Способ диагностирования состояния сетей связи

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к контролю технического состояния сетей связи. Техническим результатом является расширение класса решаемых задач и повышение достоверности результатов диагностирования за счет контроля правильности выбора полосы частот, наилучшей для работы сети связи, а также времени перестройки сети радиосвязи на наилучшую для работы сети связи полосы частот. Для этого осуществляют контроль состояния сети связи с использованием большего количества полос частот, а также контроль времени реакции сети на изменение помеховой обстановки. 1 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к контролю технического состояния сетей связи.

Существует способ, реализованный в устройстве диагностирования состояния аппаратуры цифровых систем передачи, позволяющий диагностировать сеть связи по коэффициенту ошибки [1].

Недостатком этого способа является недостаточная достоверность определения технического состояния.

Существует способ диагностирования состояния аппаратуры цифровых систем передачи, позволяющий диагностировать сеть связи по времени реакции сети на изменение помеховой обстановки [2].

Недостатком этого способа является недостаточная достоверность определения технического состояния.

Наиболее близким к предлагаемому способу по своей технической сущности является способ, реализованный в устройстве диагностирования состояния систем радиосвязи, обеспечивающий оценку работоспособности систем радиосвязи в ЧАР за счет контроля правильности выбора полосы частот, наилучшей для работы сети связи. Данный способ выбран в качестве прототипа [3].

Способ, реализованный в устройстве прототипе, содержит следующую последовательность действий:

1. Анализ исходных данных: тип радиосредства, требования по допустимой вероятности ошибок.

2. Посылка по каналу тестовой комбинации импульсов.

3. Имитация помехи на рабочей полосе частот (ПЧ) и контроль за тем какую из трех запасных полос частот (ЗПЧ) выберет аппаратура автоматизированного ведения связи (ABC), при этом первая имеет неудовлетворительное качество для работы сети связи, вторая удовлетворительное, а третья хорошее.

4. Контроль работы аппаратуры ABC.

5. Сравнение вероятности ошибок с допустимым значением.

6. Вывод по результатам диагностирования. Аппаратура ABC после воздействия помехи перестраивает сеть связи на одну из трех полос частот, выбранная ПЧ сравнивается с заведомо известной лучшей ПЧ, после чего делается вывод о работоспособности сети связи.

Недостатками данного способа являются: отсутствие возможности контроля времени реакции сети радиосвязи на имитируемую на ее входе помеховую обстановку, недостаточная достоверность и невозможность изменения количества имитируемых ЗПЧ, для контроля сетей радиосвязи с различным количеством ЗПЧ.

Техническим результатом является расширение класса решаемых задач и повышение достоверности результатов диагностирования за счет контроля правильности выбора ПЧ, наилучшей для работы сети связи, а также времени перестройки сети радиосвязи на наилучшую для работы сети связи ПЧ.

Этот результат достигается тем, что в способ, реализованный в устройстве-прототипе, содержащий следующую последовательность действий:

1. Анализ исходных данных: тип радиосредства, требования по допустимой вероятности ошибок.

2. Посылка по каналу тестовой комбинации импульсов.

3. Имитация помехи на рабочей ПЧ и контроль за тем, какую из трех ЗПЧ выберет аппаратура автоматизированного ведения связи (ABC), при этом первая имеет неудовлетворительное качество для работы сети связи, вторая удовлетворительное, а третья хорошее.

4. Контроль работы аппаратуры ABC.

5. Сравнение вероятности ошибок с допустимым значением.

6. Вывод по результатам диагностирования. Аппаратура ABC после воздействия помехи перестраивает сеть связи на одну из трех полос частот, выбранная ПЧ, сравнивается с заведомо известной лучшей ПЧ, после чего делается вывод о работоспособности сети связи, введены следующие действия:

1. Расчет количества имитируемых ЗПЧ, исходя из времени оценки качества одной частоты (t_о.ч), времени выхода системы из синхронизма (t_pac), времени переключения аппаратуры ABC с одной ПЧ на другую (t_{перекл.}): N=|t_pac/(t_перекл+t_o.ч.)|.

2. Анализ результата перестройки по времени перестройки средства радиосвязи с одной ПЧ на другую: время перестройки t_{перестр} сравнивается с временем рассинхронизации сети t_pac, и в случае если t_{перестр}≥t_pac делается вывод о неработоспособности системы ABC, в противном случае t_{перестр}<t_pac, делается вывод о работоспособности системы ABC.

3. Расчет достоверности проведенного диагностирования.

4. Если достоверность проведенного диагностирования удовлетворяет требованиям, то переходим к выводам по результатам диагностирования, в противном случае заново анализируем исходные данные.

Предлагаемый способ содержит следующую последовательность действий:

1. Анализ исходных данных: тип радиосредства, возможное количество ЗПЧ - М, время оценки качества одной частоты (t_о.ч) и время выхода системы из синхронизма (t_pac).

2. Расчет количества имитируемых ЗПЧ, исходя из времени оценки качества одной частоты (t_o.ч), времени выхода системы из синхронизма (t_pac), времени переключения аппаратуры ABC с одной ПЧ на другую (t_{перекл.}): N=|t_pac/(t_перекл+t_о.ч.)|.

3. Имитация помеховой обстановки, с использованием N ЗПЧ, по пригодности для работы сети связи поделенных на три группы, при этом первая группа полос имеет неудовлетворительное качество для работы сети связи, вторая удовлетворительное, а третья хорошее.

4. Анализ результата перестройки:

- по качеству выбранной полосы частот: при перестройке на полосу из первой или второй группы делается вывод о неработоспособности средства связи, в противном случае делается вывод о работоспособности средства связи;

- по времени перестройки средства радиосвязи с одной ПЧ на другую: время перестройки t_{перестр} сравнивается с временем рассинхронизации сети t_pac, и в случае если t_{перестр}≥t_pac делается вывод о неработоспособности системы ABC, в противном случае t_{перестр}<t_pac, делается вывод о работоспособности системы ABC.

5. Расчет достоверности проведенного диагностирования.

6. Если достоверность проведенного диагностирования удовлетворяет требованиям, то переходим выводам по результатам диагностирования, в противном случае заново анализируем исходные данные.

7. Вывод по результатам диагностирования.

Заявленный способ поясняется чертежом, на котором показан способ диагностирования состояния сетей связи;

Способ диагностирования состояния сетей связи, показанный на чертеже, содержит: анализ исходных данных 1, расчет количества имитируемых ЗПЧ 2, имитацию помеховой обстановки 3, анализ результата перестройки: а) по качеству полосы частот, б) по времени перестройки 4, расчет достоверности проведенного диагностирования 5, достоверность диагностирования соответствует требуемой - да или нет 6, вывод о техническом состоянии объекта 7.

На чертеже обозначено:

1. Анализ исходных данных.

2. Расчет количества имитируемых ЗПЧ.

3. Имитация помеховой обстановки.

4. Анализ результата перестройки:

а) по качеству полосы частот;

б) по времени перестройки.

5. Расчет достоверности проведенного диагностирования.

6. Достоверность диагностирования соответствует требуемой - да или нет.

7. Вывод о техническом состоянии объекта.

Предлагаемый способ заключается в том, что при диагностировании рассчитывается количество имитируемых ЗПЧ N. Оно определяется исходя из времени оценки качества одной частоты (t_о.ч), времени выхода системы из синхронизма (t_pac), времени переключения аппаратуры ABC с одной ПЧ на другую (t_{перекл.}): N=|t_pac-(N-1)·t_перекл/t_o.ч.|→N=|t_pac+t_перекл/(t_перекл+t_о.ч.)|, т.е. системе ABC предлагается оценить качество N полос частот, где N - целая часть отношения суммы времени рассинхронизации системы и времени переключения аппаратуры ABC к сумме времени оценки качества одной частоты и времени переключения аппаратуры ABC. После чего используется имитатор радиоэфира, который имитирует рабочую полосу частот и N ЗПЧ. По пригодности для ведения связи поделенных на три группы: первая группа полос имеет неудовлетворительное качество для работы сети связи, вторая удовлетворительное, а третья хорошее. Аппаратура ABC после воздействия помехи перестраивает средство связи на одну из N полос частот, при перестройке на полосу из первой или второй группы делается вывод о неработоспособности средства связи, в противном случае делается вывод о работоспособности средства связи. При этом фиксируется время перестройки t_{перестр} и сравнивается с временем рассинхронизации сети t_pac, и в случае если t_{перестр}>t_pac делается вывод о неработоспособности системы ABC, в противном случае t_{перестр}≤t_pac, делается вывод о работоспособности системы ABC.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, тождественные признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного устройства условию патентоспособности «новизна». Введенные отличительные признаки - контроль состояния сети связи с использованием большего количества полос частот, а также контроль времени реакции сети на изменение помеховой обстановки в аналогах не встречаются. Следовательно, заявленный способ удовлетворяет критериям «изобретательский уровень». «Промышленная применимость» способа обусловлена наличием элементной базы, на основе которой могут быть выполнены устройства, реализующие данный способ.

При оценке эффективности предлагаемого способа диагностирования одним из определяющих является требование по достоверности оценки определения технического состояния сети связи. Оценка вероятности ошибки приведена в книге Е.С.Вентцель. Теория вероятностей и ее инженерное приложение. М.: Наука, 1988, с.463, ф-ла 11.8.5 [4]:

где Ф - функция Лапласа;

ε - величина доверительного интервала;

N - количество имитируемых ЗПЧ;

- средняя статистическая вероятность достоверной оценки технического состояния;

p_д.в - минимальная вероятность достоверной оценки технического состояния.

Расчет достоверности оценки определения технического состояния сети связи устройством-прототипом, в котором реализован способ диагностирования, с тремя вырезанными полосами частот при ε=0,08; N=3; =0,99 проведен по следующей формуле:

В предлагаемом способе за счет контроля большего количества полос частот и расширения возможностей имитации помеховой обстановки (пусть N=10) повышается достоверность определения технического состояния. При этом достоверность оценки рассчитывается по следующей формуле:

Выигрыш В по достоверности оценки определения технического состояния сети связи по сравнению с устройством-прототипом составит:

Способ также можно использовать для нахождения минимально необходимого N, для заданных ε, σ используя соотношение ф-ла 11.8.11 [4]:

где t - значение аргумента функции Лапласа (Ф), для заданного

σ - среднеквадратическое отклонение нормально распределенной генеральной совокупности р_д.в.

При заданных параметрах диагностируемой системы ε=0,05; σ=0,09; найдем минимальное количество имитируемых ЗПЧ N:

P(t)=0,95⇒t=1,97

Данный расчет позволяет на этапах проектирования и создания сети радиосвязи, исходя из требований по достоверности оценки технического состояния, рассчитывать минимальное количество имитируемых ЗПЧ N, а следовательно, и максимальное время оценки пригодности одной полосы частот для ведения связи t_о.ч.=(t_рас-(N-1)·t_перекл)/N.

Источники информации

1. Изобретение «Устройство диагностики состояния аппаратуры цифровых систем передачи», патент SU 1734219 А1, опубл. 15.05.92.

2. Изобретение «Устройство диагностики состояния аппаратуры цифровых систем передачи», патент RU 2132594 С1, опубл. 27.06.99.

3. Изобретение «Устройство диагностики состояния систем связи», патент RU 2279185, опубл. 27.06.2006.

4. Вентцель Е.С. «Теория вероятностей и ее инженерное приложение» - М.: Наука, 1988, 463 с.

Способ диагностирования состояния сетей связи, заключающийся в том, что посылают по каналу тестовую комбинацию импульсов и анализируют исходные данные о состоянии сети, заключающиеся в типе радиосредства, возможном количестве запасных полос частот (ЗПЧ), предназначенных для работы радиосредств, рассчитывают количество имитируемых ЗПЧ, предназначенных для ведения связи, определяемое оценкой качества одной полосы частот, и времени переключения аппаратуры автоматизированного ведения связи с одной полосы частот на другую, имитируют помеховую обстановку с использованием нескольких запасных полос, разделенных по пригодности для работы сети связи на три группы, при этом первая группа полос имеет неудовлетворительное качество для работы сети связи, вторая удовлетворительное, а третья хорошее, при этом вывод о разделении по пригодности осуществляют по результатам анализа исходных данных, отличающийся тем, что дополнительно расчет количества имитируемых ЗПЧ осуществляют, исходя из времени оценки качества одной полосы частот, времени выхода системы из синхронизма и времени переключения аппаратуры автоматизированного ведения связи с одной полосы частот на другую, осуществляют перестройку полос частот и анализ результата перестройки по качеству выбранной полосы частот, при этом при перестройке на полосу из первой или второй группы делается вывод о неработоспособности средства связи, в противном случае делается вывод о работоспособности средства связи, при анализе результата перестройки время перестройки t_пер. сравнивается с временем рассинхронизации сети t_рас, и в случае, если t_пер.≥t_рас, делается вывод о неработоспособности средства связи, в противном случае делается вывод о работоспособности средства связи, осуществляют расчет достоверности проведенного диагностирования, если достоверность проведенного диагностирования удовлетворяет требованиям, то переходят к выводам по результатам диагностирования, в противном случае заново анализируют исходные данные.