации. Охватить все вопросы, касаю­ щиеся передачи данных по ЛЭП, затруднительно. Тем не менее нам представляется целесообразным в дальнейшем обратить внима­ ние на следующие вопросы: исследование параллельной передачи данных по ВЧ-каналам ЛЭП на низких скоростях; детальное изучение различных коммутационных режимов в высоковольтной сети и влияния грозы на передачу цифровой информации,; определение условий повышения скорости передачи данных по ВЧ-каналам ЛЭП; исследование передачи данных с использованием трактов по расщепленным фазам; выявление характера изменения плотности потока ошибок по времени; определение надежностных параметров ВЧ-каналов по ЛЭП (в частности, коэффициента готовности) для учета наряду с их достоверностью при расчете СПД. Широкое внедрение АСУ в электроэнергетику также, как и в другие отрасли народного хозяйства, приводит к необходимости создания сетей передачи данных, при разработке которых возни­ кает как одна из первоочередных задача обеспечения требуемой надежности. Кроме того, как показали проведенные исследования, необхо­ димо стремиться к унификации разнообразных типов аппаратуры и стандартизации каналов связи по ЛЭП с целью использования в них АПД в соответствии с рекомендациями МККТТ и осуще­ ствления транзитной передачи данных. Создание принципов построения и функционирования СПД по ЛЭП для АСУ требует решения ряда вопросов, связанных с вы­ бором каналов, способов и средств для передачи данных, а также с определением дисциплины обслуживания абонентов на основе требуемых потоков информации по маршрутам передачи, досто­ верности, допустимого времени задержки сообщений, установле­ ния их длин и др. Для успешного использования существующей сети ВЧ-каналов по ЛЭП в СПД целесообразно провести экспе­ риментальное обследование их качественных характеристик по помехоустойчивости и нагрузке, а также определение надежно­ стных показателей. Это вызвано тем, что каналы не обладают одинаковыми параметрами, и различные АСУ могут иметь раз­ ный информационный оборот. 130
ПРИЛОЖЕНИЕ ПРИМЕРЫ КОМПРЕССИРОВАННОЙ ЗАПИСИ ПОТОКОВ ОШИБОК В КАНАЛАХ ПО ЛЭП Магнитограмма 12-1 Передано символов 1096085 Количество ошибок 139 Частость 0,000126Ы5 5273 2257 4668 2401 13104 9201 4692 15358 2278 5176 2426 15828 10617 3843 375 223 2128 7124 3919 4753 1685 37141 29626 4757 6559 11879 2115 5942 995 11483 9375 20 13044 8770 1806 398 8929 6346 9114 1134 4449 2535 5029 5263 736 19602 3 5084 6207 6856 1337 264 6624 34047 19115 2029 2089 223 3463 277 3470 9785 3627 1228 41744 41470 255 3883 10761 13058 8807 13249 29353 18190 9260 600 14974 1857 1976 1730 21 1376 127 466 23623 25752 34941 5890 603 8099 4214 780 7379 4065 2306 19305 845 73565 376 3039 2708 1721 2993 3974 14943 8180 613 3962 897 2946 529 1974 19812 3243 675 1206 8428 972 1862 3672 37759 154 17628 16060 2840 1206 867 7478 588 5510 1076 843 2926 13703 14200 3129 1343 780 24493 Магнитограмма 7-1 Передано символов 952661 Количество ошибок 170 Частость 0,000178448 123 1241 16055 11040 22715 7437 174 1890 2759 2227 4741 3462 3829 3724 3370 900 6085 3629 5696 2052 1277 1799 1039 2448 25583 4483 5821 2072 12688 35 2487 253 2808 2530 2621 4793 24066 9758 241 755 9529 4952 1356 2806 8795 773 980 3635 4231 664 966 1498 15494 5556 2649 941 9270 275 5762 463 2106 9341 24749 16977 4881 14914 8258 3694 12484 51 289 8027 650 3807 14011 15350 6416 101 1333 3236 6319 1404 10217 414 22208 12322 4618 25754 22511 8591 6994 597 7214 1828 5016 4530 1048 3134 2525 990 239 10914 4833 84 14127 1740 2282 594 8746 1931 24099 406 6649 749 805 10145 2287 4541 8020 589 1322 123 6393 3131' 789 12074 24388 665 4911 5289 12064 11346 14741 1474 964 914 19744 14001 3591 123 7647 3063 7352 342 376 7661 19007 2637 1690 2088 3977 3158 348 1106 4115 3226 2754 215 4068 8454 4419 3070 1610 9012 1440 4409 849 7222 4211 928 131
Магнитограмма о-'г Передано символов 1275606 Количество ошибок 466 Частость 0,000365317 224 5307 1139 3139 866 2531 4004 I 2 555 741 1081 1461 1438 4909 1782 1199 1796 415 5048 399 2035 318 569 о 1696 711 3684 4592 178 47 3692 384 2317 384 2731 2247 3627 832 4563 12847 3220 2149 5929 2644 3240 110 2162 2866 5174 1606 5701 927 1129 2826 2863 880 225 6812 3927 7004 653 260 665 2543 2603 269 7431 3065 2229 1340 872 617 118 10929 82 819 1573 5214 1460 1460 1270 819 1127 1830 3719 1698 461 473 4800 1258 310 6094 739 1975 1143 21673 343 4454 440 166 3754 3820 724 105 6085 3330 220 129 1141 771 3529 2031 3506 14541 367 4028 23 4764 3708 1591 474 1354 1 1349 5514 5725 1911 664 1 1078 2209 1163 986 2590 1259 496 3278 747 2221 5486 1030 2046 5405 1236 3387 3802 11517 463 1052 297 910 1208 3314 1370 2434 1369 1140 2543 404 6349 231 1912 9088 4919 1 1245 177 7276 3232 62 4666 1186 2804 4003 12 141 3397 2805 4834 2265 9065 ,2421 2055 393 4298 937 4242 149 4690 1851 17439 3373 3066 4822 1329 867 5452 2362 593 59 3334 2077 3857 3042 723 3671 1531 0 2720 936 486 1635 2984 1016 1079 2696 1948 739 410 3063 696 3679 949 2273 294 767 1946 5444 584 1824 109 53 1 2291 1709 2503 284 48 1052 о 6503 68 1421 1707 2340 512 6993 4153 1652 1483 4288 1580 4632 3343 5 82 7224 472 3811 1899 166 328 2745 3926 5355 3810 4881 3897 1741 2756 2639 315 2371 38 1295 3152 5581 .854 1128 1556 9011 1352 1755 0 6504 1364 885 1699 5179 16092 354 1495 223 13873 2233 711 985 5143 581 14367 2186 2365 462 5227 1709 6199 9880 6848 9247 611 6076 1423 525 1675 225 1830 3349 2324 1800 36 2506 830 973 4410 352 1418 807 1544 3649 2112 3216 39 2512 3622 4584 2199 2896 1450 4990 761 229 747 14803 758 7339 383 571 14639 1394 334 2138 2412 3196 1960 1055 8293 355 2514 1089 136 3286 853 1010 5029 6168 818 205 5167 1304 2692 4886 8345 10325 2887 1181 409 5172 297 6986 746 5301 1328 5590 391 6193 1140 2269 189 7829 4222 509 699 1647 795 7342 5919 9 1127 1083 2905 4410 676 7925 1940 2253 1198 1363 7570 693 481 3126 7402 892 2252 5884 1315 532 47 6403 153 6481 11484 1164 1009 984 1137 1220 604 94 1094 5307 3732 1436 14935 1473 830 10921 2584 5968 94 5410 1084 5144 2376 1363 1105 2508 1605 2246 5351 2086 3950 7410 237 3770 1520 665 1365 2838 442 4437 1552 9488 6417 5728 Магнитограмма 5-1 Передано символов 1288963 Количество ошибок 652 Частость 0,000505833 107 700 331 1912 2765 247 54 1340 8881 5853 308 4036 498 938 747 332 1731 367 5166 1079 6743 3493 767 829 262 769 131 509 1233 609 297 154 664 2374 475 1325 292 1341 2371 526 2560 165 471 177 961 1176 1874 3991 521 331 82 509 321 1281 201 1068 806 8740 10 1103 82 474 1008 2161 2885 462 1210 2909 1874 3288 106 2314 403 3216 4179 50 66 300 1839 248 187 558 355 621 351 3231 78 2717 4676 1094 43 2040 510 4120 1483 1340 132
3454 1471 437 1529 8135 8096 ' 498 3720 1211 617 1727 1573 2693 59 900 1449 4888 0 . 1751 2611 94 "1199 2342 1794 18529 5782 204 1397 391 10864 238 5577 1432 367 ' 3069 308 8428 1033 4001 1411- 154 69 2233 724 2638 '3279 4693 12537 2149 1398 510 273 241 2286 2578 748 6029 1587 582 625 548 5619 2967 2302 58 154 ' 1167 6607 962 2484 3162 2992 711 4106 114 1535 1855 408 951 4111 2281 2974 '' 677 653 166 1270 794 995 545 1012 1782 2240 47 427 2258 3613 446 1767 33 215 2444 82 2828 35 368 1615 1272 748 3120 173 1036 223 34 1128 2032 1093 . 558 4183 272 4790 320 23 2650 723 1671 1230 1877 2496 178 557 1639 463 272 1981 674 3822 3799 1091 438 498 2757 .5933 1031 2331 510 4200 2766 4118 395 5125 7559 3625 70 '895 I 220 1426 485 81- 1271 1696 3455 487 3577 1236 820 3838 2258 1735 2753 854 2206 2245 2051 1046 1319 297 1951 1533 2933 4475 2112 4488 10833 217 1 3271 1259 1105 153 8195 1100 349 414^ 6269 1027 509 285 5503 8835 2234 819 546 47 2032 2052 2218 438 735 83 3218 867 1544 1105 631 5082 28 510 711 776 1978 4166 3727 11 10 45 .4566 3127 1473 1081 2042 427 4214 900 2921 1877 2222 4908 . " 839 2080 3864 344 9273 36 1602 3776 284 690 4105 3127 1391 .5010 6195 248 3192 2086 3419 2598 973 463 104 1424 368 1938 1273 581 865 285 165 2563 1021 2397 4798 81 31.77 '•3268 1933 2504 2386 1364 3298 2458 300 22 1146 9232 410 ' 5926 2855 4055 5425 831 1446 1722 4724 3772 •2675 1214 5734 4009 6673 46 1092 1827 261 734 1282 905 3617 1332 1354 '. 703 1819 365 1352 574 529 1151 1873 2273 4058 296 440 7 3146 237 4S4 1057 937 213 201 2105 1053 738 2746 786 1463 2433 5022 759 81 2338 1638 2069 , 842 4041 '2803 3128 261 676 2825 731 141 130 2884 . 8490 ' 435 2366 4497 1640 1296 2053 5594 1457 895 29 1907 433 3 13 4'521666 610 2572 3039 2679 2936 212 3185 1022 1584 27'434 606 6662 1032 2302 1637 510 2693 1943 3183 843 1058 5285 0 3252 7335 6246 6246 5200 2457 106 16 121 2 583 2054 687 320 199 309 5475 1223 ' ' 748 2819 1083 641 1607 3112 3371 460 226 7403 2504 3976 271 917 '5359 321 ИЗО 1576 941 767 4602 2291 93 738 35 2380 - 463 1332 1368 4336 94 652 2233 842 141 1681- 496 1 1 i 2527 2246 177 3123 2624 285 853 3188 '1678 1762 .'855 1386 439 4465 373 469 1140 3291 216 1003 1530 654 '5708 '5779 8211 2411 2185 475 3489 3196 2035 295 1856 4490 '•'• 386 2881 2261 374 5464 5617 1013 2549 4406 1690 1380 154.6 ' 381 ' 491 4069 5367 345 439 3115 3975 1259 1019 8835 1368 2511 2618 3410 2768 5146 4022 658 1770 2245 5934 388 2975 2475 ' 737 5992 7534 • 726 1745 2104 985 2008 1138 2858 106 247 "8919 2595 2608 386 0 2081 712 248 2366 1569 4317 2443 1118 3766 310 3030 676 1913 Магнитограмма 10-1 Передано символов 1048152 Количество ошибок 815 Частость 0,000777559 82 14 43 105 23 75 682 1596 £876 2780 - 55 41 137 10 631 438 5908 69 62 126 189 '6072 629 512 211 6629 232 51 124 53 1487 5325 171 76 1 319 5128 806 4267 635 86 458 49 1653 7010 123 ;441 . 6823 162 123 3085 5591 4374 120 104 198 5399 45 988 .. 463 67 339 20 1114 1.28 2856 2601 6868 48 15 2067 > 3044 16 133
590 1247 224 74 80 69 93 203 15 187 6099 115 19 96 17 31: 160 207 168 218 6305 185 49 2576 4076 497 8 94 93 998 4862 451 37 769 2659 3228 130 106 25 81 135 163 245 108 343 655 5279 111 39 36 83 113 151 3703 2286 92 161 1121 93 592 4013 213 111 18 221 178 16 6228 .128 99 164 23 29 339 ' 2222 3639 456 212 138 39 7 206 1537 4372 60 168 159 5 16 21 23 240 '3595 96 2994 9 25 98 26 649 1787 67 913 2684 433 449 106 46 ПО 179 131 461 22 331 1379 1468 103 589 4802 6686 93 187 178 174 40 23 298 4379 ' 1388 15 134 15 иь 480 84 501 95 4262 327 1086 257 184 284 21 7 131 !739 3025 204 55 39 2336 256 5846 334 71 74 76 16 41 538 2963 3194 15 "1615 1412 1057 91 2444 457 404 237 3341 3378 123 61 93 75 1649 1256 1577 1126 31 1003 54 728 2717 366 2781 291 663 18 437 1684 4259 44 144 513 2924 2816 • -21 528 378 39 751 3449 2523 ПО 205 26 158 449 590 1056 12 3849 838 32 302 219 40 406 4984 2321 • 223 3312 3833 6681 83 31 1 12 7374 183 6021 1073 178 194 6791 6694 6439 6831 6314 • 54 148 6343 6595 7060 13655 6726 530 25 29270 91 10174 1828 8297 2240 536 7889 70 7978 5529 5362 12484 6126 5 Г2397 5902 6489 12153 6515 6070 5951 40 126 12013 6099 33 2985 130 103 2457 178 235 25 92 337 170 297 1264 3885 17674 251 54 6109 326 5677 143 9,1 2969 2489 57 31 85 28 52 30 167 570 678 4421 122 40 209 112 1134 1507 346 1360 80 450 383 60 32 155 28 83 227 418 54 1302 3354 108 ••80 150 58 90 74 35 92 9 39 82 16 .316 531 4100 138 29 20 ,.: 60 88 445 58 271 4900 .,^•78 • 262 1308 58 477 5123 173 6155 88 3941 1405 100 308 5519 414 1080 1871 8350 24 21 536 338 7973 2175 6598 166 7 3877 1750 136 5043 302 2469 2084 759 6243 1360 3517 376 21 257 20 132 179 4753 469 1263 3962 130 89 5361 137 258 5209 130 28 64 75 148 4958 116 68 178 363 299 72 540 4111 1067 185 4927 1094 4332 92 132 84 5112 722 36 4655 211 308 2022 3373 186 5248 29 85 142 71 814 466 728 130 7 5 4764 56 15 224 136 325 4693 196 31 197 25 670 704 2396 348 88 1117 1869 5 256 682 29 9 70 393 860 1 1 0 0 18 383 1080 216 5 183 340 57 5 1 1 255 85 217 144 27 267 7 0 1 378 39 23 16 5 5 536 0 27 8ПО123 9 348 63 0 14 24 1L7 2 240 30 191 11 2 15 19 58 70 69 4 7 3 3233 134 4322 377 2718 279 16 1601 3354 2374 825 459 2521 404 998 16 134 1336 2549 16 884 1425 166 48 85 216 75 66 82 785 162 Н78 166 432 86 63 3983 59 13 9 212 80 779 73 242 204 531 3615 181 45 66 734 543 46 97 659 741 1810 635 121 227 135 129 37 152 1592 3488 201 898 1943 2568 339 7 34 272 173 141 105 198 1086 3572 224 22 39 23 30 12 59 14 114 9 274 58 5232 26 176 116 1159 1:714 2151 290 60 316 95 177 81' 741 544 1103 1977 17 540 161 2783 2405 260 394 146 61 1553 263 1424 785 491 1001 119 968 280 333 465 244 1393 2156 198 137 774 1447 1378 1864 483 5277 68ч. 60 923 3635 923 42 220 142 139 21 893 1309 3237 106 377 2477 1480 433 308 11 54 134 107 198 698 3767 182 102 24 61 369 366 4828 493 35 96 1238 8693 4638 322 485 4313 290 54 134
2397 3058 246 214 96 2332 1855 2327 913 1214 1088 8328 1416 2968 1186 112 194 548 122 5634 349 5451 952 Магнитограмма 6-3 Передано символов 748306 Количество ошибок 3083 Частость 0,004119973 73 276 129 663 111 46 12 106 59 149 299 149 7 99 17 13 205 6 6 84 264 49 19 69 79 42 516 169 292 194 12 6 219 199 256 239 66 91 394 2 300 70 469 409 66 105 260 221 646 355 326 206 8 1 713 561 42 3 4 107 538 442 66 359 78 250 114 39 230 35 12 9 71 264 35 66 129 132 276 112 446 222 363 59 149 323 672 282 96 29 29 249 439 103 128 86 99 59 119 12 1023 136 123 132 56 286 212 42 85 71 347 169 66 259 76 9 266 46 52 89 142 2 63 132 643 49 89 112 456 86 429 99 806 616 112 89 1507 815 401 242 234 33 359 19 219 119 236 302 222 403 192 273 179 229 106 59 69 72 303 112 986 212 75 2 100 526 69 22 103 12 56 152 106 419 166 145 197 272 56 ПО 1453 187 360 91 243 319 78 312 36 17 85 146 109 172 754 333 79 79 65 209 32 343 136 619 652 149 146 670 76 99 236 99 145 193 46 85 19 77 854 11 24 539 256 6 996 86 431 480 29 258 427 22 8 655 123 149 342 577 475 322 202 368 19 112 581 390 143 79 192 303 45 226 429 19 179 359 219 161 486 76 442 32 353 1052 24 1 67 НО 98 679 537 532 520 42 39 279 59 27 218 192 156 287 319 186 139 122 69 819 192 300 405 36 179 199 923 119 9 106 12 112 132 1443 296 146 230 121 40 212 392 123 712 296 389 409 16 452 7 428 49 132 153 45 353 209 49 176 229 72 456 309 229 116 874 459 156 72 67 468 108 425 59 639 9 69 649 26 22 277 69 42 15 50 509 162 48 262 176 172 29 659 459 146 72 76 509 109 46 252 7 548 432 85 96 212 22 149 46 479 73 222 73 75 96 60 52 390 475 39 419 192 51 703 612 476 39 429 656 137 508 42 56 49 321 4 816 168 173 76 9 89 209 576 499 419 309 82 16 529 529 109 186 32 40 395 379 798 126 272 119 469 99 46 4 229 29 956 8 60 49 39 142 146 282 259 699 496 133 139 152 136 1893 1022 349 19 106 139 12 1324 388 626 489 59 29 115 530 312 6 311 195 112 10 246 396 175 394 109 82 176 709 76 393 820 25 92 106 109 469 221 450 76 84 227 129 139 209 576 119 74 22 603 379 29 142 26 667 143 132 86 109 47 139 729 6 419 332 32 251 38 3 4 51 362 33 142 199 909 306 59 556 186 349 308 80 349 192 366 76 49 162 69 243 252 13 192 29 9 519 62 342 206 163 192 133 45 189 443 232 178 479 469 196 129 142 454 28 435 202 9 87 435 204 226 189 42 96 319 192 66 139 199 666 159 189 339 429 16 59 32 246 39 637 5 1- 237 239 156 727 1 259 9 202 426 572 16 36 179 46 309 182 516 751 1288 135
49 562 463 372 159 145 352 433 389 109 6 69 4 148 407 222 135 199 52 39 6 319 46 12 172 263 129 72 926 12 22 347 435 106 249 269 2 33 9 212 359 133 66 199 159 26 1136 656 395 16 346 45 173 159 16 282 276 182 106 236 60 1098 356 82 482 58 389 137 8 116 52 22 84 ПО 115 299 142 72 619 777 149 9 532 143 467 85 449 336 212 91 295 9 20 379 19 272 304 279 292 108 36 259 149 633 332 1177 199 89 135 61 71 159 116 166 653 89 89 109 836 59 119 39 395 353 92 603 286 972 5 11 9 2 159 289 36 129 122 566 99 146 486 1470 216 19 499 746 7 278 1442 503 299 839 303 9 749 663 316 39 406 74 44 29 102 223 260 305 180 198 346 322 936 103 132 149 303 142 77 121 473 866 136 276 352 139 296 92 89 449 1123 329 196 135 382 76 59 19 670 16 304 107 53 28 1134 483 66 298 969 119 296 89 42 149 326 226 129 366 19 422 166 54 201 162 129 556 1100 156 389 266 73 8 11 1181 856 1037 219 36 406 59 429 39 161 56 419 82 199 146 103 556 236 83 63 149 196 195 199 359 453 459 296 713 123 352 32 1197 139 512 626 553 22 639 622 383 136 143 426 339 286 97 1 289 206 269 524 919 189 229 15 2729 629 443 269 298 60 596 153 71 200 306 433 19 9 629 83 129 362 183 993 99 159 463 193 425 169 499 282 713 66 108 226 76 12 466 456 129 193 76 245 199 146 46 583 196 259 236 136 109 449 16 185 22 60 199 523 126 9 29 1287 79 305 516 269 82 109 476 246 314 16 137 353 236 13 15 59 1029 39 3 281 2 17 988 276 9 192 102 359 703 736 42 289 333 12 123 92 242 32 146 92 166 49 42 13 1177 312 754 126 683 336 643 226 332 106 9 212 246 139 106 259 163 QQ 36 219 82 G 402 356 615 310 249 173 173 253 292 236 356 269 206 3 5 287 1018 227 498 204 178 489 322 83 35 11 1205 69 566 1090 29 390 153 18 62 126 72 237•43233 257 22 770 69 33 215 349 50 557 69 546 51 171 52 542 541 11 137 319 8 4 277 346 42 302 474 59 85 86 689 203 279 59 177 29 Г 2374 301 5 1244 82 34 731 289 89 176 371 703 310 95 92 19 822 531 118 456 98 30 355 14 172 733 743 90 89 713 135 20 105 873 1126 89 79 42 1050 2П6 22 26 276 85 226 2 276 493 97 84 750 175 128 87 623 236 262 466 4 482 42 216 313 229 276 669 19 409 109 503 246 1163 36 436 990 1210 72 293 479 739 252 66 62 66 139 169 206 102 416•63 115 576 76 99 36 20 468 166 129 96 306 489 236 12 466 169 59 943 219 21-3 59 556 146 • 129 9 50 865 16 379 236 282 73 89 309 39 586 62 103 309 32 456 469 430 282 39 93 96 39 299 176 309 626 56 195 440 452 609 296 2 603 179 39 569 369 169 496 96 349 266 646 723 1433 493 112 179 783 269 463 441 5 2 18 19 36 249 22 140 235 236 99 299 186 249 509 743 143 245 26 229 143 303 176 299 926 179 106 131: 2 621 392 473 229 386 1036 53 182 66 356 109 369 136 326 16 79 262 81 104 39 1535 494 736 846 49 142 83 386 256 409 96 146 1016 248 136
2 94 926 356 72 11 34 269 236 596 30 181 306 1067 703 172 49 302 . 800 86 105 1017 435 237 596 242 56 526 116 69 512 23 129 32 243 129 29 496 1266 29 523 406 199 9 366 129 468 127 152 253 812 1227 42 202 3 102 511 81 229 119 719 193 129 439 23 162 586 49 295 183 455 1003 1050 292 56 176 142 66 151 964 1073 137 611 666 516 1126 376 209 759 296 236 1 504 99 116 1226 460 445 109 86 306 996 156 1226 426 219 53 56 .341 454 29 89 9 319 16 279 86 1013 1033 256 166 252 796 166 303 426 199 72 126 449 404 215 226 254 3 947 123 12 289 1280 266 196 439 113 906 349 26 129 39 296 946 171 1118 886 66 32 550 209 139 99 139 566 129 83 209 369 563 159 492 480 22 46 172 49 201 27 283 59 279 175 837 406 356 149 539 393 109 622 830 62 59 643 599 276 149 99 29 673 22 83 769 646 1423 136 102 216 109 15 240 711 207 226 149 473 2 39 29 279 239 89 149 1293 179 915 333 72 409 496 .239 4 134 399 56 422 72 86 403 92 19 12 149 411 214 149 33 11 153 20 158 202 56 299 1169 913 92 70 568 229 153 136 245 346 356 395 113 629 61 187 19 196 1342 200 15 239 249 479 11 187 152 89 691 17 389 109 92 176 49 1<I9 66 168 570 249 242 16 155 133 15 33 35 349 425 26 689 26 339 169 689 269 9 139 1006 51 80 76 39 46 600 341 366 419 399 279 56 402 16 519 179 29 195 50 177 2 181 66 65 237 412 129 609 359 216 18 190 386 352 59 76 783 45 102 433 209 156 112 296 119 75 703 16 49 219 342 46 89 109 46 47 54 169 59 36 2 1088 356 259 389 319 766 189 199 44 134 130 965 369 72 403 42 26 79 629 106 199 109 529 169 202 202 243 49 653 262 22 56 182 240 422 129 606 62 9 17 34 559 I 300 89 439 418 600 16 1086 22 45 283 89 236 69 32 9 262 116 256 122 939 29 6 219 109 2 109 239 19 29 41 24 169 39 70 125 125 32 14 1 102 626 336 332 466 36 182 29 376 279 262 306 10 17 133 205 510 222 266 219 307 31 36 322 93 499 292 146 229 95 310 161 284 286 12 309 459 56 86 135 423 13 135 189 566 262 141 411 437 291 306 225 150 92 246 139 326 9 919 19 179 49 82 196 869 313 656 896 646 89 166 219 132 8 130 166 476 289 111 50 119 533 75 30 69 62 563 62 122 69 176 399 346 96 145 59 293 2 39 16 279 149 202 811 881 100 98 89 319 9 173 423 78 22 613 563 35 504 618 74 7 1050 149 62 196 636 676 72 70 112 499 229 86 49 89 29 69 59 79 116 349 79 359 464 165 22 22 46 609 76 472 473 242 286 96 106 39 329 72 396 1293 69 82 359 386 189 26 69 399 379 52 286 226 142 706 196 49 69 119 39 196 132 16 769 86 129 1146 8 517 156 102 166 199 602 407 2 62 172 96 22 233 338 357 59 302 236 26 112 39 139 209 96 179 316 289 276 369 89 56 272 813 302 326 162 119 66 466 195 159 36 242 626 162 266 185 500 69 179 189 202 829 133 476 273 375 197 131 6 164 4 7 38 122 319 39 39 259 376 336 509 212 6 256 85 49 453 137
98 56 250 874 73 23 32 226 71 24 22 119 11 236 66 389 1024 317 136 496 2 126 69 189 3 129 120 2 239 333 503 266 42 112 27 275 J03 208 115 706 263 81 289 22 86 129 9 479 426 177 102 2 186 376 6 91 213 15 47 339 179 239 336 19 509 166 139 116 72 229 156 169 J79 129 82 71 104 473 99 56 219 149 436 3 122 149 19 136 429 416 382 36 18 233 22 56 35 477 145 136 52 466 29 88 23 146 99 55 237 18 69 179 22 213 26 3 132 493 22 289 8 3 169 126 9 636 119 221 125 9 469 322 296 409 355 107 12 473 7 41 16 182 356 39 266 399 656 766 29 119 139 9 39 79 59 329 176 107 109 132 46 109 55 300 7 468 242 146 25 86 51 260 153 106 11 100 2 150 102 76 19 259 116 106 239 106 29 159 326 2 56 6 58 317 39 302 179 5 117 12 102 366 232 580 62 136 42 19 10 106 206 459 109 42 79 228 18 49 134 42 273 533 242 476 279 30 412 155 133 110 2 42 135 262 36 239 82 146 176 444 315 35 583 396 450 506 59 539 223 62 79 182 286 319 162 283 69 129 196 169 89 26 252 122 306 102 93 159 146 246 643 22 138 304 6 206 528 6 7 5 49 42 69 239 523 496 2 22 529 383 37 691 296 63 99 8 60 39 22 286 489 2 406 106 119 396 52 213 306 139 396 99 416 270 78 199 105 276 109 299 93 125 126 76 253 39 92 76 159 159 303 155 50 95 93 739 36 446 79 209 259 396 189 726 379 326 46 22 246 259 19 86 526 119 129 166 92 6 229 32 159 26 172 76 19 249 326 26 59 319 146 176 69 32 9 166 19 129 249 19 226 559 159 2 46 226 205 813 112 356 99 139 76 62 169 590 149 269 109 111 455 136 99 119 159 189 163 491 580 479 296 79 756 62 39 149 136 49 179 262 163 32 249 416 159 6 42 79 409 166 146 126 252 19 169 123 272 42 179 213 409 9 349 23 55 59 96 476 146 116 79 226 22 106 166 125 673 276 292 166 86 152 49 23 152 189 196 59 52 43 122 59 319 466 319 873 137 275 302 156 144 711 249 326 119 243 79 186 122 59 106 39 593 55 546 86 119 32 16 296 136 182 19 513 209 79 107 96 24 59 76 9 136 149 272 29 433 289 336 99 69 386 156 9 719 46 106 232 173 633 549 69 139 256 469 129 59 253 179 109 346 69 46 379 239 499 223 72 352 20 62 49 92 146 112 6 309 99 42 456 159 39 69 229 83 492 590 442 249 206 309 813 16 246 138 333 12 126 149 72 226 103 32 46 62 486 116 399 2 195 250 68 104 19 249 56 32 296 279 15 49 471 294 73 622 59 386 119 129 166 409 16 239 149 29 36 259 72 3 22 176 76 159 239 356 99 63 8 653 453 89 15 76 486 86 636 223 69 119 176 273 5 373 299 79 173 199 5 289 256 122 133 15 169 106 509 119 119 49 6 169 486 169 6 69 393 29 581 73 546 132 59 29 359 86 239 52 253 322 26 146 50 65 106 336 239 159 146 292 9 12 229 129 16 356 313 99 339 139 1175 224 72 69 273 112 103 239 46 11 474 35 155 414 79 319 43 49 5 530- 138
416 69 16 509 123 339 136 96 79 346 668 44 790 513 32 159 256 333 199 76 162 16 233 109 172 42 49 126 236 536 339 303 69 196 182 143 55 199 380 566 319 153 139 306 319 147 405 136 266 2 239 2 240 72 366 406 316 306 132 226 19 259 219 100 45 39 309 73 32 169 306 389 336 506 22 26 126 279 296 45 703 369 73 92 493 21.9 112 350 179 293 222 116 419 360 102 69 336 473 273 72 199 240 62 82 16 126 1564 366 42 256 105 26 119 396 226 185 436 2 7 43 302 146 286 119 236 2 86 1143 181 67 130 380 85 515 80 566 99 146 142 433 16 29 369 136 39 226 89 249 79 42 300 366 133 344 40 326 106 159 429 63 127 548:- 22 23 32 535 127 69 9 36 170 245 299 339 770 159 223 119 89 162 100 145 79 49 186 49 36 2 226 19 56 809 103 299 489 266 396 196 173 419 29 866 156 443 149 16 32 76 416 4 78 462 657 1911 230 235 102 200 220 51 315 4 166 202 623 19 134 54 177 2 149 69 166 9 173 446 179 456 608 308 9 32 393 423 44 6 7 126 583 306 950 109 450 289 49 233 249 189 263 266 159 135 751 62 223 1171 132 129 86 253 69 236 416 66 216 236 675 117 179 711 42 56 42 79 46 9 5 80 99 139 46 266 204 61 86 439 143 376 102 260 79 22 373 386 76 520 620 456 199 303 119 Магнитограмма 6-4 Передано символов 742499 Количество ошибок 4987 Частость 0,006716508 196 110 42 6 196 106 106 96 156 89 491 2 163 16 42 200 79 76 49 123 12 270 35 165 66 85 25 122 3 65 3 59 109 16 53 14 104 66 210 2 51 144 13 256 143 136 9 99 96 214 69 164 44 26 66 5 40 123 179 36 357 52 156 43 79 46 337 136 176 36 19 74 101 140 431 2 5 106 735 6 126 56 20 8 79 173 183 27 11 43 320 29 136 26 106 139 74 28 444 333 86 93 29 132 10 42 136 86 86 80 182 307 102 16 213 62 2 3 26 16 2 180 49 86 96 32 49 23 87 105 32 150 253 29 220 12 36 2 39 140 2 19 56 116 80 289 51 2 85 29 116 2 73 89 186 46 46 46 82 93 89 13 79 221 41 33 59 89 253 191 8 123 56 62 33 29 2 156 96 66 143 158 14 97 58 387 66 19 65 3 414 76 143 22 263 16 39 126 29 327 139 6 6 222 30 96 377 312 50 56 317 69 253 417 42 113 69 103 176 126 116 323 491 166 278 4 350 33 23 11: 33 129 728 153 9 76 52 36 19 193 248 265 457 49 350 143 66 15 270 33 110 56 66 2 98 191 119 20 82 56 49 89 53 137 145 133 106 116 146 373 36 7 55 223 183 113 293 444 203 72 508 9 139 37 8 173 190 206 112 40 76 233 163 126 12 113 862 76 116 52 19 16 64 149 18 27 42 12 417 96 193 22 77 62 47 205 250 32 384 86 131 44 66 139
J73 136 123 79 117 11 60 196 19 3 25 16 170 159 96 9 86 387 253 13 246 146 230 26 56 798 133 233 404 99 6 52 103 12 70 69 106 16 72 46 287 16 116 64 161 353 6 120 76 49 46 16 49 29 76 116 140 39 9 56 76 89 635 36 166 19 9 69 41 94 26 86 503 173 123 109 3 206 79 63 293 207 17 74 180 131 211 200 203 130 369 63 16 49 113 69 454 39 133 37 41 73 143 248 442 3 115 1 214 29 153 2 33 42 16 327 25 142 107 83 186 39 59 73 220 69 49 276 80 56 460 6 176 128 61 116 464 19 19 125 47 9 143 243 494 233 481 42 86 226 30 11 171 16 2 34 34 173 96 140 239 33 89 267 203 126 166 70 22 123 22 96 359 258 96 6 370 36 320 56 83 5 93 19 210 116 29 26 19 370 42 147 79 249 3 213 33 17 81 79 327 6 273 89 220 49 76 53 49 424 59 172 ПО 491 9 42 116 48 171 187 106 62 9 143 258 18 119 83 49 32 3 76 113 159 66 53 62 83 12 54 208 70 62 73 109 9 304 16 89 109 73 12 227 119 263 170 136 183 93 59 79 170 19 179 36 103 96 25 74 179 56 253 106 26 437 113 56 62 46 133 2 76 66 109 66 140 393 46 6 49 99 290 9 217 5 217 91 9 114 6 2 69 46 73 163 59 45 97 430 287 12 46 86 76 313 163 66 120 155 33 181 91 83 19 51 151 65 43 170 56 12 217 139 59 53 15 63 19 300 46 156 50 99 2 467 76 43 19 116 69 33 196 193 467 99 123 26 89 33 2 247 7 258 417 I4U 39 200 79 200 22 16 236 93 140 136 243 36 19 29 317 89 19 12 по 176 16 407 250 29 9 36 39 126 60 189 86 12 170 30 86 32 2 19 36 157 35 9 444 12 76 461 112 3 6 2 128 81 190 5 23 5 297 36 76 213 424 263 46 397 180 232 40 113 146 16 29 17 136 25 397 82 140 22 191 125 347 9 79 113 22 364 32 73 283 277 149 16 568 166 200 49 22 145 104 220 236 145 526 126 340 16 39 293 73 12 33 2 16 59 22 230 160 106 273 183 66 103 114 2 11 829 318 2 58 103 69 89 130 116 126 270 11 3 3 114 85 129 494 83 49 51 83 485 56 96 183 474 7 292 434 353 26 63 29 76 39 2 327 59 56 46 36 32 203 96 163 91 198 36 46 29 42 257 236 120 62 424 434 280 76 116 123 290 300 434 79 29 6 196 86 26 176 6 119 23 49 297 59 59 179 70 178 268 194 2 273 36 2 16 52 16 126 36 357 66 216 103 143 625 22 317 103 171 1 76 22 9 143 163 76 116 96 9 56 19 103 2 103 196 45 270 3 93 232 127 76 240 350 46 180 193 49 116 136 250 82 6 167 12 180 24 104 6 323 36 63 109 19 370 187 19 29 304 209 123 45Ь 49 310 103 230 360 648 178 168 89 63 153 96 290 76 103 19 225 54 32 6 153 240 149 337 120 22 36 18 7 75 5 425 133 46 89 273 46 33 16 129 99 6 308 336 338 196 374 19 55 184 16 182 3 26 39 46 183 421 15 107 487 213 143 146 220 133 69 199 83 6 36 223 59 424 140
39 217 39 12 290 330 8 116 143 66 42 6 46 243 36 39 150 263 6 19 223 53 19 106 69 33 39 2 150 69 22 133 357 96 26 66 63 92 180 58 491 163 160 106 3 86 226 73 86 334 230 64 39 36 295 3 104 333 53 43 •230 93 183 79 43 56 39 554 317 273 153 8 29 226 63 63 128 194 206 69 63 77 22 370 66 73 76 26 19 106 33 2 26 54 64 60 73 95 27 86 1070 414 32 26 216 270 140 32 39 126 39 147 119 56 3 33 66 267 220 193 49 404 9 504 53 212 79 6 49 29 203 130 260 664 20 202 29 41 307 86 59 86 43 209 45 9 407 213 113 66 26 484 184 170 19 158 283 183 103 36 176 113 1091 23 19 421 29 55 163 46 9 186 76 454 450 230 102 207 69 307 116 554 170 357 100 10 69 49 287 203 203 384 216 200 116 59 153 501 320 347 86 46 17 58 447 263 257 163 146 210 120 2 183 19 46 69 29 26 10 310 203 86 45 46 240 569 18 2 22 47 3 140 9 15 243 6 230 69 273 260 12 310 96 19 69 80 340 17 262 238 168 81 89 247 370 79 103 170 156 230 49 49 504 26 12 96 49 110 2 79 76 193 260 86 437 56 25 163 156 86 2 80 123 93 49 112 43 40 86 19 300 333 298 255 106 46 313 59 46 317 163 39 123 59 255 32 19 13 330 109 237 49 160 39 60 29 28 193 146 541 106 74 467 207 36 93 551 86 86 484 216 83 303 2 54 80 116 79 451 141 48 9 103 213 126 10 250 203 153 481 254 106 46 144 435 26 89 250 86 163 481 86 163 113 153 39 36 45 191 36 350 22 110 223 193 2 46 56 230 494 789 52 371 202 284 82 227 123 267 293 170 5 150 300 260 109 59 86 6 8 479 359 5 9 146 76 180 89 66 143 277 371 18 104 56 69 197 19 200 360 200 59 26 248 222 153 43 183 56 579 173 2 113 247 22 314 46 186 5 10 72 90 22 113 103 270 76 391 297 32 71- 138 16 166 63 16 33 146 374 320 250 183 567 114 806 156 156 277 103 142 174 6 9 59 286 83 9 45 80 32 330 203 83 334 230 39 59 33 29 370 61 371 11 2 11 76 130 106 334 83 196 113 70 12 22 210 26 46 260 9 49 36 42 2 210 497 3 200 287 76 15 90 59 ИЗ 116 290 19 3 270 334 94 116 216 103 130 444 83 126 2 2 23 260 290 431 110 85 68 3 177 36 153 69 207 467 227 96 129 244 213 153 374 171 118 345 340 69 106 394 63 183 106 41 14 3 9 66 136 36 241 495 25 301 253 443 97 214 283 39 59 250 162 317 93 163 414 330 80 233 254 250 96 230 384 16 60 38 143 9 19 434 19 153 401 181 297 190 371 230 892 96 183 223 24 115 180 143 139 261 119 20 30 104 160 230 556 195 789 177 6 56 83 19 720 2 83 200 247 29 330 16 96 458 69 97 190 22 184 19 66 ПО 126 123 113 351 5 36 136 93 195 83 230 179 666 213 223 23 219 150 127 62 451 415 5 56 16 1 10 31 54 100 291 2 83 589 73 102 43 201 58 76 19 488 90 89 36 36 276 13 34 194 ПО 140 69 411 32 103 193 519 297 273
57 29 96 76 102 20 582 129 140 5 16 190 59 153 16 96 217 40 242 381 170 2 448 314 19 106 103 183 2 177 92 237 63 156 422 92 203 73 147 276 682 98 111 83 106 29 100 52 6 213 13 2 133 2 217 66 203 257 86 19 163 374 873 381 5 59 498 70 163 49 90 174 533 140 86 187 474 76 118 78 39 86 193 150 374 2 16 46 113 200 213 441 56 796 337 150 42 214 273 649 16 136 76 73 233 63 103 183 22НОПО 4 476 628 73 220 193 354 36 186 240 301 169 18 118 36 59 635 96 599 5 160 79 116 123 280 ПО 394 163 344 170 397 374 16 200 39 22 53 197 309 134 83 81 546 411 29 29 306 152156692 252 309 254 497 187 119 210 183 32 217 59 334 149 216 52 137 47 79 274 592 1020 401 287 96 99 852 94 103 190 273 94 2 149 56 120 29 25 120 461 32 424 67 160 268 18 39 86 73 9 96 556 18 384 200 39 93 59 66 93 692 /36 76 546 152 231 95 204 29 2 83 163 113 123 227 414 451 59 29 66 287 36 267 357 341 414 49 236 114 42 83 508 280 6 7 416 190 441 46 79 19 7 95 133 200 63 86 29 98 794 237 240 220 55 3 138 14 46 66 173 505 290 341 270 247 426 71 56 220 2 89 284 80 357 317 93 190 25 16 294 183 59 823 209 57 76 103 116 177 131 4 444 281 337 32 622 190 106 25 77 103 223 53 347 148 41 270 46 19 759 143 49 575 93 39 39 90 414 153 367 43 186 351 263 297 223 174 169 535 16 153 140 712 161 217 4 39 39 270 96 180 83 193 307 56 334 240 414 36 287 347 39 307 160 136 324 29 304 136 213 173 19 65 114 179 118 217 28 290 29 468 140 79 113 22 221 8 599 119 53 5 136 23 !06 163 592 36 163 204 6 366 277 384 113 431 89 227 83 56 59 180 2 103 36 32 29 46 177 32 247 66 49 90 625 605 53 9 173 327 46 180 143 123 166 230 301 568 535 17 55 344 220 99 93 461 344 123 173 137 96 328 14 80 27 65 76 136 36 53 424 26 417 475 150 251 65 150 394 234 325 71 56 274 32 ИЗ 294 97 162 3 139 458 53 107 55 36 284 2 254 о 2 50 186 113 195 79 143 391 29 50 535 83 454 33 85 2 195 79 143 391 29 50 89 9 588 127 66 39 227 696 176 319 1101 276 357 66 451 63 26 237 230 157 390 208 45 158 262 186 60 106 1409 16 217 38 362 140 329 13 27 310 274 69 314 237 166 284 251 2 327 80 1151 21 2 212 190 9 391 270 388 23 25 156 73 344 36 200 581 238 106 197 113 300 452 159 495 72 23 46 304 183 952 151 297 284 106 43 377 294 193 162 64 334 36 340 53 887 454 6 26 136 116 495 19 36 133 223 197 29 19 264 12 4 2 1 3 22 481 93 997 163 595 36 418 56 300 43 116 200 227 52 87 256 17 212 66 170 8 107 130 160 203 793 227 337 66 240 140 250 292 14 181 212 26 161 4 358 133 96 9 114 2 27 104 725 2 121 86 96 190 123 126 157 417 6 9 247 173 280 311 230 15 ПО 123 317 83 421 163 193 257 86 13 213 76 334 22 80 29 39 223 20 39 565 424 36 26 66 14?
337 86 26 110 69 86 177 23 100 172 48 9 63 79 180 2 301 52 66 223 230 22 76 488 20 5 173 26 173 153 202 116 327 59 76 136 327 421 9 17 575 257 69 103 716 208 2 2 36 327 16 7 38 210 375 100 404 28 93 19 19 304 284 280 458 133 2 46 150 86 156 46 11 411 40 267 354 903 361 524 57 19 6 223 173 106 542 659 388 578 76 36 26 441 96 113 190 56 86 259 238 93 240 73 210 26 96 8 56 29 16 103 312 142 565 66 431 106 24 7 371 6 150 86 17 589 254 247 974 3 275 33 441 508 170 257 247 26 71 289 66 215 2 234 294 46 354 86 3R 12 69 388 207 56 42 105 314 43 53 31 2 361 283 46 277 106 6 29 31 131 63 22 142 111 133 116 328 93 52 97 73 193 203 26 66 108 451 2 380 187 42 247 182 84 267 25 117 167 59 109 54 56 240 180 23 367 183 16 263 58 55 60 291 16 66 76 207 2 21 190 378 69 59 33 74 19 50 3 10S 310 572 327 672 2 217 421 3 60 82 157 414 56 43 133 160 113 2 43 36 187 261 241 18 116 53 16 391 186 6 89 73 190 301 203 401 26 29 441 877 260 160 86 19 116 382 62 123 605 200 130 56 203 106 150 240 57 46 18a 150 143 2 2 205 118 495 257 123 3 26 32 19 106 11 133 39 116 41 61 87 153 143 314 220 63 230 103 79 46 12 274 41-3 19 93 126 217 153 190 fi 150 59 116 304 405 312 411 314 32 297 71 274 230 171 16 9 76 53 146 56 257 113 86 26 133 106 116 897 190 233 36 96 187 9 247 90 307 22 189 372 6 113 297 203 73 2 19 451 26 79 81 6 52 160 451 280 66 79 43 227 103 39 924 19 448 15 6 8 32 197 371 9 123 223 69 36 123 123 39 16 39 6 448 223 23 9 638 87 39 227 2 291 473 96 29 70 1114 3 22 619 9 153 135 51 810 9 156 67 85 183 108 260 133 29 274 159 304 422 29 29 2 6 106 93 294 140 123 150 3 5 133 43 203 485 146 6 267 2 16 46 24 9 2 36 49 358 93 79 73 23 12 66 53 210 72 89 125 4 47 18 190 86 120 143 743 56 9 26 384 50 354 86 22 9 197 103 239 11 2 284 6 173 217 106 341 133 451 207 271 69 64 431 344 63 86 160 324 22 244 304 93 183 66 163 9 217 398 220 123 29 133 86 9 173 29 53 6 233 200 96 160 150 277 220 321 86 26 73 86 309 70 36 109 3 46 274 155 161 304 46 29 6 307 237 415 131 123 267 76 130 86 261 257 170 6 9 16 49 2 599 217 183 5o 2 247 26 63 374 113 69- 552 126 100 ' 113 106 277 542 46 221 204 123 237. 56 294 13 41 215 63 20 10 73' 83 39 3•217 76 354 100 39 80, 76 227 59 9 36 66 36 2 170 9 16 83 93 180 251 116 56 378 2 8 200 411 261 462 83 2 6 39 133 371 469 19 429 22 53 16 59 16 76 341 351 160 274 59 284 220 130 26 162 355 154 9 2 257 8 3 130 284 307 43 12 9 33 51 88 136 63 150 125 12 20 629 100 974 314 16 83 116 170 361 120 16 96 56 9 36 123 93 36 254 110 391 143
746 26 26 9 294 29 267 287'130 '36 619 96 26 26• : 79 123 284 502 9 123 '•' '224 32 227 355 33 152 ' •264 193 70 9 421 86 '244 49 63 140 52 80 •136 26 113 632 657 196 '•' ' 103 86 73 96 257 29' 83 123 364 184 237 12 418 123 56 274 495 207 ' ;; 237 69 197 106 271 49 ''"83 9 26 163 46 301: '287 ' 187 29 33 237 17• 1 38'240 163 103 113 131: 28 80 99 318 260 157 " 539 220 56 50 253 59• 47х ! 458 13 42 92 456 59• 47х 206 28 54 173 193 70- 49 36 126 36 284 502 26 462 2 56 532 220' - 123 207 353 480 324 53"'• 56 250 385 86 9 304' v - 26 96 3 166 80 103 297 6 240 13 183 254 46 56 519 19 237 170 9 93 12 174 15 167 187 19 22 3 96 6 19 133 834 36 150 683 106 83 69 23 197 2 '522 309 521 39 6 49 19 301 405 86 76 133 482 23 52 455 268 296•10 552 86 519 63 66'311 277 113 388 274 114 '• 92 375 66 720 190 455 • 495 80 354 338 106 143 ••• ПО 25 40 53 347 13 101 38 46 96 250 338• 46 160 693 113 291 39'- 274 16 190 107 52 324: ' 120 247 ПО 56 46 76 458- 53 345 156 6 106••' 240 • 60 76 127 25 177 16 260 38 141 184 49 153 190 169 170 127 126 331 371 103 206 3 93 9 388 43 223 6 126 935 129 100 12 130 445 •93 59 83 16 93 575 137 86 160 106 53 143 9 12 489 83 304 207 29 19 308 59 9 167 22 33 39 190 93 381 53 254 428 96 26 435 448 93 167 72 506 143 271 153 106 100 130 29"'26 160 240 120 106 542'• 402 • 12 39 180 194 19 150 2 284 110 96 16 12 2 2 53 291 100 193 341 33 12 442 119 204 .53 29 56 197 452 49 106 16 22 207 348 29 29 53 66 56 73 173 9 338 29 59 23 227 69 9 398 237 110 113 106 29 43 32 482 133 26 66 56 16 351 7 1 103 123 9 197 29 16 106 177 79 76 120 9 135 376 730 46 26 166 174 150 143 173 90 49 244 136 53 170 157 304 126 244 224 106 29 147 82 66 66 46 190 93 60 310 53 133 ПО 451 375 405 468 331 244 227 43 247 173 378 12 53 16 62 30 56 250 83 247 12 134 317 151 109 106 311 46 103 22 137 93 39 187 22 231 153 616 163 140 355 203 452 468 117 133 315 25 180 217 89 97 9 103 27 209 130 2 314 180 46 167 214 119 47 89 9 22 405 227 29 110 371 120 49 244 100 471 123 6 197 12 9 194 391 93 183 90 86 9 227 26 411 10 3 1 39 168 14 3 59 106 194 93 123 69 66 214 74 11 130 228 129 5 83 183 87 5 254 381 36 146 3 331 13 22 52 3 33 220 193 335 43 186 653 93 421 144 15 318 220 187 46 56. 56 237 247 150 103 98 89 2 186 525 123 392 5 36 83 220 39 190 43 12 125 242 24 21 244 357 472 46 42 117 29 207 52 6 36 358 240 170 375 9 190 59 150 169 218 45 17 66 66 29 177 29 217 113 36 140 16 76 86 59 83 56 59 150 334 248 307 318 89 6 438 113 190 66 483 15 46 86 167 257 116 36 385 12 1434 395 284 277 174 2 83 938 2 184 230 49 177 172 235 6 96 73 458 13 19 831 126 56 324 288 29 26 358 66 130 86 6 144
39 150 276 24 2 96 93 185 36 •388 •83 19 86 83 33 173 6 53 2160318,'5 251 112 2 338 93' 42 368 22 : 104 26 186 :;зо 9 42 39 348 12 103 368 150 ' 147 59 26 :244 '36 129 9 29 147 86 33 257 '' 195 427 .33 ;'49 '43 2 143 234 96 453 3 148 66 73 189 "181 351 9 70 116 345 153 220 56 157 9 171 '31 '217 271 241 133 73 2 36 539 41 54 227 ?25 120 140 83 26 176 288 180 90 2 40 264 •\по 51 81 69 217 207 200 26 133 140 126 26V86!100 2 87 119 22 184 49 147 ; 227 73 428 '90 160 79 194 48 214 331 187 247 157 29 120 39 73 39 197 76 257 130 56 9 • 700 123 9 ','16 113 140 69 80 294 287 73 86 76 9 19 ' .96 ,,318 197 103 137 56'96 86 103 143 63 46 .•'341 22 341 45 2 34'106 143 23 73167244•'32 172 44 56 122 305 43 2 438 120 227 123 26 106 53 6 341 9 209 493 338 ' '180 284 56 143.53 59 86 6 99 3 108 111 • 43 636 123 ••' 83 53 2 143 26 ;23 143 66 147 '26 83 '14 31 153 16 109 49 318:200 197 113 • '15 16 56 -1 254 16 76 187 76 19 160 12 . 4Э 83 2-1 150 113 3 23 22 36 213 53 197 153 202 • '10 "372 96 83 86 '2'120234257 • '209 195 244'Д36•'• 93 56 140 76• 96 [ "40 5 46 .. 93 160 197 ' ;'-5б . 284 167 117 8''90 '59 244 83 • "22 16 . 86 ',•147 •, 40 21 123 110 237 "'280 244 56 ••;g 13 26 ::Ы 12 93 130 22 233 10 173 737 •,36.79 36 73;39 86 140 475 330 121 22 422 86 147297"23 '230 160 274 106 23 515 58 225 167 43 5 274 79 53 39 16 9 16 106 90 170 43 5 26 160 90 139 519 33 39 39 241 22 93 46 12 345 160 49 59 80 53 294 153 512 197 26 15 261 254 120 9 96 251 9 12 76 69 63 247 234 279 190 73 230 271 284 690 46 109 25 196 ~63 244 136 371 12 ПО 30 89 23 76 86 143 259 118 390 64 19 157 143 140 186 77 43 2 177 291 46 133 93 9 53 56 170 351 83 150 2 217 22 76 60 25 393 25 103 1-1 61 123 347 3 230 26 120 69 224 166 16 86 331 53 63 66 234 571 353 113 И5 10 103 56 29 113 90 66 3 113 66 43 136 29 264 230 378 207 338 177 368 345 39 40 45 16 9 83 113 400 121 ПО 42 83 150 251 29 206 479 166 56 120 197 66 20 93 106 670 143 94 26 9 308 67 2 25 42 53 126 149 311 105 12 305 183 143 73 207 326 334 100 39 26 428 10 2 15 301 586 83 6 50 25 36 69 184 65 3 120 422 253 3 123 96 549 39 150 93 120 143 36 39 36 1S7 59 53 49 56 46 46 126 288 29 257 103 66 210 184 2 56 80 2 661 280 183 110 133 13 36 27 21 80 89 147 79 207 29 86 76 130 2 311 83 126 290 392 177 29 26 56 90 334 184 39 160 96 301 173 307 63 194 143 321 200 127 143 267 9 46 ИЗ 231 129 120 26 36 136 56 147 143 150 86 9 150 73 214 32 187 29 167 60 5 32 264 26 9 475 100 59 163 63 287 68 162 116 168 2 73 39 22 13 56 6 8 103 123 485 187 73 12 415 220 425 160 247 180 36 56 113 140 52 257 33 113 133 36 100 10-254 145
297 344 140 39 76 224 2 100 67 15 86 123 284 217 ПО 29 143 103 499 . 170 247 54 380 39 49 30 260 177 210 462 9 39 23 133 100 15 6 29 539 80 83 250 191 106 137 32 11 175 19 26 456 107 24 2 78 115 66 86 83 260 261 519 49 46 123 63 177 5 23 66 26 32 56 361 150 60 2 56 301 103 56 26 102 87 136 244 385 29 66 56 9 63 331 53 9 173 63 150 2 6 36 66 56 123 29 53 106 66 19 130 93 19 137 180 103 240 29 19 33 96 127 29 32 46 184 237 104 115 425 39 100 170 244 267 113 6 76 234 9 244 59 23 32 56 90 29 546 34 125 210 16 22 36 9 49 248 5 157 827 50 49 66 29 73 297 3 311 9 160 116 11 88 29 358 103 428 23 220 9 16 59 56 117 113 170 79 83 127 270 6 63 186 80 93 46 217 247 126 278 317 44 18 499 46 93 12 26 120 153 160 33 2 132 117 32 3 83 56 114 42 9 56 92 2 73 9 9 73 9 66 19 43 368 18 70 184 116 29 63 103 126 106 23 26 76 9 36 385 12 137 173 227 9 96 80 76 9 69 239 36 2 26 151 239 60 12 9 13 166 53 96 123 482 19 288 13 35 2 93 6 203 26 93 19 29 476 96 29 6 103 351 314 113 157 2 435 6 79 164 142 154 18 91 160 398 123 13 22 221 82 157 56 12 100 190 217 418 46 261 103 29 63 79 73 177 150 109 150 143 60 49 83 36 274 29 86 167 36 9 133 33 15 107 33 15
ЛИТЕРАТУРА 1. Абезгауз Г. Г . и др. Справочник по вероятностным расчетам, М, Воениздат МО СССР, 1970. 2.Агафонов С.С. и др.Проектирование высокочастотных каналов по линиям электропередачи, М., «Энергия», 1967. 3. Аксенов Б. Е., Воронин Е. А., Обобщенный экспоненциальный закон распределения и статистика ошибок в каналах связи, «Электросвязь», 1968, No 6. 4. Амосов А. А ., Колпаков В. В . О разложении двоичного канала связи на биномиальные компоненты, III конференция по теории передачи и кодирования информации, Ташкент, Изд-во «Фан» УзССР, 1967. 5. Андерсон и др. Результаты испытаний по параллельной передаче информации со средней скоростью, В сб. «Статистика ошибок при пере­ даче цифровой информации», М., «Мир», 1966. 6. Б а з и л е в и ч Е. В. и др. Передача данных, Информационный сборник, М., «Связь», 1969. 7. Белоус Б. П ., Ефремов В. Е . Средства связи в электрических сетях, М., «Энергия», 1968. 8. Б е р к м а н Н. А. и др. Прибор для подсчета ошибок при передаче дис­ кретной информации на высоких скоростях, «Электросвязь», 1964, No 9. 9. Берстон Дж. X. Применение ЭВМ фирмой «Ниппон» в Японии, В сб. «Новая техника в системе управления производством за рубежом», М., «Прогресс», 1972. 10. Блох Э. Л ., Попов О. В ., Турин В. Я . Модели источника ошибок в каналах передачи цифровой информации, М., «Связь», 1971. 11. Бородин Л. Ф. Введение в теорию помехоустойчивого кодирования, М., «Советское радио», 1968. 12. Бредберн Дж. Р. В каком направлении развивается производство ЭВМ в США? В сб. «Новая техника в системе управления производ­ ством за рубежом», М., «Прогресс», 1972. 13. Брусиловский К. А. Измерения искажений импульсов в системах передачи дискретной информации, М. — Л., «Наука», 1965. 14. Брусиловский К. А. Элементы теории, моделирования и измерения вторичных статистических характеристик проводных каналов передачи дискретных сообщений, Автореф. докт. дисс, ЛИИЖТ, 1969. 15. Брусиловский К. А., Амосов А. А., Фурман Б. 3. Устройство ввода данных в ЭЦВМ для статистического исследования каналов пере­ дачи дискретной информации, «Вопросы радиоэлектроники», сер. XI, вып. 2, 1966. 16. Булав ас В. Ю -, Карасин Г. С . Измерение телефонной нагрузки (трафика) на каналах дальней автоматической связи энергосистем, В сб. «Вопросы эксплуатации устройств связи и телемеханики в энерго­ системах», вып. 12, М., «Энергия», 1972. 17. Б у х в и и е р В. Е. Анализатор статистических характеристик радиоте­ леграфного какала связи, «Электросвязь», 1964, No 5. 147
18. Б у х в н н е р В. Е., Малыгин В. Б. Анализ временных искажений дис­ кретных сигналов в КВ-радноканалах, «Электросвязь», 1966, No 9. 19.Быховский Я- Л. Информация—по линиям электропередач, М., «Знание», 1971. 20. Быховский Я- Л . Основы теории высокочастотной связи по линиям электропередачи, М. — Л., ГЭИ, 1963. 21. Быховский Я. Л. и др. Характеристики каналов высокочастотном свя­ зи по линиям электропередачи, В сб. «Высокочастотная связь и пере­ дача информации в энергосистемах», At. —Л., «Энергия», 1964. 22. Быховский Я- Л ., Микуцкий Г. В ., Соколов В. Б . Расчет высо­ кочастотных каналов по линиям электропередачи, М.— Л ., ГЭИ, 1957. 23. В а л и е в Т. А. Использование метода повторения и посимвольного накоп­ ления для повышения помехоустойчивости при передаче данных по вы­ сокочастотным каналам ЛЭП. В сб. «Вопросы кибернетики», вып. 56, Ташкент, Труды ордена Трудового Красного Знамени Института кнбеэ- нетики с ВЦ АН УзССР, 1973. 24. В а л н е в Т. А . Использование резервов по нагрузке для передачи данных по высокочастотным каналам ЛЭП, В сб. «Вопросы кибернетики»,, ьып. 56, Ташкент, Труды ордена Трудового Красного Знамени Института кибернетики с ВЦ АН УзССР, 1973. 25. В а л и е в Т. А . Нагрузка высокочастотных каналов связи по ЛЭП, В сб. «Вопросы кибернетики», вып. 56 . Ташкент. Труды ордена Трудового Красного Знамени Института кибернетики с ВЦ АН УзССР, 1973. 26. В а л п е в Т. А . Передача данных по грозозащитным проводящим тросам ЛЭП, В сб. «Вопросы кибернетики», вып. 56, Ташкент, Труды ордена Трудового Красного Знамени Института кибернетики с ВЦ АН УзССР, 1973. 27. В а л и е в Т. А . Плотность ошибок и показатель группирования при пере­ даче данных по высокочастотным каналам ЛЭП, В сб. «Вопросы кибер­ нетики», вып. 55, Ташкент, Труды ордена Трудового Красного Знамени Института кибернетики с ВЦ АН УзССР, 1973. 28. В а л и е в Т. А . Помехоустойчивость систем передачи данных с дискрет­ ным накоплением, Ташкент, Изд-во «Фан» УзССР, 1969. 29. В а л н е в Т. А. Совместная оценка помехоустойчивости и надежности СПД, В сб. «Вопросы кибернетики», вып. 58, Ташкент, Труды ордена Трудового Красного Знамени Института кибернетики с ВЦ АН УзССР, 1973. 30. В а л и е в Т. А . Совпадение электроэнергетических, и информационных потоков, В сб. «Вопросы кибернетики», вып. 55, Ташкент, Труды ордена Трудового Красного Знамени Института кибернетики с ВЦ АН УзССР, 1973. 31. В а лиев Т. А . Эффективность применения систем с решающей обратной связью при передаче данных по высокочастотным каналам ЛЭП, В сб. «Вопросы кибернетики», вып. 56, Ташкент, Труды ордена Трудового Красного Знамени Института кибернетики с ВЦ АН УзССР, 1973. 32. В а лиев Т. А ., Аникеева М. А . Система регистрации и ввода в ЭВМ времени занятости телефонных каналов, В сб. «Вопросы кибернетики», вып. 55, Ташкент, Труды ордена Трудового Красного Знамени Инсти­ тута кибернетики с ВЦ АН УзССР, 1973. 33.Валиев Т.А., 3аргаров Ш.А. Нахождение функции и плотности распределения интервалов между ошибками с помощью ЭВМ, В сб. «Вопросы кибернетики», вып. 55, Ташкент, Труды ордена Трудового Красного Знамени Института кибернетики с ВЦ АН УзССР, 1973. 34.Валиев Т.А., 3аргаров Ш.А. Некоторые особенности потокоз ошибок в каналах по ЛЭП, обусловленные природой помех, В сб. «Воп­ росы кибернетики», вып. 51, Ташкент, Труды ордена Трудового Крас­ ного Знамени Института кибернетики с ВЦ АН УзССР, 1972. 148
35. Валиев Т.А., 3аргаров Ш.А.О возможности использования ЛЭП для передачи экономической информации, Всесоюзная научно-техниче­ ская конференция «Проблемы создания автоматизированной системы экономической информации в стране», Ташкент, УзИНТИ, 1969. 36. Валиев Т. А., 3аргаров Ш. А. Результаты экспериментального ис­ следования передачи цифровой информации по высокочастотным кана­ лам ЛЭП, Пятая конференция по теории передачи и кодирования информации, секщп 4, Москва—Горький, 1972. 37. Вал и ев Т. А . и др. О характере ошибок при передаче цифровой инфор­ мации по ЛЭП, Четвертая конференция по теории передачи и кодиро­ вания информации, секция 4, Москва—Ташкент, 1969. 38.ВалиевТ.А., И с м а и л о в А. X . Автоматизация исследований при анализе распределения ошибок в каналах передачи данных, В сб. «Воп­ росы кибернетики», вып. 45, Ташкент, Труды ордена Трудового Крас­ ного Знамени Института кибернетики с ВЦ АН УзССР, 1971. 39. Валиев Т. А ., И см аилов А. X. Подбор параметров математических моделей распределения ошибок с помощью ЭВМ, В сб. «Вопросы кибер­ нетики», вып. 50, Ташкент, Труды ордена Трудового Красного Знамени- Института кибернетики с ВЦ АН УзССР, 1972. 40.Валиев Т.А., Исмаилов А.X., Янышев Щ.Т.Анализ структуры ошибок с помощью ЭВМ при поблочной передаче информации, В сб. «Вопросы кибернетики», вып. 50, Ташкент, Труды ордена Трудового Красного Знамени Института кибернетики с ВЦ АН УзССР, 1972. 41.ВалиевТ.А., Камилов М.М. О выборе канала передачи цифровой информации при управлении технологическими процессами с помощью ЭВМ на расстоянии. В сб. «Автоматизация управления производствен­ ными процессами с применением ЭВМ, Ташкент, Изд-во «Фан» УзССР,. 1969. 42. Вентиель Е. С. Теория вероятностей, М., «Наука» 1969. 43. Веичковский Л. Б. Помехи в каналах телемеханики, М.—Л., ГЭИ, 1966. 44. Высокочастотная связь и передача информации в энергосистемах, Докла­ ды им XIЧ сессии Международной конференции по большим электриче­ ским системам, под ред. В. В. Сидельннкова. М. —Л., «Энергия», 1964. 45. Глотов И. Н., Мархасин А. Б. Первичная обработка и регистрация- потоков статистической цифровой информации. Научно-техническая конференция по разработке и внедрению АСУ на предприятиях с дис­ кретным характером производства, Новосибирск, 1969. 46. Гуров В. С, Емельянов Г.А., Етрухин Н. Н. Передача дискрет­ ной информации и телеграфия, М., «Связь», 1969. 47. Гуров В. С . и др. Основы передачи данных по проводным каналам свя­ зи, М., «Связь», 1964. 48.Гутер Р.С, ОвчинскийБ.В.Элементы численного анализа и ма­ тематической обработки результатов опыта, М., «Наука» 1970. 49. Денисов О. Е ., Азаров В. В . Аппаратура передачи данных по теле­ фонным каналам «Аккорд-1200», «Вопросы радиоэлектроники», сер. ТПС, вып. 6, 1971. 50. Денисов О. Е ., Азаров В. В . Эффективность передачи данных при использований аппаратуры «Аккорд-1200», «Вопросы радиоэлектроники»,, сер. ТПС, вып. 6, 1971. 51.Дивногорцев Г.П., Караченцева Н.Я., Яшин В.М. Передача данных в сетях вычислительных центров, Минск, «Наука» и техника», 1971. 52.Д митриев О. Ф. и др. Комплекс аппаратуры для статистического исследования качества передачи данных по телефонным каналам с- использованием ЭЦВМ «Минск-14». Сборник научных трудов ЦНКИС, вып. 2, М., 1966. 53. Д у в а к и н А. П . Об одной модели потока ошибок в каналах передачи цифровой информации, IV конференция по теории передачи и кодирова­ ния информации, секция III, Москва—Ташкент, 1969. 149-
54. Ж у р а в л е в Э. Н . Радиопомехи от коронирующих линий электропере­ дачи, М., «Энергия», 1971. 55. Заргаров Ш. А., Валиев Т. А., Море в В. Л . Статистика ошибок при передаче дискретной информации по высокочастотным каналам, ЛЭП, В сб. «Вопросы кибернетики», вып. 50, Ташкент, Труды ордена Трудового Красного Знамени Института кибернетики с ВЦ АН УзССР, 1972. 56. 3 е л и г е р А. Н. Вторичные статистические характеристики каналов пере­ дачи данных, Л., ЛЭИС, 1966. 57. Зелигер А. Н. Закон распределения смещений границ кодовых импуль­ сов, «Электросвязь», 1963, No 3. 58.Израилев Р. А. Многоканальное преобразовательное устройство МПУ-12, Труды ВНИИЭ, т. XXXII, М, «Энергия», 1968. 59. Информационное сообщение No 3, М., ЦНИИС, 1970. 60. Исмаилов А. X . Применение ЭВМ для прямой регистрации ошибок в реальных каналах связи, В сб. «Вопросы кибернетики», вып. 48, Ташкент, Труды ордена Трудового Красного Знамени Института кибернетики с ВЦ АН УзССР, 1972. •61. Использование силовых сетей для передачи информации. Материалы научно-технического совещания (отв. ред. Б. П. Белоус), Изд-во АН СССР, 1961. 62. Калачев В. М., Якубович М. М . Программирование для ЭЦВМ «Минск-22», М., «Советское радио», 1971. 63. Каллер М. Я-, Кузьмин В. И., Зорько А. П. О пригодности теле­ фонных каналов большой протяженности для передачи данных, Сб-к трудов ЛИИЖТ, вып. 316, 1971. 64. Каналы связи энергетических систем и помехи телефонированию, Докла­ ды Международной конференции, Сборник под ред. Я - Л . Быховского, ГЭИ, 1959. 65. К а р а с е в А. И. Теория вероятностен и математическая статистика, М., «Статистика», 1970. 66. К а ф и е в а К. Я - Помехи от короны на проводах линий электропередачи, М., ГЭИ, 1963. 67. К в а ш и н Е. В . и др. Многоканальная система экстремального кодиро­ вания и ввода сейсмической информации в ЭВМ, В сб. «Вопросы кибер­ нетики», вып. 41, Ташкент, Труды ордена Трудового Красного Знамени Института кибернетики с ВЦ АН УзССР, 1970. 68.КиктевА.А., Кругляк В.Н., Очагов С. Ф . Метод первичной обработки статистических данных об ошибках в каналах связи на ЭЦВМ, Сборник научных трудов ЦНИИС, вып. 2, М., 1967. 69.Копиичев Л. Н. Принциды построения аппаратуры для передачи дискретной информации, М., «Связь», 1972. 70. Коржик В. И., Янышев Ш. Т. Сравнительная оценка дискретного и аналогового декодирования при моделировании каналов с памятью, V конференция по теории кодирования и передачи информации, сек­ ция 4, Москва—Горький, 1972. '71. Котельников В. А . Теория потенциальной помехоустойчивости, М.—Л., ГЭИ, 1956. "72. Котов П. А . Повышение достоверности передачи цифровой информации, М., «Связь», 1966. 73. Котов П. А. Способ статистического анализа бинарных каналов связи, Авторское свидетельство No 141180. Бюллетень изобретений, No 18, 1961. "74. Малышев А. И ., Ш к а р и н Ю. П . Специальные измерения высокоча­ стотных трактов, аппаратуры и каналов связи по линиям электропере­ дачи, М., «Энергия», 1970. 75. Мартынов Ю. М . Обработка информации в системах передачи данных, М., «Связь», 1969. 350
76. Машина вычислительная цифровая универсальная «Минск-2 (22)», Ин­ струкция по эксплуатации, ч. II, 1964. 77. М и к у ц к и й Г. В. Устройства обработки и присоединения высокочастот­ ных каналов, М.— Л ., «Энергия», 1966. 78. Микуцкий Г. В ., Скитальцев В. С. Высокочастотная связь по линиям электропередачи, М., «Энергия», 1969. 79. Микуцкий Г. В ., Скитальцев В. С. Исследование электрических помех в высокочастотных каналах при нормальных режимах линий элек­ тропередачи, Труды ВНИИЭ, вып. 32, М., «Энергия», 1968. 80. Микуцкий Г. В ., Скитальцев В. С, Шалыт Г. М . Эксперимен­ тальные исследования электрических помех в высокочастотных каналах по линиям электропередачи при коротких замыканиях, Труды ВНИИЭ, вып. 32, М., «Энергия», 1968. 81.Митропольский А. К- Элементы математической статистики, Л., Ленинградская ордена Ленина лесотехническая академия им. С . М . Ки­ рова, 1969. 82. М о р е в В. Л. Передача данных по городским телефонным сетям, Труды Ленинградского филиала ЦНИИС, 1966, No 18. 83. М о р е в В. Л. Передача данных по телефонным каналам в информа­ ционно-вычислительных системах, М., «Связь», 1971. 84. Мор ев В. Л . Стохастическая модель процесса передачи данных по кана­ лу связи с пачками ошибок, Сборник трудов НИИТС, 1964, No 13. 85. М о р е в В. Л. и др. Результаты экспериментального исследования потока ошибок, возникающих при передаче дискретной информации по город­ ским телефонным трактам последовательным кодом, Труды Ленинград­ ского филиала ЦНИИС, 1966, No 18. 86. М о р е в В. Л ., Юнаков П. А . Анализатор пакетов ошибок с памятью аналогового типа, Труды Ленинградского филиала ЦНИИС, 1966, No 17. 87. Н а к а м у р а X. Передача данных по высокочастотным каналам с исполь­ зованием высоковольтных линий электропередач, «Ом Дэнки дзасси», т. 50, 1963, No 4. 88. Наладка высокочастотных каналов связи и телемеханики по прово­ дам линий электропередачи, М., ГЭИ, 1958. 89. Н а х и м о в и ч И. И . Прибор для статистического анализа ошибок, воз­ никающих при передаче цифровой информации, Труды Ленинградского филиала ЦНИИС, 1966, No 17. 90. Основные положения общегосударственной системы передачи данных по коммутируемым телефонным и телеграфным каналам ЕАСС, ЦНИИС, 1967. 91. Панкратов В. П . О нормировании фазовых искажений каналов, пред­ назначенных для передачи дискретных сигналов, «Электросвязь», 1965, No4. 92. Передача цифровой информации, Сб-к переводов под ред. С. И. Самой- ленко, М., ИЛ, 1963. 93. Петрович В. И. Вероятностная модель ошибок при передаче данных, Тезисы докладов конференции, ч. 1, Минск, 1966. 94. Пи тер со и У. Коды, исправляющие ошибки, М., «Мир», 1964. 95. Подрезов В. М . Работы ОРГРЭС по высокочастотной связи энерго­ систем, Труды ВНИИЭ, вып. XII, М. — Л., ГЭИ, 1961. 96. Полехин С. И . Теория связи по проводам, М., «Связь», 1969. 97. Попов О. В ., 1 у р и н В. Я. О характере ошибок при передаче двоичных символов по стандартным телефонным каналам. Вторая всесоюзная конференция по теории кодирования и ее приложениям, секция 3, часть II, М., «Наука», 1965. 98. Пуртов Л. П., За мри й А. С, Захаров А. И. Основные законо­ мерности распределения ошибок в дискретных каналах связи, «Электро­ связь», 1967, No 2. 99.Пуртов Л.П., ЗамрийА.С, ШапоааловИ.Ф. Характер рас­ пределения ошибок в телефонных каналах при передаче дискретных сигналов, «Электросвязь», 1965, No 6. 151
100. Пургов Л. П . и др. Элементы теории передачи дискретной информации. М, «Связь», 1972. 101. Ренуар К. Н . Связь с ЭВМ, В сб. «Новая техника в системе управле­ ния производством за рубежом», М., «Прогресс», 1972. 102. Ригой Дж. А., Дейвис У. А . Что такое «модем»? В сб. «Новая тех­ ника в системе управления производством за рубежом», М., «Прогресс», 1972. 103. Савинков В. М . Программирование для ЭЦВМ «Минск-22», М., «Ста­ тистика», 1969. 104. Само ii л е н к о С. И. Помехоустойчивое кодирование, М., «Наука», 1966. 105. С а р a ii к и н В. В . Помехи в распределительных электрических сетях для каналов телефонной связи и телемеханики, Киев, «Техника», 1969. 106. Сборник служебных программ. Библиотека программ для ЭВМ «Минск-22», выпуск У-18, М., Гипротис, 1968. 107. Семенюта Н. Ф. Влияние амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик телефонных каналоз на передачу цифровой информации, Сб-к трудов ЛИИЖТ, вып. 224, 1964. !08. Сергиевский Б. Р . Определение фазных отклонений в системах пере­ дачи дискретной информации, Автореф., докт. днсс, ЛИИЖТ, 1962. 109. Сидельииков В. В. Состояние и перспективы развития высокоча­ стотной связи по силовым сетям в СССР, В сб. «Использование силовых сетей для высокочастотной связи», М. — Л., ГЭИ, 1961. ПО. С н фо ров В. И. (ред.). Теория передччи сообщений, М., ИЛ, 1957. 111. С к и т а л ь ц е в В. С . Исследование коммутационных помех в высоко­ частотных каналах по ЛЭП. Труды ВНИИЭ, т. XVI, М., ГЭИ, 1963. 112. Современное развитие техники высо1'Очастотнон связи по ЛЭП. Энерге­ тика за рубежом, БТИ ОРГРЭС, 1959. 113. Статистика ошибок при передаче цифровой информации, Сборник перево­ дов под ред. С. И. Самонленко, М., «Мир», 1966. 114. Т а у н с е н д. Некоторые статистические характеристики системы пере­ дачи цифровой информации, В сб. «Статистика ошибок при передаче цифровой информации», М., «Мир», 1966. П5. Та у нее нд, Уотте. Эффективность обнаружения ошибок при передаче цифровой информации по коммутируемой телефонной сети, В сб. «Ста­ тистика ошибок при передаче цифровой информации, М., «Мир», 1966. 116. Т я хт и А. Б . Метод статистического исследования характеристик теле­ графных каналов связи при помощи цифровых вычислительных машин, «Электросвязь», 1965, No 4. 117. Ф и н к Л. М. Теория передачи дискретных сообщений, М., «Советское радио», 1970. 118. Харкевич А. А . Очерки общей теории связи, М., Гостехнздат, 1955. 119. Харкевич А. А. Борьба с помехами, изд. 2-е, исправленное, М., «Нау­ ка», 1965. 120. Чернышев В. Е. Устройство регистрации ошибок в каналах передачи дискретной информации. Системы управления и контроля, АН СССР, ИЭМ, Л., «Наука», 1968. 121. Шварцман В. О . и др. Каналы передачи данных, М., «Связь», 1970. 122. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике, М., ИЛ, 1963. 123. Шигин Г. А. Характеристика рекомендаций МККТТ по передаче дан­ ных, «Электросвязь». 1966, No 12. 124. Щиголев Б. М . Математическая обработка наблюдений, М., «Наука», 1969. 125.Abе11iР.А., Сaver1уD.W., DavisD.D., Whep1eуE.A. Data gatering and transmission system for Project E. H. V. Communication and Electronics, July, 1961, v. 55 . 126. Grimraond R. An analysis of real and simulated statistics For system design purposes. «The Computer JornaU, July, 1962. No. 2, v. 5 . 152
I2i. HоfmanE.1. Measured Error Distribution on the Bel! A-l Facility over Various Media, Proc. of the National Electronics Conf., 1960, v. XVI, No. 1. 128. Kay Alexander Cecil. Improvements in or relating to data proces­ sing equipment (Standart Telephones and Cables Ltd). ,129. Podszek H. K - Entwicklungswege und Grenzgebiete der Nachrichte- nubertragung uber Hochspannungsleitungen, «Siemens Zeitschrift», 1966, v.40,Nr9. v 130. Sakic В., Bitran M. Experimented Untersuchung der Bitfehlervertei- lung bei TFH-verbindungen, «Bro\vn Boveri Mitteilungen*, 1970, No 6, 7. 131. Smith R. L., В о wen 1., Joyce L. G. Telephone circuit evaluation for data transmission, «The Journal of the British I. R. E.», v. 24, 1962, No. 4.
ОГЛАВЛЕНИЕ Введение 3 Глава I. Проблема использования ЛЭП для передачи данных. . 8 § 1. Электроэнергетика и связь 8 § 2. Автоматизация управления энергосистемами. ... 10 § 3. Совпадение электроэнергетических и информационных потоков. 11 § 4. Экономические факторы 14 § 5. Общие принципы построения и некоторые особенности высо­ кочастотных каналов по ЛЭП 16 § 6. Исследование передачи данных по высокочастотным каналам ЛЭП 19 § 7. Автоматизация исследований каналов передачи данных. . 22 Глава II. Экспериментальные измерения высокочастотных каналов по ЛЭП 25 § 1. Объекты измерений и измеряемые параметры. ... 25 § 2. Характеристики каналов 28 § 3. Характер помех в высокочастотных каналах по ЛЭП. . . 32 § 4. Искажения сигналов и интегральные оценки каналов. . . 35 Глава III. Измерения статистики ошибок при передаче данных по высокочастотным каналам ЛЭП. ....... 39 § 1. Краткий обзор существующих методов измерений статистики ошибок ... 39 § 2. Выбор методики и средств исследования статистики ошибок. 44 § 3. Организация и объем измерений. . . .... 49 § 4. Обработка результатов измерений на ЭВМ (алгоритмы). . 53 Глава IV. Анализ статистики ошибок 64 § 1. Общая статистическая картина ошибок 64 § 2. Анализ статистической структуры ошибок. ... . 66 § 3. Плотность ошибок и показатель группирования. ... 74 § 4. Выбор математической модели потока ошибок. ... 78 § 5. Влияние различных факторов на статистику ошибок. . . 88 § 6. Передача данных по грозозащитным тросам ЛЭП. . 94 Глава V. Эффективность применения некоторых методов повышения помехоустойчивости 101 § 1. Применение корректирующих кодов. ..... 101 § 2. Эффективность применения систем с решающей обратной связью 106 § 3. Использование метода повторения и посимвольного накоп­ ления 113 Глава VI. Нагрузка и надежность высокочастотных каналов по ЛЭП. 117 § 1. Измерения нагрузки каналов 117 § 2. Анализ нагрузки 120 § 3. Использование резервов по нагрузке для передачи данных. 124 § 4. Надежность систем передачи данных по высокочастотным каналам ЛЭП 127 Заключение 130 Приложение 131 Литература 147
Валиев Т. А . и Заргаров Ш. А. Передача данных по ЛЭП. (Отв. ред. М." Н. Арнпов). Т., «Фан», 1973. 154 с. с рис. и табл. (АН УзССР. Ин-т кибернетики с ВЦ АН УзССР). Список лит.: с 147—153 . 1. Соавт. 6Ф0.1+6П2.13 ТИМУР АРСЛАНОВИЧ ВАЛИЕВ, ШУХРАТ АБДУЛЛАЕВИЧ ЗАРГАРОВ Передача данных по ЛЭП Утверждено к печати Ученым советом ордена Трудового Красного Знамени Института кибернетики с ВЦ. Отделением механики и процессов управления АН УзССР. Редактор Н. М . ВАИСБРИТ Художник С. Егоров Технический редактор 3. Горькоаая Корректор Н. А. Шалаева Р05474. Сдано в набор 14/XI—73 г. Подписано к печати 19/XH-73 г. Формат бОХЭО'/щ. Бум. тип. J* 1. Бум. л. 4,87. Печ. л. 97,5 Уч. изд. л. 11,7. Изд. No 295. Тираж 1000. Цена1р.41к. Заказ No254. Типография Издательства „Фан* УзССР, проспект М. Горького 21. Адрес Издательства: ул. Гоголя. 70 .
В 1974 г. В ИЗДАТЕЛЬСТВЕ „ФАН" УзССР ВЫЙДЕТ В СВЕТ: К.Дустмухамедов. Теориямассовогооб­ служивания и планирования работы автотранспор­ та, 6 л., ориентировочная цена — 60 к. В книге рассматриваются вопросы оптимально­ го планирования работы грузового автомобильного транспорта с учетом стохастического характера транспортных процессов на основе применения теории массового обслуживания. Приводятся ал­ горитмы решения некоторых задач оперативного планирования работы грузового автотранспорта, программа для ЭВМ. Издание рассчитано на научных и практических работников, занимающихся оптимальным плани­ рованием работы грузового автотранспорта и по- грузочно-разгрузочных механизмов. Заявки следует направлять по адресу: Ташкент 700129, ул. Навои, 30, Узбекское объединение книжной торговли.