НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o269.pdf (1454.40Кб)

УДК 004.632.4

Россия,  МГТУ им. Н.Э. Баумана

В статье представлены результаты исследований, направленных на повышение надежности передачи телеметрической информации (ТМИ) по каналу связи с шумами от объекта телеизмерений к системе сбора и обработки данных. Рассматривается случай, когда качество принимаемой  информации меняется во времени, вследствие перемещения объекта относительно приемной станции или других факторов, вызывающих изменение характеристик шума в канале, вплоть до полной потери связи на некоторых временных участках. Для повышения надежности передачи и обеспечения постоянной связи с объектом телеизмерений, предлагается использовать многоканальную систему регистрации ТМИ, состоящую из нескольких телеметрических станций, которые одновременно регистрируют поток данных, передаваемый от объекта телеизмерений. Система формирует для потребителя на выходе единый поток ТМИ, составленный из наиболее достоверных фрагментов информации, принимаемой на все входы системы.    
В статье исследуется задача построения многоканальной схемы регистрации телеметрической информации (ТМИ), обеспечивающей одновременный прием данных телеизмерений несколькими телеметрическими станциями и формирование единого потока ТМИ содержащего наиболее достоверные фрагменты принятых данных на основе анализа качества принимаемой информации.
В многоканальной системе регистрации ТМИ три основных факторов, влияющих на качестве выходного единого потока информации: 1) качество используемого метода, зачищающего от ошибок, при передаче по канале связи с шумами; 2) качество процесса синхронизации  телеметрических кадров в принятого потока информации; 3) качество применённых критериев для формирования единого выходного потока из нескольких входных потоков, поступающих от разных телеметрических станций в рассмотренной многоканальной системе регистрации ТМИ.
В статье, в практической реализации многоканальной системе регистрации ТМИ, представлен дополнительный эффект, получаемый от применения метода помехоустойчивого кодирования ТМИ, исправляющего пропуски и инверсии битов [1], а также эффект применения представленных критериев для выбора параметров кадрового синхронизатора ТМИ в [2]. В настоящей статье представлены эффективные критерии используемые для формирования и оценки качества единого выходного потока в разных вариантах реализации многоканальной системе регистрации ТМИ.   
В статье рассмотрены два варианта построения многоканальной системы регистрации. Первый вариант не использует при передаче дополнительные методы помехоустойчивого кодирования. Второй вариант построения многоканальной системы, основан на использовании разработанной комбинации сверточных кодов и кода с малой плотностью проверок на чётность (LDPC) (метод помехоустойчивого кодирования, представленный в [1]).
В статье представлены критерии выбора наиболее достоверных фрагментов из входных потоков ТМИ и проведен сравнительный анализ эффективности предложенных вариантов реализации. В работе представлена сравнительная оценка эффективности предложенных методов построения многоканальной системы регистрации ТМИ, выполненная по следующим критериям: 1) вероятность появления ошибочных битов в кадре ТМИ; 2) процент полностью восстановленных кадров; 3) коэффициент усиления, определяемый как отношение вероятностей появления ошибочных битов в кадре ТМИ для сравниваемых систем.

1. Эльшафеи М.А. Метод помехоустойчивого кодирования телеметрической информации , исправляющий пропуски и инверсии битов // Наука и Образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электронный журнал. 2014. № 10. С . 328-346. DOI: 10.7463/1014.0727907
2. Wilson M.J. Combining and Filtering Telemetry Data. ARL-TR-3143. Army Research Laboratory, Aberdeen Proving Ground, MD, 2004.
3. Сидякин И.М., Эльшафеи М.А. Исследование кадровой синхронизации цифровой телеметрической информации // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2015. №. 2. C . 116 - 131.
4. Эльшафеи М.А., Сидякин И.М. Имитация передачи данных телеизмерений в канале с шумами // Инженерный вестник. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2014. № 1. С. 38-51. Режим доступа: http://engbul.bmstu.ru/doc/697480.html (дата обращения 01.03.2015).
5. IRIG Standard 106-13. Part 1: Telemetry Standards. New Mexico: Secretariat Range Commanders Council US Army White Sand Missile Range. 2013. Режим доступ а :http://www.irig106.org/docs/106-13/ (дата обращения 01.03.2015).
6. Arun's LDPC toolkit for MATLAB. Режим доступа :http :// arun -10. tripod . com / ldpc / ldpc . htm(дата обращения 15.1.2015).
7. Software for Low Density Parity Check (LDPC) codes. Режим доступа:http :// www . cs . utoronto . ca /~ radford / ldpc . software . html(дата обращения 15.1.2015).