编码方式（共7篇）
编码方式 篇1
摘要：DT:DriveTest:作用是通过实地测量的方法获取在现有基站条件下的无线覆盖和网络运行情况。主要测试用户吞吐量、FER、SCH速率分布、手机发射功率等。CQT:CallQualityTest--呼叫质量拨打测试, 也指在固定的地点测试无线数据网络性能, CQT包括呼叫建立测试、休眠重激活测试、传输时延测试等。
关键词：初始编码,DT,CQT
1 研究背景
在TBF建立时, 由于BSC都没有收到任何测量报告, MS/BTS将使用“EGPRS初始MCS编码方式”来发送, 而后在MS开始测量无线接口并且开始向网络侧报告ACK/NACK消息后, BSC将得到BEP等测量数据值, 然后才开始根据测量值用LA算法来自动调整MS/BTS编码。当初始MCS设的过高, 会造成初始传输阶段较高的误块率, 特别是在C/I较差的区域;当初始MCS设的过低, 会造成小数据业务传输时延明显增加, 传输速率得不到很好的保证。
2 研究方法
为了更好地从现网中分析EGPRS初始编码方式对不同区域网络性能的影响, 选取若干小区和测试区域路线进行试验和数据分析。通过现场CQT测试, DT测试以及OMC统计数据多方面相结合的方式来分析和总结在不同EGPRS初始编码方式下对EGPRS网络性能的影响。
3 研究结果
3.1 CQT测试
CQT测试分为两部分:小数据量测试和大数据量测试, 小数据量测试以Ping (500byte) 、WAP首页显示、WAP页面刷新测试为主。下图是NSN小区测试的结果:
大数据量测试以FTP下载为主。下图是NSN小区大数据量测试结果:
从现场CQT结果来看, EGPRS初始编码方式参数设置对小数据业务会产生明显的影响, 例如在使用大的初始编码方式 (9/8) 后Ping时延, 首页显示时延、WAP页面刷新时延明显减小。同时发现使用小的EGPRS初始编码方式参数 (6/5) 时FTP大文件下载的速率略好。
3.2 DT测试
通过在测试区域内的FTP下载测试, 考察不同EGPRS初始编码下的速率差异。
3.3 KPI数据分析
在不同的小区设置不同的初始编码方式, 考察“高编码比例”和“每时隙RLC吞吐率”指标, 根据该指标判断适合的初始编码方式。
当使用高的初始编码时, 高编码比例和RLC每时隙吞吐率均高。
其他性能指标:EGPRS下行误码率、EGPRS下行RLC流量和数据话务量、下行TBF阻塞率和PCU拥塞率, 在使用各种初始编码方式时没有明显的差异。可见初始编码的修改对这些指标没有明显的影响。
当初始编码设置为MCSx时, MCSx的编码使用率都将有明显的提升。且修改前使用率较低的提升幅度就比较大, 例如MCS8;修改前使用率就比较高的提升幅度就比较小, 例如MCS9。
4 结论
从NSN区域的测试结果上看, 由于初始编码较小时, 上行BLER较小, 使得大数据量FTP下载的速率略高。但对于小数据量传输来说, 由于初始编码较高时, 初始RLC/MAC块所携带的数据量较多, 使得小数据量传输时延较短。另外由于现网当中的数据业务以CMWAP小数据量的应用为主, 当初始编码高时, 高编码比例 (MCS7~MCS9) 较大。综合以上因素, 网络的RLC层每时隙吞吐率在高编码时表现较好。
当使用较大的初始编码 (MCA=7、8、9) 有以下优点:
1) 小数据量传输时延较小 (Ping时延) ;
2) 较好的网络KPI (高编码MCS7~MCS9比例高、RLC层每时隙吞吐率高) 。
当使用较小的初始编码 (MCA=6) 有以下优点:
1) 大数据量FTP下载速率稍好 (应用层吞吐率) ;
2) DT FTP速率较好。
综合以上情况, 建议小区的初始编码一般以MCS9为主, 对于DT路测经过小区, 考虑将设置初始编码为MCS6, 以提高DT FTP的效果。
参考文献
[1]Szabadszallasi Pal. (E) GPRS Explain.NokiaNetworks Oy, 2005.
[2]Lim Boon Khai.GPRS OPTIMIZATION GUIDELINES.Nokia Networks, 2005.
[3]3GPP TR 45.912.Feasibility study for evolvedGSM/EDGE Radio Access Network (GERAN) (Release 7) .
[4]ETSI GSM TS 05.08.Radio Subsystem Link Control.version 8.5.0 Release 1999.
编码方式 篇2
中国招生考试论坛
我对了一下04和05的编码，发现改动的内容主要有三个方面，第一也是最多的变动是增加了子目，有的是增加了三级子目，有的是在原有子目的.基础上进行了扩展，增加了下级子目，即二级子目增加到三级，三级子目增加到四级;第二是有两处的注释有改动;第三是删减了两个三级子目;
我在论坛上看到有些网友没有买05编码书，所以将变动之处按顺序列明出来，希望对大家有帮助，因时间关系，我会分几次将改动之处贴出。
P5 1、增加子目0302、6950 - - - - 河鱼
2、0303.3100 - - 庸鲽鱼 扩展
0303.3110 - - - 格陵兰庸陵鱼
0303.3190 - - - 其他
P11 0511.9100增加子目:
- 鱼的:
0511.9111 - - - - 受精鱼卵
0511.9119 - - - - 其他
0511.9190 - - - 其他
P14 1、0711.5112由白蘑菇改为小白蘑菇(洋蘑菇)
2、增加子目0712.3950 - - - 牛肝菌
0712.9060 - - - 甜椒
P24 1212.2040 - - - 紫菜 扩展
1212.2041 - - - - 干的
1212.2042 - - - - 鲜的
1212.2049 - - - - 其他
P30 1、1602.3290 - - -其他 扩展
1602.3291 - - - - 鸡胸肉
1602.3292 - - - - 鸡腿肉
1602.3299 - - - - 其他
2、1602.3990 - - - 其他 扩展
1602.3991 - - - - 鸭的
1602.3999 - - - - 其他
P31 1、1604. - - - 罐头 扩展
1604. - - - - 鱼翅
1604. - - - - 其他
2、1604.2090 - - - 其他 扩展
1604.2091 - - - - 鱼翅
1604.2099 - - - - 其他
P36 1、.3100 - - 白利糖值不超过20的 扩展
2009.3110 - - - 柠檬汁
2009.3190 - - - 其他
2、2009.3900 - - - 其他 扩展
2009.3910 - - - - 柠檬汁
2009.3990 - - - - 其他
P37 2106.9090 - - - 其他 扩展
2106.9091 - - - - 紫菜烤制品
预编码的反馈方式的仿真 篇3
预编码技术是指接收端在已知信道状态信息的情况下, 通过在发送端对信号做一个预先的处理, 以方便接收端进行信号检测。在发射端利用信道状态信息对发射信号做预处理来减小系统误码率、提系统吞吐量的方法。利用信道信息不仅可以对发射功率进行注水, 使信道达到最大传输容量, 还可以对利用信道信息进行对信源预编码。
预编码技术用于下行多用户MIMO信道, 即多天线广播信道, 多天线广播信道系统由一个基站和K个接收端组成。由于多天线广播信道中多个接收终端之间无法实现信息共享, 使得终端之间无法协同进行信号检测。为了实现多用户在同一时域和频域上进行通信, 必须在基站发送端通过预编码进行信号处理, 抑制空间上的多用户干扰, 使得每个用户可以区分自己的信号, 实现多用户通信。
反馈的方式有标量量化反馈、矢量量化反馈、基于码本的反馈, 等等。对于不同的反馈算法, 对预编码的性能会产生不同的影响, 本文主要讨论基于码本的反馈研究及仿真。
2 基于码本的预编码反馈方式
基于码本的反馈是指先定义一个发送端和接收端都知道的预编码矩阵集—— 即为码本, 在移动终端从码本里选出最适合的矩阵之后, 仅需将该矩阵在码本里的序号索引 (PMI) 反馈回发送端。
如图1所示, 在基于码本的预编码方式中Nt, 接收端不需要把信道矩阵H反馈给发射端, 而是在接收端根据信道估计得到的信道矩阵H按照一定的规则从包含多个预编码矩阵的预编码码本中选择出预编码矩阵, 并通过反馈信道把此预编码矩阵的码本号反馈给发射端, 由于发射端知道码本号对应的预编码矩阵, 这样既能保证系统的性能, 又能节约反馈带宽。
码本反馈的基本思想是将L=2B个代表不同波束方向码字分别放置在收发两端, 接收端根据获得的信道信息在L个码字中选择最佳码字, 并将代表这个码字在码本中位置的信息以B个比特的二进制形式反馈回发射端, 发射端从预存的码本中取出这个位置上的码字进行预编码。有限反馈预编码思想其实是将空间分割成B个子空间, 根据选码准则选出码字, 接收端通过反馈的这个码字信息来告知发射端当前信道处于哪个区域, 来完成预编码。基于码本的反馈涉及到两个方面的问题:一是如何设计码本;二是按照什么样的准则从码本中选择预编码矩阵。相对基站知道完美的信道状态信息相比, 反馈的有限性或多或少会使系统的总体性能变差, 比如说误码率、容量等, 所以码本设计的好坏影响着有限反馈系统的性能。本节将简要介绍两种经典的码本:离散傅里叶变换码本和格拉斯曼码本。
2.1 离散傅里叶变换码本
离散傅里叶变换码本, 简称DFT码本, 将信号的时域采样变换变换为其离散时间傅里叶变换的频域采样。其变换两端的序列是有限长的, 而实际上这两组序列都应该被认为是离散周期信号的主值序列。有限长的离散信号做离散傅里叶变换也应当将其看做其周期延拓。
构成DFT码本的码字均为酉矩阵:表示码本W里第i个酉矩阵, 它满足
在发送天线数目为Nt的M I MO系统中, 生成尺寸为L离散傅里叶变换码本的方法为生成LNt×LNt的离散傅里叶变换方阵, 方阵中的元素为
式中, P (m , n) 是矩阵P的第m行第n列的元素。离散傅里叶变换码本为Nt×Nt的矩阵。截取此离散傅里叶变换方阵的前Nt行, 这个Nt行矩阵可以写成
式中, C为Nt×LNt矩阵。最后在C中取Nt个列向量组成离散傅里叶变换码本, 其中第i个酉矩阵为
从码本中选择预编码矩阵的准则大体可以分为两类方式:一种是基于性能指标的选择;另一种是基于量化的选择。性能指标包括总的吞吐量、信干噪比、误帧率等, 收端根据信道矩阵选择能够最大化实现上述某种性能的预编码矩阵。而基于量化准则的选择则需要对信道矩阵进行奇异值分解, 然后在码本中选择与右奇异矩阵均方误差最小的矩阵作为选择使用的预编码矩阵。
2.2 格拉斯曼码本
格拉斯曼码本设计是一种典型的预编码矩阵量化算法, 其基本思想是将码本设计问题转化成格拉斯曼子空间投影问题。基于格拉斯曼空间装箱的码本设计中, 是典型的数学最优化问题。格拉斯曼空间G (m , n) 指所有m维欧氏空间Em的维子空间的集合。格拉斯曼空间装箱问题为当M一定时, 在Em中找到含从M个n维子空间的集合, 使其是这个格拉斯曼空间的最佳近似, 即要确保这个集合中任两条线间距离的最小值最大化。
格拉斯曼线性封装是一维空间G (m , 1) 中关于最优化线包的问题。当发送天线数为Nt时, m=Nt。在Em中找出M条直线的集合, 使得集合中任意两条直线的最小距离最大。Em中找出M条直线的集合为
式中, vi为Em中的一个向量, 且|vi| =1。对应了Em中的一条直线。最大化码本中任意两条直线的最小距离为d (vi, vj) , 此处两条直线的距离定义为两直线之间的夹角的正弦值, 即
上述设计准则等价为在Em中找到一组向量使得码本V具有最大的δ (V) 为
根据以上准则, 可以利用数学中线性封装得到具有任意发送天线数Nt和M个向量数的Nt×M维的格拉斯曼码本。
在实际系统中, 令格拉斯曼码本的预编码矩阵为P, P为Nt×M矩阵。利用信道矩阵H对格拉斯曼码本进行遍历
再对遍历结果进行奇异值分解
式中, U为酉矩阵;Λ为对角矩阵, 在Λ的对角元素中找出最小奇异值。遍历所有矩阵后, 在得到的所有最小奇异值找出最大的值。含有最大值的最小奇异值的码本为最佳码本, 最后只需反馈其码本序号到发送端。
3 基于MATLAB的仿真分析
3.1 仿真框图
如图2所示, 基于码本反馈将实际信道量与码本遍历, 经过SVD分解找出最大的最小奇异值, 再把最大的最小奇异值的码本序号分别反馈到发送端和前馈到接收端, 接收端再利用最大的最小奇异值进行编码和解码。
3.2 仿真结果分析
设发射天线数Nt= 4, 接收天线数Nr= 4的瑞利衰落信道下发送40, 000个信源序列, 调制方式为QPSK , 通过T H P进行预编码。接收端都是采用MMSE接收机算法来实现。在7 bit离散傅里叶变换码本反馈和7bit格拉斯曼码本的MIMO系统进行预编码, 性噪比在-6dB到14dB的的情况下的误码率进行仿真分析。
图3中, 横坐标为信噪比, 纵坐标为误码率。其中, 格拉斯曼码本反馈的系统的误码率用带圈的线表示, 用离散傅里叶变换码本反馈的系统的误码率用带方格的线表示。可见, 在相同信噪比的情况下用离散傅里叶变换码本反馈的系统的误码率明显高于用格拉斯曼码本反馈的系统。总之, 格拉斯曼码本性能明显好于离散傅里叶变换码本的性能。
4 结束语
本文主要对基于码本的预编码的反馈方式进行了研究, 对预编码的反馈的背景进行了介绍, 重点论述了预编码的反馈方法, 包括离散傅里叶变换码本反馈和格拉斯曼码本反馈。最后用Matlab仿真了这两种反馈方式对预编码性能的影响, 得到了以下结论:格拉斯曼码本反馈的性能要好于离散傅里叶变换码本反馈的性能。但是格拉斯曼码本的设计却比离散傅里叶变换码本的设计要复杂。
综上所述, 预编码的反馈只能反馈有限的信息量, 两种经典的反馈方式可以达到理想的性能。目前, 预编码的反馈方式的研究是在这两种经典的反馈方式的基础上找到系统性能更好、反馈量更低、设计实现更简单的反馈方式。预编码的反馈方式的研究仍然是MIMO预编码技术的一项重要课题。
摘要：本文主要对预编码的反馈方式进行研究。首先介绍了预编码技术, 然后分别对离散傅里叶变换码本反馈法和格拉斯曼码本反馈方式进行介绍和分析。最后在Matlab上对系统误码率进行仿真, 比较不同反馈方式对于预编码性能的影响。格拉斯曼码本反馈法的性能好于离散傅里叶变换码本的性能, 但是格拉斯曼码本反馈更复杂。
关键词：多输入多输出,信道状态信息,预编码,码本
参考文献
[1]张玉艳, 翠波.移动通信[M].北京:人民邮电出版社, 2010:1-6
[2]魏红, 游思琴.移动通信技术与系统应用[M].北京:人民邮电出版社, 2010:1-5
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[4]肖扬.MIMO无线通信系统[M].北京:人民邮电出版社, 2009:14-31.
[5]邱玲, 许杰等.多用户、多小区MIMO通信技术[M].北京:人民邮电出版社, 2011:49-57, 117-133
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[7]王选朝.MIMO系统的预编技术研究[D].上海师范大学, 2011
[8]贾蓉.MIMO系统中的非线性预编码技术研究[D].电子科技大学, 2009
[9]吴琪.MIMO无线通信系统中的模代数非线性预编码技术研究[D].电子科技大学, 2008
音频信号数字化编码方式分析 篇4
一、声音信息中存在着以下冗余:1、幅度分布的非均匀性;2、样值间的相关性;3、周期间的相关性;4、话音间隙冗余。
二、听觉器官的不敏感性也就是专业语言所说的听觉的掩蔽效应, 它主要表现在以下两个方面:
1.频谱掩蔽效应
比如在一个频率1KHz, 强度为70d B的声音背景下的掩蔽门限线图如下
2.时间掩蔽效应
声压强度大的声音信号出现之前和之后的短暂时间内已存在的弱音信号也会被强音信号掩蔽掉, 分别称为前掩蔽 (20ms) 和后掩蔽 (100~200ms) 。
音频的编码技术通常会用到MPEG-1、MPEG-2标准。MPEG即Moving Picture Experts Group是国际电联ITU标准专家组制定的音频编码标准。MPEG强调人的听觉心理声学模型的利用。可利用估计听觉掩蔽阈值、量化精度、尺度化等各种压缩手段进行压缩编码。
MPEG-1音频 (ISO/IEC 11172-3) 描述了具有如下属性的三层音频编码:
层次Ⅰ, 将音频信号输入按一定格式固定分割成32个子带, 子带系数的量化精度为4bit, 比例因子为6bit, 单声道码率为192k bit/s.
层次Ⅱ, 采用自适应的比特分配, 子带低频量化精度为4bit, 中频段为3bit, 高频段为2bit;比例因子为6bit;高保真度码率为128k bit/s.
层次Ⅲ, 用混合带通滤波器提高频率分配率, 采用非均匀量化、自适应分段和量化值熵编码技术。每通道64k bit/s.
MPEG-2音频是在1994年11月为数字电视而提出来的, 其发展分为三个阶段:
第一阶段是对MPEG-1增加了低采样频率, 有16KHZ, 22.05KHZ, 以及24KHZ。
第二阶段是对MPEG-1实施了向后兼容的多声道扩展, 将其称为MPEG-2BC。支持单声道, 双声道, 多声道等编码。并附加“低频加重”扩展声道, 从而达到五声道编码。
第三阶段是向后不兼容, 将其称为MPEG-2 AAC先进音频编码。采样频率可以低至8KHZ;而高至96KHZ范围内的1-48个通道可选的高音质音频编码。
摘要：通过对声音信号特点和人耳听觉特性的理解来分析音频信号数字化的编码方式。
关键词：声音冗余,掩蔽效应,MPEG-1,MPEG-2
参考文献
[1]数字音频技术.作者: (美) 波尔曼 (Pohlmann, K.C)
编码方式 篇5
关键词：PR序列,编码,干扰,仿真
相位编码信号是广泛采用的一种脉冲压缩信号, 其模糊函数大多呈近似图钉形, 具有很高的时延和多普勒分辨能力, 易实现波形捷变。由于相位编码信号雷达采用扩谱技术, 其峰值功率很低, 这使得常规的雷达侦察机对信号的侦收变得非常困难, 甚至无法检测到该信号。如何对相位编码脉冲信号雷达进行有效的干扰, 各种干扰方式对相位编码脉冲信号雷达的干扰效果是雷达设计和干扰机设计共同关心的课题。本文通过几种干扰样式对PR (Pseudo Random, 伪随机) 序列相位编码雷达干扰的效果仿真, 研究采用PR序列相位编码方式的雷达的抗干扰性能。
1 PR序列相位编码原理
相位编码波形与调频波形不同, 它将脉冲分成许多子脉冲, 每个子脉冲的宽度相等, 但各自有特定的相位。每个子脉冲的相位根据一个给定的编码序列来选择。应用最广泛的相位编码波形使用两个相位来编码。发射信号的相位按照码元的次序在0°和180°间交替变换[1], 如图1所示。由于发射频率通常不是子脉冲宽度倒数的整倍数, 因此, 编码信号在反相点上一般是不连续的。在接收端, 通过匹配滤波或相关处理得到压缩脉冲。压缩脉冲半幅度点的宽度应等于子脉冲的宽度。因此, 距离分辨力就正比于编码码元的时间宽度, 压缩比等于波形中子脉冲的数目, 即编码码元的数目, 波形如图1所示。
PC方法中最常见的形式是使用二进制相位编码。相位编码信号可表示为[2]
S (t) =A×Ci×exp (j×2πf0t+jφ) (1)
其中, Ci为N位码元 (N为码元个数) , 脉宽τ=N×τ0 (τ0为码元宽度) , 并且
最大长度序列编码是使用中较常见的一种二进制相位编码。其结构类同于随机序列, 因而具有我们期望的自相关数。它们是线性反馈移位寄存器所能获得的最长序列。而且, 结构与伪噪声码相似, 因而具有理想的自相关函数。最大长度序列常被称为伪随机数编码 (PRN) 。一个典型的移位寄存产生器如图2所示。
最大序列的长度是2n-1, n为移位寄存产生器的级数。从n级移位寄存产生器所能获得的最大长度序列的总数M为[3]
式中, pi为N的素数因子。对于一个给定的n值存在许多不同的序列, 这一点对那些需要长度相同, 序列不同的应用来说是很重要的。通过研究原始多项式或不可约多项式, 可以确定提供最长序列的反馈连接。
最大序列的长度N等于序列中子脉冲的数目, 也等于雷达系统时宽和带宽的乘积。低级数寄存器能得到大的时宽带宽积。系统的带宽由时钟的速率决定。改变时钟速率和反馈连接方式可产生各种脉宽、各种带宽和各种时宽带宽积的脉冲。在最长序列中, 0→1或1→0的转变次数等于2n-1。
2 PR序列编码方式的抗干扰性能仿真
PR序列编码方式因为可采用无周期性的码字, 较线性调频连续波雷达具有更低的波形截获概率。外部的干扰信号与真正随机的噪声信号做相关处理后均被随机化, 然后通过距离旁瓣抑制技术将随机化后的外来干扰信号抑制到一个工程实用的水平。在很多性能上都优于线性调频雷达。
下面主要就白噪声干扰, 连续波干扰, 相干转发式干扰三种干扰样式对二相码编码雷达的干扰效果进行仿真, 研究二相码编码方式雷达的抗干扰性能。
仿真条件:仿真均为在基带的仿真, 干扰信号的频率均位于载频上。二相码回波放入基带电压为1 V, 干扰电压为2 V。
2.1 白噪声干扰
图3所示为噪声干扰对二相码编码方式雷达的干扰效果仿真。
通过仿真, 可以看出, 噪声干扰效果较差, 因为PC系统的匹配滤波器是一相关器, 随机噪声与信号完全不相关, 得不到任何相关增益, 而全相关的目标则能得到全部处理增益。处理后, 信号的幅度电压为31 V, 而干扰信号的最大幅度电压为7.5 V, 可见白噪声的干扰效果较差。
2.2 连续波干扰
图4所示为连续波干扰对二相码编码方式雷达的干扰效果仿真。
通过仿真, 可以看出, 连续波干扰效果较差, 但较噪声干扰效果要好。因为连续波信号一般会在PC匹配滤波器中产生一定的相关性, 可得到比噪声波形稍高的功率增益。处理后, 信号的幅度电压为31 V, 而干扰信号的最大幅度电压为10 V。从图中可以看出, 虽然干扰效果较白噪声干扰要好, 但没有明显干扰效果。
2.3 相干转发干扰
图5所示为相干转发干扰对二相码编码方式雷达的干扰效果仿真, 相干转发一半的PC波形, 将两个半码加1的组合方式填充PC网络。
通过仿真, 可以看出, 相干转发干扰效果较好, 因为相干转发干扰信号一般会在PC匹配滤波器中产生相关性, 可得到和信号类似的较高的功率增益。它在匹配滤波器的输出端产生两个跨骑在真实目标回波上的假目标, 如图所示。处理后, 信号的幅度电压为31 V, 而干扰信号的最大幅度电压可达到30 V。可以看出相干转发干扰具有明显的干扰效果。
由于相位编码雷达信号一般是宽脉冲或准连续波信号, 如果将整个脉冲进行干扰调制并发出, 则干扰信号经雷达接收机压缩后, 形成的干扰效果也会受到影响, 因此, 一般采用部分脉冲复制的方法, 此时有较好的干扰效果[4]。
3 结束语
本文通过分析PR序列码的编码原理, 运用仿真研究了雷达PR序列编码方式的抗干扰性能, 发现雷达PR序列编码方式能有效地对抗白噪声干扰和连续波干扰, 但对抗相干转发干扰效果较差。因此, 相干地部分转发截获波形的干扰方式可以有效地对付采用PR序列码编码方式的雷达。
参考文献
[1]丁鹭飞.雷达原理[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2002.
[2]王国玉, 汪连栋.雷达电子战系统数学仿真评估[M].北京:国防工业出版社, 2004.
[3]Merrill I Skolnik.雷达手册[M].王军, 译.北京:电子工业出版社, 2003.
编码方式 篇6
一般的电力工程中一般都需要若干路模拟量测量通道,控制保护和测量装置连线较多,采样频率一般要求每周波128点(6400HZ)或256点(12800HZ),需要传输的数据量较大。
现有测量装置有的采用以太网传输模拟量数据,实时性和抗干扰性不好;有的采用差分的电信号传输,测量装置不能和控制保护系统隔离,测量系统受到高压冲击时会直接损坏控制保护系统。本文介绍了一种高速光纤串行通讯编码解码的数据传输方法,可以满足工程需求。
1技术难点介绍
通讯物理层使用MCBSP通讯格式, 波特率初定100MBps。一路时钟CLK、一路同步FS、一路数据DATA,共三根光纤, 其标准格式如附图1所示。
接收光头的模拟电路受运放性能参数和电路中电容元件的影响,在高频信号通过时会产生相位延时。通过实际测试发现,使用标准Mc BSP协议传输数据时,接收光头的模拟电路在通过脉冲周期占空比为1:1的时钟信号CLK时,能够转换出没有相位延时的时钟CLK信号;模拟电路在通过脉冲周期占空比为1:15的同步信号FS时,转换出的同步信号有着很大的相位延时;模拟电路在通过脉冲周期不确定的数字信号DATA时,转换出的数字信号也有着不同的相位延时。在此情况下转换出的MCBSP帧时序波形已经不再是标准的MCBSP数据格式,控制保护系统在接收时,会频繁出错,无法使用。
2技术方法实现
本技术将原测量传输数据在Mc BSP通讯数据格式基础上进行特殊编码,接收到数据后再解码,解决了测量数据接收时产生相位差导致数据接收频繁出错的问题。
对测量数据通讯的物理层MCBSP协议在数据发送前使用FPGA芯片做编码, , 给时钟信号CLK倍频,同步信号FS也编码成占空比1:1的脉冲信号,数据信号DATA不做调整,即由附件图1转为图2的格式。
编码的时钟信号CLK和同步信号FS在通过接收光头的模拟电路时没有产生相位延时,数字信号DATA产生的相位延时在允许范围内。为保证输出到控制保护系统的模拟量数据能够被接收,格式必须符合标准MCBSP,用CPLD芯片对编码后的数字信号进行解码,CPLD在倍频时钟信号CLK的下降沿对同步信号FS和数据信号DATA进行采样,这样能够兼容数据信号DATA产生的相位延时,解决了数据信号DATA在模拟电路转换中得相位延时问题,恢复时钟信号CLK和同步信号FS的MCBSP格式,即再由附件图2转为图1的格式。
在故障诊断方面,控制保护系统可在数据传输的应用层增加数据校验等出错处理机制,从而保证通讯的可靠性。
3结束语
本技术方法的优点总结如下:
1)充分利用串行编码传输的优点, 极大提高了通讯速率,减少了线路连接数量,节约装置成本。
2)提高了设备运行的稳定性,可靠性,适用于超/ 特高压电力控制保护系统和测量装置之间的通讯。
本文提出的电力设备测量装置,采用光纤串行通信方式,充分隔离,大幅度缩减了线路连接数量,节约开发成本,提高了设备的可靠性,在超高压或特高压电网中有较好的应用前景。
摘要：测量装置是电力设备控制保护系统的一个重要组成部分,是控制保护系统所需模拟量的来源。它负责采集来自线路/母线和设备自身的电压电流,把采集的数据发送给控制保护系统计算单元。本技术方案充分利用光信号传输电气隔离以及串行通讯编码传输的优点,不仅提高了模拟量采集传输的速率和可靠性,也极大的减少了测量装置与控制保护系统之间的光纤连接数量,简化了系统结构。
编码方式 篇7
关键词：多边形编码,Morton码,冗余,拓扑
按照功能来划分,常用的矢量数据结构编码方式[1]有多种,其中多边形矢量编码结构,使边界坐标数据和多边形单元一一对应,各个多边形边界都单独编码和数字化。每个多边形由若干条弧段组成,每条弧段由一列有序的x,y坐标对组成。其文件编码坐标为:x1,y1;x2,y2;x3,y3;xn,yn;x1,y1。这种编码方式的不足在于:相邻多边形的公共边界被数字化和存储两遍,造成数据的冗余且每个多边形自成体系,缺少图形的拓扑关系等等。索引式矢量编码结构采用树状索引,对多边形边界每个节点进行编号并数字化节点,对各个线段进行编号,节点和线段号相联系并用线段和多边形相联系,建立多边形和线段之间的索引文件,但这种方式的不足在于编码表要人工建立,工作量大而且容易出错。
1 基本思路
为了避免相邻多边形的公共边界被数字化和存储两遍,造成数据的冗余和减少人工建立编码表带来的工作量,本文借鉴多边形和索引式矢量编码结构,只建立节点和多边形之间的树状索引,以达到减少数据冗余和增加邻域信息。节点的数字化和存储是利用多边形编码方式和Morton码的原理来完成,Morton码的排列方式如图1所示,用2n×2n表示。
Morton码的计算如图2所示[2]:
这样就可以行列表示二维栅格阵列图形,用Morton码写成二维数组,通过Morton码来确定节点的坐标。图3中给出一个原始的多边形图形,文章中以该多边形图形为例,按照Morton码的原理划分多边形图形,划分后的结果如图4所示:
从图3中可以看出,每个节点所在的行和列,从而可以得出Morton码与多边形对应的关系,如图4所示。节点1对应Morton码为第1行第5列即18;节点2对应Morton码为第4行第6列即27;用同样的计算方法可以计算出所有节点对应的Morton码。将Morton码读入二维数组中
节点坐标值……
利用Morton码对每个节点数字化的时候,如果某个节点之前已经完成过一次数字化就不需要再重复数字化和存储,这样就可以保证每个节点只被数字化一次。再利用索引的方式来表示多边形的拓扑关系,为了减少人工的工作量并且减少出错,只建立节点———多边形之间的树状索引,如图5所示。这样既增加了多边形的邻域信息和图形的拓扑关系,又减少了人工编码出错的几率。
2 结束语
通过结合多边形矢量编码和索引式矢量编码方式的优点,采用了Morton码原理,取长补短,对于计算机图形矢量数据结构的编码提出了一些解法,希望能对矢量数据结构编码有所帮助。
参考文献
[1]闫浩文,等.计算机地图制图原理与算法基础[M].科学出版社,2007.
[2]艾自兴,龙毅.计算机地图制图[M].武汉大学出版社,2005.
[3]谢箐.计算机辅助设计实用教程[M].电力出版社,2006.