способ диагностирования и обеспечения технической готовности элементов сетей связи

Формула изобретения

Способ диагностирования и обеспечения технической готовности элементов сетей связи, заключающийся в формировании псевдослучайной последовательности, подаче ее на вход передающего тракта, ее преобразовании по установленному алгоритму преобразования сигнала, последующем ослаблении и смешивании ее с сигналом шума, коммутации на вход приемного тракта, ее обратном преобразовании, выделении восстановленной псевдослучайной последовательности, сигналы псевдослучайной последовательности F_i(t) выделяют после каждого ее i-го преобразования, где F_i(t) - выделенная псевдослучайная последовательность после i-го преобразования, i=1, 2, 3, ..., R, R - число преобразований псевдослучайной последовательности согласно установленного алгоритма преобразования, отличающийся тем, что из принятого информационного сигнала выделяется и вычисляется ряд х_i параметров диагностируемой аппаратуры, где i=1, 2, 3, ..., n - число параметров, производится вычисление значений квадрата разности (х_i- _i)² измеренных х_i и эталонных _i параметров диагностируемой аппаратуры, рассчитываются дисперсии D(x) измеряемых и D( ) эталонных параметров диагностируемой аппаратуры, производится вычисление значения параметра r, характеризующего техническое состояние диагностируемой аппаратуры, сравниваются значения параметра r с эталонным значением r_эт, по полученным результатам определяется техническое состояние элементов сетей связи, а также осуществляется прогнозирование технического состояния элементов сетей связи на определенный промежуток времени.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое техническое решение относится к области радиотехники, а именно к области контроля технического состояния элементов сетей связи.

Известен способ диагностирования, описанный в [1], включающий формирование тестовой последовательности, ее преобразование по установленному закону, запоминание преобразованной последовательности и сравнение ее с рассчитанной ранее. Отличие в преобразованной и рассчитанной последовательностях свидетельствуют об отказе или сбое.

Известен способ, реализованный в устройстве диагностики состояния аппаратуры цифровых систем передачи, описанный в [2]. Способ заключается в формировании тестовой псевдослучайной последовательности длительностью 158400 тактовых импульсов и подаче ее на вход передающего тракта, ее преобразовании по установленному алгоритму преобразования сигнала, последующем ослаблении и смешивании с сигналом шума, коммутации на вход приемного тракта, ее обратном преобразовании, выделении переданной псевдослучайной последовательности на выходе приемного тракта, ее сравнении с исходным тестом путем подсчета искаженных импульсов. По заранее установленному алгоритму, при превышении допустимой величины искаженных импульсов N>М _доп, где N - число искаженных импульсов, К _доп - допустимое число искаженных импульсов, производится повторная передача тестовой псевдослучайной последовательности, при этом могут вводиться новые и (или) исключаться ранее установленные преобразования псевдослучайной последовательности в зависимости от соотношения N и К_доп, до тех пор, пока не будет определен неисправный блок аппаратуры цифровых систем передачи.

Однако данные способы обеспечивают достаточно низкую достоверность диагностирования из-за измерения только одного параметра (тестовой последовательности) диагностируемой аппаратуры цифровых систем передачи, измерения проводятся с отключением связи (при техническом обслуживании), при этом не обеспечивается требуемая техническая готовность сети связи.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является способ, описанный в [3]. Способ-прототип заключается в формировании псевдослучайной последовательности, подаче ее на вход передающего тракта, ее преобразовании по установленному алгоритму преобразования сигнала, последующем ослаблении и смешивании ее с сигналом шума, коммутации на вход приемного тракта, ее обратном преобразовании, выделении восстановленной псевдослучайной последовательности, дополнительно сигналы псевдослучайной последовательности F _i(t) выделяют после каждого ее i-го преобразования, где F_i(t) - выделенная псевдослучайная последовательность после i-го преобразования, i=1, 2, 3, ..., R, R - число преобразований псевдослучайной последовательности согласно установленного алгоритма преобразования.

Недостатком способа является низкая достоверность диагностирования из-за измерения только одного параметра диагностируемой аппаратуры цифровых систем передачи, измерения проводятся с отключением связи (при техническом обслуживании), при этом не обеспечивается требуемая техническая готовность сети связи.

Техническим результатом изобретения является повышение достоверности определения технического состояния, проводимого без отключения связи, а также обеспечение требуемой технической готовности элементов сетей связи.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественных всем признакам заявленного способа, отсутствуют. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "новизна".

Результаты поиска известных решений в данной и смежной областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипов признаками заявленного изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Способ диагностирования и обеспечения технической готовности элементов сетей связи, заключающийся в том, что из принятого информационного сигнала выделяется и вычисляется ряд x _i параметров диагностируемой аппаратуры, где i=1, 2, 3, ..., n - число параметров, производится вычисление значений квадрата разности (х_i- _i)² измеренных x_i и эталонных _i параметров диагностируемой аппаратуры, рассчитываются дисперсии D(x) измеряемых и D( ) эталонных параметров диагностируемой аппаратуры, производится вычисление значения параметра r, характеризующего техническое состояние диагностируемой аппаратуры, сравниваются значения параметра r с эталонным значением r_эт, по полученным результатам определяется техническое состояние элементов сетей связи, а также осуществляется прогнозирование технического состояния элементов сетей связи на определенный промежуток времени.

Заявленный способ поясняется чертежами, на которых показаны:

фиг.1 - структурная схема приемопередающего устройства, поясняющая заявленный способ диагностирования и обеспечения технической готовности элементов сетей связи;

фиг.2 - характеристика возможных технических состояний диагностируемой аппаратуры.

Реализация заявленного способа заключается в следующем. Для определения технического состояния диагностируемой аппаратуры может быть использовано понятие Евклидовского расстояния [4].

Рассмотрим квадрат Евклидовского расстояния r ² между измеренными x_i и эталонными _i параметрами диагностируемой аппаратуры, считая, что диагностируется 2 параметра, используя выражение:

,

где x₁, x ₂ - измеренные параметры диагностируемой аппаратуры;

₁, ₂ - эталонные параметры диагностируемой аппаратуры;

D(x) - дисперсия измеренных параметров диагностируемой аппаратуры;

D( ) - дисперсия эталонных параметров диагностируемой аппаратуры.

Тогда, рассчитав r, можно определить техническое состояние диагностируемой аппаратуры. Пояснить методику оценки можно в соответствии с чертежом, изображенным на фиг.2. Задавая числовые показатели r_эт и r_пред , можно определить 3 состояния диагностируемой аппаратуры:

r r_эт - работоспособное состояние;

r_эт ]r_эт; r_пред [ - предотказовое состояние;

r r_пред - неработоспособное состояние,

где r - параметр, характеризующий техническое состояние диагностируемой аппаратуры;

r_эт - параметр, характеризующий эталонное значение технического состояния диагностируемой аппаратуры;

r_пред - параметр, характеризующий предельное значение технического состояния диагностируемой аппаратуры.

Согласно [5] работоспособное состояние - состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации. Неработоспособное состояние - состояние объекта, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации. Под предотказовым [6] состоянием будем понимать такое состояние объекта, при котором значение диагностического параметра еще находится в поле упреждающего допуска.

Суть заявляемого способа поясняется следующим образом.

Диагностируемая аппаратура находится на связи. Аппаратура, представленная на фиг.1, идентична аппаратуре на другой стороне канала связи. На вход передающего тракта диагностируемой аппаратуры подается информационный сигнал. В передающем тракте происходит его преобразование по установленному алгоритму (кодирование, модуляция, перенос в область высоких частот, усиление). Затем информационный сигнал подается на вход канала связи, приемного тракта, где осуществляется его обратное преобразование по установленному алгоритму (усиление, перенос в область низких частот, демодуляция, декодирование). В приемном тракте диагностируемой аппаратуры информационный сигнал, поступивший из канала связи, выделяют после каждого преобразования в блоках преобразования сигналов передающего и приемного трактов (фиг.1). Из сигнала выделяется ряд параметров, например, согласно [7] стр.131, табл.4.18, для импульсного сигнала: амплитудное значение линейного сигнала на передаче, амплитудное значение линейного сигнала на приеме, величина выброса на вершине посылки относительно амплитуды импульса и др. В блоке анализа измеряются значения x_i параметров, измеряемых на выходе каждого блока диагностируемой аппаратуры, где i=1, 2, 3, ..., n - число параметров. Измеренные значения х_i записываются в блоке памяти, где также хранятся эталонные значения _i параметров диагностируемой аппаратуры, значения r_эт, характеризующие эталонные значения технического состояния элементов сетей связи, значения r_пред, характеризующие предельные значения технического состояния элементов сетей связи. По команде блока управления значения х_i, _i, r_эт подаются в блок вычисления, где производятся вычисление значений квадрата разности (x_i- _i)² измеренных x_i и эталонных значений _i параметров диагностируемой аппаратуры, рассчитываются дисперсии D(x) измеряемых и D( ) эталонных параметров диагностируемой аппаратуры, производится вычисление значений параметра r, характеризующего техническое состояние диагностируемой аппаратуры. В блоке сравнения производится сравнение значений параметра r с эталонными значениями r _эт, в результате появляется возможность определить техническое состояние элементов сетей связи. Результаты сравнения подаются в блок отображения для визуального отображения технического состояния элементов сетей связи. В блоке прогнозирования производится прогнозирование технического состояния элементов сетей связи на определенный промежуток времени на основании результатов вычислений значений параметра r. Результаты прогнозирования технического состояния элементов сетей связи отображаются в блоке отображения.

Таким образом, достигается технический результат заявленного способа.

Источники информации

1. Автоматизация диагностирования электронных устройств /Малышенко Ю.В., Чипулис В.П., Шаршунов С.Г./ Под ред. Чипулиса В.П. - М.: Энергоатомиздат. 1986. - 216 с.

2. Изобретение "Устройство диагностики состояния аппаратуры цифровых систем передачи": патент SU 1734219 А1, (51)5 Н04В 3/46, опубл. 15.05.92, бюл. № 18.

3. Изобретение "Способ и устройство диагностики состояния аппаратуры цифровых систем передачи": патент RU 2132594 С1, (51)6 Н04В 3/46, 17/00, опубл. 27.06.99, бюл. № 18.

4. Грешилов А.А., Стакун В.А., Стакун А.А. Статистические методы принятия решений с элементами конфлюентного анализа. - М.: Радио и связь. 1998. - 112 с.

5. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения.

6. Кузнецов В.Е., Лихачев А.М. и др. Телекоммуникации. Толковый словарь основных терминов и сокращений. /Под ред. Лихачева А.М., Присяжнюка С.П. - СПб: АИН РФ Институт телекоммуникаций, 2001. - 799 с.

7. Интернет в высшем учебном заведении. /Под ред. М.А.Вознюка / И.К.Вильдяев, М.А.Вознюк, А.Н.Долматов, В.Н.Жданов, В.Э.Жигадло. Санкт-Петербург: ВАС, 1998. - 246 с.