ПРОБНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ ПОМЕХ В КАНАЛАХ ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Анна Владимировна Волынская. - презентация

1 ПРОБНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ ПОМЕХ В КАНАЛАХ ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Анна Владимировна Волынская

2 ПЛАН ДОКЛАДА I.Теоретические предпосылки проводимых исследований (слайды 3, 4) II.Результаты математического моделирования алгоритма адаптации сигнала к помехам (слайды 5, 6) III.Подготовка эксперимента (слайды 7, 8) IV.Результаты эксперимента (слайды 9-14) V.Выводы (слайд 15) 2

3 I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПРОВОДИМЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Зависимость вероятности ошибки от отношения уровня полезного сигнала к уровню помехи для известных видов модуляции при гауссовых белых помехах - вероятность ошибки при приеме одиночного элементарного символа - отношение мощности сигнала к мощности помехи 3

4 P(f) – полная мощность передатчика, распределенная по спектру в диапазоне частот 0 – F; N(f) – неравномерный спектр мощности помехи в этом же диапазоне I.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПРОВОДИМЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ (Клод Шеннон. Теория информации и её приложения. – М.: Издательство физико- математической литературы, – С. 106) Возможность повышения пропускной способности за счет адаптации сигнала к спектру помех Пропускная способность канала при «белой» помехе: где ΔF – полоса пропускания канала; N 0 – равномерный спектр мощности помехи 4 NmNm

5 Максимальный выигрыш в отношении сигнал/помеха для основных законов распределения энергетического спектра помех: Bmax = Экспоненциальное распределениеНормальное распределение Bmax = Распределение Релея Bmax = Распределение Стьюдента Bmax = Равномерное распределение Bmax = II. РЕЗУЛЬТАТЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ АЛГОРИТМА АДАПТАЦИИ СИГНАЛА К ПОМЕХАМ 5

6 РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ АЛГОРИТМА АДАПТАЦИИ СИГНАЛА К ПОМЕХАМ (четная горловина ст. Свердловск-пасс.) Энергетический спектр помех (Анализатор спектра НР-4312, ) Сигнал-переносчик Импульсная характеристика фильтра- демодулятора Спектры помех и несущего колебания 6

7 III. ПОДГОТОВКА ЭКСПЕРИМЕНТА 7 Схема измерений помех Условные обозначения: УВВ – устройство ввода-вывода ТД Wi-Fi – точка доступа Wi-Fi Индукционный датчик

8 III. ПОДГОТОВКА ЭКСПЕРИМЕНТА Аппаратура для измерений помех 8

9 9 n – нормированное время IV. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА t, c f, Гц Помеха Спектр Закон распределения

10 10 IV. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА t, c f, Гц Помеха Спектр Закон распределения

11 11 IV. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА t, c f, Гц Помеха Спектр Закон распределения

12 12 IV. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА t, c f, Гц Помеха Спектр Закон распределения

13 13 IV. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА t, c f, Гц Помеха Спектр Закон распределения

14 14 IV. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА t, c f, Гц Помеха Спектр Закон распределения

15 V. ВЫВОДЫ 1. Опробованная методика позволяет производить запись помех в разных интервалах времени, а также получать их спектральные и статистические характеристики. 2. Эксперимент проводился в низкочастотном диапазоне (20 Гц – 10 кГц). Для анализа помеховой обстановки на ж.д. транспорте требуется типовое аналого- цифровое устройство ввода-вывода, обеспечивающее регистрацию входных сигналов в спектре 0-20 МГц с точностью примерно 1%. 3. Оптимальным решением, позволяющим анализировать полученные данные, является программный продукт PowerGraph. Однако, для импорта результатов в другие программные продукты (например, MatLab) с целью их дальнейшей обработки необходимо лицензионное программное обеспечение PowerGraph. Создаваемая в результате экспериментов база данных помех позволит определить оптимальные сигналы телеуправления, спектр которых будет адаптирован к реальному энергетическому спектру помех. Это даст возможность существенно повысить помехоустойчивость, а, следовательно, и надежность физических каналов передачи ответственной телемеханической информации. 15