Схема передачи: Передача информации — урок. Информатика, 5 класс.

Передача информации — урок. Информатика, 5 класс.

Люди постоянно участвуют в действиях, связанных с передачей информации. Мы непрерывно передаём друг другу просьбы, желания, доклады о проделанной работе, публикуем книги, изучаем научные статьи. Передача информации происходит при чтении книг, журналов, газет, при просмотре телевизора.
В процессе передачи информации обязательно участвуют источник и приёмник информации: передачу информации осуществляет источник, а приёмник её принимает.

Между ними существует канал передачи информации — информационный канал (канал связи).

  

Схема передачи информации

  

 

Органы чувств человека являются биологическими информационными каналами.
Техническими информационными каналами являются телефон, радио, телевидение, компьютерные сети.
По характеру передачи информационный канал может быть односторонним или двусторонним.

Односторонний канал передаёт информацию только от источника к приёмнику.

Двусторонний канал передаёт информацию как от источника к приёмнику, так и в обратном направлении.

 

При чтении книги ты являешься приёмником информации, воспринимаешь информацию, которая находится в книге с помощью органов зрения. Книга же при этом является источником информации. В этом случае информация передаётся в одну сторону, но бывают такие ситуации, когда происходит взаимный обмен информацией.

 

Переписываясь с другом в социальной сети, ты постоянно обмениваешься с ним сообщениями, также как и друг с тобой. Происходит взаимный обмен информацией.

 

Рассмотрим другую ситуацию. Например, просмотр фильма в кинотеатре. Источник информации здесь будет один — фильм, а приёмников информации будет несколько — все зрители в кинозале.

 

Для того чтобы передавать информацию на большие расстояния, человек использует различные средства связи.

 

Средства связи — способы передачи информации на расстояние. К традиционным средствам связи относятся сигнализация, почта, телеграф, телефон, радио, телевидение, Интернет.

Системы передачи информации: кодирование, декодирование, модуляция, схемы

Модель системы передачи информации

Рассмотрим структурную схему простейшей одноканальной системы передачи информации. Введем понятие канала связи.

Под «каналом связи» (communication link) в теории и технике электрической связи принято понимать совокупность различных средств, включая физическую среду, которая обеспечивает передачу сигналов от источника к получателю сообщений. Причем физической средой для передачи сигналов может быть кабель в проводной связи, атмосфера в наземной радиосвязи и т.д.

В самом общем виде структурная схема системы передачи информации показана на рис. 1.2.

На передающей стороне преобразование сообщения в сигнал осуществляется с помощью преобразователя. В телефонии для этой цели служит микрофон, который превращает акустические колебания в пропорционально изменяющееся электрическое напряжение. В телеграфии с помощью телеграфного аппарата (телетайпа) оператор заменяет последовательность знаков сообщения (букв, цифр) последовательностью двоичных кодовых символов (0 и 1). В телетайпе они преобразуются в электрические посылки постоянного тока. В телевидении при передаче изображения преобразователем является передающая телевизионная трубка.

Далее следует операция кодирования (coding), под которой понимают преобразование дискретного сообщения в последовательность кодовых символов, осуществляемое по определенному правилу.

При этом каждому элементу сообщения присваивается определенная совокупность кодовых символов, называемая «кодовой комбинацией» («кодовым словом»), а совокупность всех кодовых комбинаций называется «кодом». Правило кодирования принято задавать кодовой таблицей, в которой каждому сообщению соответствует определенная кодовая комбинация. Понятие кодирования применимо только к дискретным сообщениям, поэтому чтобы закодировать речевое сообщение, являющееся аналоговым, его необходимо сначала представить в дискретной форме.

Рис. 1.2. Структурная схема системы передачи информации

В телеграфии первичное кодирование осуществляется с помощью телетайпа, в котором каждая буква, каждая цифра и каждый служебный знак (точка, запятая, знак сложения и т. д.) кодируются первичным кодом. Например, это может быть международный телеграфный код № 2 (МТК-2), каждая комбинация которого содержит по пять двоичных символов. Число возможных комбинаций в этом коде составляет (Формула). Этого вполне достаточно для кодирования всех букв русского алфавита, а для кодирования остальных знаков следует использовать регистровый принцип. В этом случае одна и та же комбинация применяется три раза: в русском, латинском и цифровом регистрах. Общее число разных знаков (букв, цифр и др.), применяемых в коде МТК-2, равно 84.

В 1963 г. появился код ASCII (American Standard Code for Information Interchange) — стандартный американский код для обмена информацией, разработанный для использования в телеграфной связи.

При создании первых персональных ЭВМ фирма IBM приняла его в качестве стандарта для кодирования информации. Каждая комбинация данного кода, состоящая из семи двоичных символов, позволяла использовать 128 кодовых комбинаций. Несколько позже этот код был расширен и дополнен: его комбинации стали содержать по восемь двоичных разрядов, и число этих комбинаций возросло до 256. Благодаря этому его стали применять для кодирования информации не только на английском языке, но и на многих других языках мира. В настоящее время все текстовые сообщения, передаваемые в сети Интернет, кодируются с использованием только этого кода.

Коды МТК-2 и ASCII относятся к так называемым равномерным кодам, поскольку каждая комбинация в них содержит одно и то же число двоичных символов. Также существуют неравномерные коды, комбинации в которых имеют разную длину.

Типичным представителем неравномерных кодов является код Морзе, созданный в 1838 г. американским изобретателем и художником Самюэлем Морзе. В этом коде символ «1», соответствующий токовой посылке, называется точкой, а три единицы — тире. Символ «0» используется как разделительный знак внутри кодовой комбинации, а совокупность из трех нулей разделяет между собой кодовые комбинации. Данный код до сих пор применяется в системах слуховой телеграфной радиосвязи. В 2004 г. в коде Морзе появился символ @ и соответствующая ему кодовая комбинация, введенная Международным союзом электросвязи для удобства передачи адресов электронной почты.

К неравномерным относятся и широко известные коды Хаффмана и Шеннона—Фано. В них, как и в коде Морзе, сообщения, встречающиеся чаще (с большей вероятностью), кодируются короткими кодовыми комбинациями, а сообщения, появляющиеся реже (с меньшей вероятностью), — более длинными кодовыми комбинациями.

Это свойство позволяет устранять избыточность в источниках сообщений (т. е. производить «сжатие» информации). Такие коды называются «префиксными», поскольку в своем составе они не имеют кодовых комбинаций, которые являются началом (префиксом) любых других. Данное свойство позволяет легко распознавать принимаемые сообщения. Код Шеннона—Фано более простой в построении, однако код Хаффмана несколько удобнее в практической реализации. Код Хаффмана используется в технике факсимильной связи и в компьютерных технологиях при создании файлов видеоизображений в формате JPEG, а также для сжатия видеосигналов в телевизионной цифровой технике на основе стандарта MPEG.

Код Хаффмана, предложенный в 1952 г., можно построить следующим образом. Сначала все сообщения располагаются в порядке убывания вероятностей их появления. Затем сообщения с наименьшими вероятностями, стоящие внизу, объединяются в одно промежуточное (вспомогательное) сообщение, которому приписывается значение, равное сумме вероятностей сообщений, из которых оно составлено. Полученную таким образом точку называют узлом, а пути, ведущие в нее, обозначают кодовыми символами: 1 (верхний) и 0 (нижний). Затем из оставшихся сообщений с учетом промежуточного сообщения вновь находят пару с наименьшими вероятностями, которая аналогично объединяется в очередное промежуточное сообщение с значением вероятности, равным сумме вероятностей, входящих в эту пару сообщений. Во второй полученный узел также ведут два пути: единичный и нулевой. Далее процесс объединения продолжается рекурсивно до получения завершающего вспомогательного сообщения с суммарной вероятностью, равной единице. Эту последнюю полученную точку называют корнем кодового дерева, ветвями которого являются пути, приводящие в соответствующие узлы. Считывание кодовых символов производится в обратном направлении: от корня дерева к исходным сообщениям. В качестве кодовых комбинаций сообщений записываются последовательности двоичных символов, встречающиеся на каждом пути, соединяющем соседние узлы дерева.

Пример построения кодового дерева и полученные при этом комбинации для источника сообщений, создающего символы a, b, с, d, e, f, вероятности (Формула) которых равны соответственно 0,33, 0,22, 0,13, 0,12, 0,11, 0,09, представлены на рис. 1.3, а. На рис. 1.3, б приведена таблица, поясняющая процесс объединения сообщений в промежуточные узлы.

Пример построения кодового дерева

Рис. 1.3. Пример построения кодового дерева (а) и таблица шагов (б) при построении кода Хаффмана

Среднюю длину комбинации кода Хаффмана можно найти с помощью соотношения


где Рk — вероятность появления k-го сообщения, содержащего nk двоичных символов.

Для рассмотренного примера (Формула). Если эти сообщения кодировать равномерным простым кодом, то каждая комбинация должна содержать по три двоичных символа, т.е. n = 3. Следовательно, выигрыш в длине кодовой комбинации в среднем составляет примерно 22%.

Рассмотренные коды относятся к так называемым «первичным» кодам. Равномерные телеграфные коды, представленные ранее, называются также «простыми» («примитивными»), или «кодами без избыточности». Это связано с тем, что искажение любого из символов комбинации приводит к образованию новой разрешенной комбинации, т. е. к ошибке, что выражается в регистрации буквы или цифры, отличающейся от переданного знака.

Существуют также коды, «корректирующие ошибки» (error correction), или «помехоустойчивые», которые строятся таким образом, чтобы для передачи сообщений применялись не все возможные комбинации, а только часть из них, называемые «разрешенными». Это позволяет обнаруживать и исправлять ошибки при искажениях некоторых символов. Корректирующие свойства таких кодов обеспечиваются целенаправленным введением в комбинации примитивных кодов дополнительных (избыточных) символов. Эта операция выполняется в кодирующем устройстве — «кодере».

Примером одного из простейших равномерных корректирующих кодов является код с постоянным весом, т. е. с одинаковым числом единиц в любой из разрешенных кодовых комбинаций, общее число которых определяется соотношением

Наиболее известен код, в котором имеется (Формула) разрешенных 7-элементных комбинаций, содержащих по три токовых и четыре бестоковых посылки. Изменение данного соотношения при передаче сообщений свидетельствует о появлении искажений. С помощью такого кода обнаруживаются одиночные и другие нечетные ошибки. При этом необнаруженными остаются искажения, называемые трансформацией, т. е. искажения, при которых единицы преобразуются в нулевые символы и одновременно нули преобразуются в единицы, но при этом сохраняется соотношение три единицы и четыре нуля.

В общем случае построение корректирующего кода, способного не только обнаруживать, но и исправлять возникающие ошибки, достаточно сложная задача, которая решается с использованием ряда разделов высшей алгебры.

Далее закодированный сигнал поступает в модулятор.

«Модуляцией» (modulation) называется преобразование исходного сигнала посредством изменения параметров сигнала-переносчика в соответствии с преобразуемым (модулируемым) сигналом. В качестве сигнала-переносчика информации применяется гармоническое высокочастотное колебание, импульсная последовательность или шумовой процесс.

При использовании в качестве сигнала-переносчика гармонического колебания S(t) = U cos(ωt + φ) возможна реализация трех видов модуляции: амплитудной (AM), частотной (ЧМ) и фазовой (ФМ). При использовании в качестве управляющего колебания закодированной последовательности двоичных кодовых символов получим дискретную (цифровую) модуляцию, которую принято называть «манипуляцией».

Поясним сказанное с помощью рис. 1.4. При AM символу «1» соответствует передача колебания на несущей частоте в течение времени Τ (длительность посылки), а символу «0» — отсутствие колебания (пауза). При ЧМ осуществляется поочередная передача колебаний с частотой f1, что соответствует передаче символа «1», и колебаний с частотой f0, что соответствует передаче символа «0». При двоичной ФМ происходит изменение фазы несущего колебания на 180° при каждой смене полярности в управляющей последовательности прямоугольных посылок.

Виды дискретной модуляции сигналов

Рис. 1.4. Виды дискретной модуляции сигналов:
а — модулирующий сигнал; б — амплитудная модуляция; в — частотная модуляция; г — фазовая модуляция

Длительность Τ посылки управляющего сигнала позволяет определить техническую скорость передачи (скорость манипуляции), которую принято выражать числом посылок, передаваемых в секунду. Данная единица измерения скорости получила наименование бод (по имени французского изобретателя телеграфного аппарата и кода Ж. -М.Э. Бодо). Один бод соответствует передаче одной электрической посылки в течение одной секунды. Если длительность посылки задается в секундах, то скорость передачи v=1/Τ, Бод.

Усиление модулированных сигналов по мощности и вывод их в линию реализует передатчик {transmitter). В каналах радиосвязи на выходе передатчика включается антенна, которая осуществляет преобразование электрических сигналов в электромагнитные колебания и излучает их в окружающее пространство. Основными характеристиками современного передатчика являются диапазон применяемых частот, мощность и коэффициент полезного действия (КПД). В зависимости от свойств канала связи и предназначения передатчика его мощность может колебаться от долей до нескольких тысяч ватт. Для сравнения можно сказать о передатчиках сотовых телефонов и широковещательных станций, ведущих радиотрансляцию на сотни и тысячи километров. Диапазоны частот, применяемые в настоящее время, имеют также весьма широкие границы: от сотен килогерц до тысяч мегагерц.

Поскольку отправитель и получатель сообщений в системе передачи информации находятся в различных точках пространства, то между передатчиком и приемником создается некоторая физическая среда. В системах проводной связи — это электрический или оптический кабель, а в системах радиосвязи — область естественного пространства, по которому распространяются электромагнитные волны (радиоволны). В процессе передачи сигнал ослабляется и может искажаться вследствие воздействия всевозможных помех.

Антенна приемника улавливает лишь незначительную долю энергии, которая излучается передающей антенной. Далее происходит усиление принятого колебания и выделение сигнала, несущего информацию, предназначенную конкретному получателю. Эти операции осуществляются в приемнике (receiver). Основными характеристиками приемника являются диапазон применяемых частот, чувствительность — способность принимать весьма слабые сигналы на фоне помех, а также избирательность, под которой понимают способность выделять полезные сигналы из совокупности передаваемых колебаний и посторонних мешающих воздействий, отличающихся от принимаемого сигнала частотой.

Принятый сигнал поступает в демодулятор.

«Демодуляция» (demodulation) — это преобразование модулированного сигнала, искаженного помехами, в модулирующий сигнал. Иными словами, посредством демодуляции восстанавливается первичный сигнал, отображающий переданное сообщение. Далее этот сигнал поступает в «устройство преобразования сигнала в сообщение».

В телефонной связи, радиовещании или при звуковом вещании таким устройством является громкоговоритель, в факсимильной связи — приемный факсимильный аппарат, а в телевидении приемная телевизионная трубка.

В системах передачи дискретных сообщений в процессе демодуляции элементы сигнала преобразуются в последовательность кодовых символов, которая поступает в декодер.

«Декодирование» (decoding) — это восстановление дискретного сообщения по выходному сигналу демодулятора, осуществляемое с учетом правила кодирования. Если на передаче был применен помехоустойчивый или корректирующий код, то на выходе декодера образуются кодовые комбинации первичного (простого) кода.

Например, при передаче текстовых сообщений роль преобразователя сигнала в сообщение выполняет приемный буквопечатающий телеграфный аппарат (телетайп), с помощью которого и будет отпечатан текст телеграммы. В системах слуховой телеграфной радиосвязи в качестве преобразователя выступает человек, т.е. оператор, на слух определяющий, какой из сигналов кода Морзе («точка» или «тире») был передан. Оператор также выполняет операцию декодирования, записывая на бумаге текст переданного сообщения.

В системах буквопечатающей телеграфной связи определение сигнала выполняется автоматически с помощью специального устройства, в котором задается некоторое значение порога. Если принятый сигнал превысил пороговое значение, то выдается символ кода, например «1», а если не превысил, — выдается символ «0». В отдельных случаях могут применяться два пороговых значения: положительное и отрицательное. Тогда, если сигнал принимается с искажениями и его уровень оказывается в промежутке между этими порогами, никакого решения не выносится. Вместо сомнительной посылки сигнала вырабатывается особый символ, называемый «стиранием». Введение такого третьего решения повышает вероятность правильного декодирования принятой кодовой комбинации за счет ее повторной передачи по запросу с приемной стороны.

Таким образом, в системах передачи дискретных сообщений решение о передаваемом сообщении принимается в два этапа. Первой решающей схемой в этом случае является демодулятор, а второй — декодер.

В системах передачи аналоговых сообщений решение выносится сразу в демодуляторе. Иногда при передаче дискретных сообщений применяется процедура приема сообщений в целом. В этом случае одним устройством выполняется совместная операция демодуляции-декодирования, в результате чего приходящий ряд сигналов сразу преобразуется в последовательность знаков (букв) сообщения.

Существует ошибочное мнение, что демодуляция и декодирование — это операции, обратные модуляции и кодированию, выполняемые с принятым сигналом. На самом деле в результате различных искажений и воздействия помех принятое колебание может существенно отличаться от переданного сигнала. Поэтому данные операции являются наиболее сложными в системе передачи информации. Для принятия решения о переданном сообщении необходимо детально проанализировать принятый сигнал, для чего его подвергают различным преобразованиям, которые называются обработкой сигнала. Следовательно, одной из задач теории электрической связи является отыскание правил (процедур) оптимальной обработки сигнала, при которых решение о переданном сообщении является наиболее достоверным.

Завершая рассмотрение системы передачи информации, отметим, что качество обработки сигналов существенным образом зависит от точности синхронизации переданных и принятых сигналов. При этом различают следующие виды синхронизации: «тактовую» — установление границ посылок сигналов, «цикловую», при которой следует различать границы кодовых комбинаций, синхронизацию несущих частот и др. Неточности синхронизации приводят к снижению достоверности приема информации. Сбой в работе системы синхронизации делает вообще невозможным правильный прием переданных сообщений. Подробно системы синхронизации рассматриваются в специальных курсах.

Проанализированная система передачи информации является одноканальной, т.е. она обеспечивает передачу информации от одного источника к одному получателю.

Существуют также многоканальные системы. Упрощенная схема одной из таких систем показана на рис. 1.5, в которой по одной общей линии связи обеспечивается обмен информацией между несколькими абонентами. В такой системе первичные сигналы, подлежащие передаче, преобразуются посредством модуляторов M1, M2, …, Мn в электрические сигналы U1(t), U2(t), …, Un(t), a затем объединяются в аппаратуре уплотнения. Полученный таким образом групповой (суммарный) сигнал UΣ(t) передается по линии связи. На приемной стороне колебание Z(t) = UΣ(t) + n(t), искаженное помехами, с помощью устройства разделения, основу которого составляют индивидуальные фильтры Ф1, Φ2, …, Фn, разделяется на сигналы (Формула), которые с помощью демодуляторов D1, D2, …, Dn преобразуются в первичные сигналы (Формула). Для разделения сигналов обычно используется их различие по частоте, времени или форме.

Многоканальная система передачи информации

Рис. 1.5. Структурная схема многоканальной системы передачи информации

В заключение отметим, что в современных системах передачи дискретных сообщений принято различать две группы относительно самостоятельных устройств: кодеки и модемы.

«Кодек» (сокращение словосочетания кодер-декодер) — устройство, в котором сообщение в процессе передачи преобразуется в код (кодер), а код в процессе приема преобразуется в сообщение (декодер). «Модем» (сокращение словосочетания модулятор-демодулятор) — устройство, преобразующее при передаче код в сигнал (модулятор), а при приеме сигнал в код (демодулятор). Обычно эти устройства выполняются в виде целостных узлов, через которые проходят цепи на передачу и на прием точно так же, как в телефонных аппаратах.

Общая схема передачи и приема черно-белого телевизионного изображения

Схема передачи и приема телевизионного изображения представлена на рис. ..

Изображение объекта при помощи оптической системы (1) проецируют на оптико-электронный преобразователь — передающую трубку (2) (или ПЗС1). В передающей трубке оптическое изображение преобразуется в электрический сигнал, несущий информацию об изображении, который называют видеосигналом. Он усиливается в видеоусилителе (5) и

поступает на передающее устройство (6), где видеосигнал модулирует по амплитуде высокочастотные колебания (несущую частоту), вырабатываемые генератором высокой частоты.

В результате модуляции образуются амплитудно-моду-лированные высокочастотные колебания — телевизионный сигнал (ТВ-сигнал). Этот сигнал направляют на антенну, где он преобразуется в электромагнитные колебания и излучается в пространство. Роль канала связи могут выполнять радиопередатчики, ретрансляторы, кабельная, радиорелейная, спутниковая, световодная и другие линии связи, удовлетворяющие требованиям неискаженной передачи ТВ-сигнала.

Совместно с телевизионным сигналом при помощи отдельного радиопередатчика передают сигнал звукового сопровождения.

Электромагнитные колебания в приемной телевизионной антенне преобразуются в электрические и поступают в приемное устройство (7) телевизора. Здесь они усиливаются и детектируются, в результате чего из телевизионного сигнала выделяется видеосигнал. Его усиливают в видеоусилителе (8) и направляют на кинескоп (9), где он преобразуется в оптическое изображение.

Развертку телевизионного изображения по горизонтали и по вертикали на передающей и принимающей сторонах осуществляют блоки строчной и кадровой разверток (3) и (11). Для одновременного синхронного движения электронного луча при развертке изображения в передающей и приемной трубках используют — на передающей стороне синхрогенератор (4), а в телевизоре — селектор импульсов синхронизации (блок синхронизации) (10).

Синхрогенератор создает специальные импульсы (синхроимпульс), управляющие работой блоков развертки. Одновременно синхроимпульсы подают на видеоусилитель, где они вливаются в телевизионный сигнал для передачи в его составе. В телевизоре синхроимпульсы выделяются блоком синхронизации (селектором импульсов синхронизации) (10) и

при помощи блоков строчной и кадровой разверток (3) управляют движением луча по экрану кинескопа, обеспечивая синхронность и синфазность движения сканирующих элементов анализирующего и синтезирующих устройств.

2.1. Цифровая система передачи городских сетей ИКМ-120-4/5. Технические данные, состав оборудования.

Система передачи ИКМ-120 предназначена для организации каналов на местных и внутризоновых сетях связи путем уплотнения высокочастотных симметричных кабелей ЗКПАП-1 х 4, МКСА-1 х 4, МКСВ-4 х 4, МКСБ-7 х 4, МКСАП-4 х 4. Система обеспечивает организацию 120 каналов ТЧ или передачу стандартной 60-канальной группы со спектром 312…552 кГц и одного первичного цифрового потока на 30 каналов (общее число каналов при этом — 90). Скорость передачи группового потока 8448 кбит/с, общая длина переприемного участка до 600 км, расстояние между обслуживаемыми пунктами до 200 км, длина регенерационного участка 5±0,5 км.

Линейный тракт организуется по двухкабельной четырехпроводной схеме связи. Применение двухкабельной схемы обеспечивает необходимую защищенность между прямым и обратным направлениями передачи. Однако известно, что двухкабельная схема организации связи уступает однокабельной по технико-экономическим показателям. В настоящее время для организации однокабельной схемы разрабатываются симметричные кабели, где экранируется каждая пара или группа пар.

Благодаря существенному различию в рабочих диапазонах частот линейный тракт аппаратуры ИКМ-120 может работать совместно с линейным трактом аппаратуры К-60П по одним и тем же кабелям, но разным парам. Однако на возможность совместной работы накладывают ограничения различные способы организации дистанционного питания. Так, организация совместной работы систем передачи К-60П и ИКМ-120 по одночетверочному кабелю затруднена.

Схема организации связи системы передачи ИКМ-120 изображена на рис. 2.


Рис. 2. Схема организации связи системы передачи ИКМ-120

В состав аппаратуры входят :

· аналого-цифровое оборудование формирования стандартных первичных цифровых потоков АЦО;

·  оборудование вторичного временного группообразования ВВГ;

·  оконечное оборудование линейного тракта ОЛТ, необслуживаемые регенерационные пункты НРП.

Групповой поток со скоростью 8448 кбит/с формируется из четырех первичных потоков, имеющих скорость 2048 кбит/с.

Если использовать основной вариант работы на 120 каналов ТЧ, то эти первичные потоки могут быть организованы на оборудовании АЦО, применяемом в ИКМ-30. Разработана и специальная стойка для установки в ЛАЦ междугородных телефонных станций стойка аналого-цифрового каналообразования САЦК-1. Ознакомиться с описанием стойки САЦК- 1 можно в главе 10 электронного учебника. Ввод цифровой информации синхронный. Эти цифровые каналы образуются на месте канальных интервалов КИ

0 и КИ22. Структура построения временного цикла аналогична стандартному первичному цифровому потоку 2048 кбит/с.

При организации передачи стандартной 60-канальной группы и одного первичного цифрового потока для обработки стандартной , группы применяется специальное оборудование АЦО-ЧД-60.

В состав оборудования оконечной станции и ОРП системы ИКМ-120-4/5 входят комплексы КЛТ-2С, которые предназначены для организации линейного световодного тракта.

Комплекс устанавливается в блок ОЛТ-24.

Существует следующие виды комплектов КЛТ:

КЛТ-24 – для регенерационного участка с затуханием 37 дБ на длине волны 1,3 мкм

КЛТ-25 – для регенерационного участка с затуханием до 50 дБ на длине волны 0,85 мкм

КЛТ-26 – для регенерационного участка с затуханием до 24 дБ на длине волны 1,3 мкм

КЛТ-27 – для регенерационного участка с затуханием до 34 дБ на длине волны 0,85 мкм

Оборудование ИКМ-120-4/5, установленное в лаборатории ЦСП содержит комплект КЛТ-24.

Уровень оптического сигнала для КЛТ-24 составляет:

на выходе – -3дБ;

на входе – от -40 до -10 дБ.

Блок оборудования линейного световодного тракта ОЛТ-24 предназначен для организации линейного световодного тракта вторичной цифровой системы в составе аппаратуры ИКМ-120-4/5.

Также от УСО поступают запросы 0…15 об авариях в платах блока ОЛТ-24. Плата КС-23 обеспечивает преобразования квазитроичного пятиуровнего сигнала от УСО в двоичный, обработку этого сигнала, выделение информации, тактовой частоты, хронирующей метки пакета.

Плата КС-24 предназначена для формирования пакета данных на скорости 64 кбит об авариях блока и о выполнении команд.

Плата РТ-24 предназначена для питания микроохладителей ТЭМО-7, установленных в излучателе плат ПД-24.

Плата РТ-24 регулирует ток, поддерживая температуру внутри излучателя не выше 20оС, микроохладители подключены к плате последовательно, т. к. температурные условия в блоке одинаковы для обеих комплектов КЛТ-24. Датчиком температуры служат терморезисторы ММТ-1.

Входной информационный сигнал от ОВГ в коде HDB-3 поступает через лицевой разъем платы РС и кроссплату блока ОЛТ-24 на плату ПД. Здесь происходит преобразование сигнала из кода HDB-3 в линейный код MCMI. Далее сигнал преобразуется в оптический с помощью ЛД или СИД и через соединитель оптический поступает в оптический кабель.

Оптический сигнал из оптического кабеля через соединитель оптический поступает на плату ПР, где происходит преобразование оптического сигнала в электрический с помощью ЛФД. Преобразованный сигнал после усиления поступает с платы ПР на плату РС. На плате РС сигнал регенерируется (восстанавливается амплитуда, форма и тактирование) и преобразуется из кода MCMI в код HDB-3.

Плата ПД предназначена для преобразования электрического информационного сигнала в коде HDB-3, поступающего через стык с ОВГ, в линейный оптический сигнал в коде MCMIна длине волны излучения 1,3 мкм и 0,85 мкм, а также для формирования сигналов по запросу блока ОЛТ-24.

Контрольные вопросы.

1.    Для чего предназначен ИКМ-120-4/5?

2.    Какие блоки входят в состав оборудования ИКМ-120-4/5?

3.    Для чего предназначены эти блоки?

4.    Какие виды комплектов КЛТ существует?

 

 

Система передачи финансовых сообщений | Банк России

Система передачи финансовых сообщений Банка России (СПФС) — это альтернативный канал передачи электронных сообщений по финансовым операциям. СПФС гарантирует бесперебойность передачи финансовых сообщений как внутри страны, так и за ее пределами.

Подключение кредитных организаций и их клиентов — юридических лиц к СПФС происходит по мере их технической готовности и установления договорных отношений с Банком России. Процедурные аспекты определены отдельным нормативным актом Банка России.

Для организации взаимодействия с использованием СПФС иностранной организации необходимо направить заполненную анкету и копии документов о регистрации юридического лица (переведенные на русский язык, удостоверенные апостилем) на электронный адрес [email protected] ru.

Также для иностранных и российских кредитных организаций и юридических лиц реализована схема подключения к СПФС через «сервис-бюро». Этот способ позволяет получить доступ к сервисам СПФС через организацию-партнера. Подробнее…

Размещено в целях предварительного информирования российских юридических лиц. Сроки заключения договоров по новой форме договора об оказании услуг по передаче электронных сообщений по финансовым операциям с использованием системы передачи финансовых сообщений Банка России будут доведены дополнительно

Размещено в целях предварительного информирования российских юридических лиц. Сроки заключения договоров по новой форме договора об оказании услуг по передаче электронных сообщений по финансовым операциям с использованием системы передачи финансовых сообщений Банка России будут доведены дополнительно

Страница была полезной?

Да Нет

Последнее обновление страницы: 05. 04.2021

Схема переключения передач МТЗ 82 opex.ru

Array
(
    [DATE_ACTIVE_FROM] => 26.09.2019 10:29:00
    [~DATE_ACTIVE_FROM] => 26.09.2019 10:29:00
    [ID] => 508539753
    [~ID] => 508539753
    [NAME] => Схема переключения передач МТЗ 82
    [~NAME] => Схема переключения передач МТЗ 82
    [IBLOCK_ID] => 33
    [~IBLOCK_ID] => 33
    [IBLOCK_SECTION_ID] => 
    [~IBLOCK_SECTION_ID] => 
    [DETAIL_TEXT] => 

МТЗ-80/82 «Беларусь» является одним из самых массовых тракторов в бывшем СССР. Данная машина выпускалась в Минске, а также на ряде других заводов СССР с 1974 года и продолжает выпускаться до сегодняшнего дня.

Изначально трактор разрабатывался как лёгкая сельскохозяйственная машина. Однако в нашей стране он получил на много более широкое применение. На базе МТЗ-80/82 делалась разнообразная строительная техника, такая как бульдозеры и экскаваторы, которая стала не менее известна, чем сельскохозяйственная.

Поэтому информация о работе и обслуживании этого трактора будет интересна самой широкой публике. В статье ниже будет подробно рассмотрена коробка передач МТЗ 82, её возможности, а также порядок переключения скоростей МТЗ 82.

МТЗ-82: схема переключения передач, порядок переключения режимов

Схема переключения скоростей у тракторов МТЗ-80/82 «Беларусь» существенно отличается от таковой на автомобилях, поэтому стоит о ней рассказать подробней.

КПП МТЗ 82 рассчитана на 11 скоростей, вместе с нейтральной передачей их 12. Что любопытно, все эти скорости включаются одним рычагом.

О том, где какая передача, можно узнать на картинке ниже:

Схема включения передач на тракторах МТЗ-80/82 «Беларусь»

На схеме римскими цифрами обозначены режимы:

  • I – понижающий;
  • II – повышающий.

Первое что нужно сделать, это включить режим, которым вы планируете двигаться. Он включается в крайнем левом положении. При этом обращаю внимание, что положение ручки при включении режима отличается от её положения при включении скорости. При включении режима ход ручки КПП намного больше.

Включение режима происходит следующим образом. Сцепление выжимается до отказа (у трактора оно находится там же где и у автомобиля, это крайняя левая педаль), после чего включается нужный вам режим.

После того как режим включен, возвращаете ручку в нейтральное положение и можно включать скорости. При включении понижающего режима, вам доступны скорости 1, 3, 5, 4, а также пониженная передача назад.

Если же вам нужно перейти в повышающий режим, то для этого сначала его нужно включить, переведя ручку влево вверх. После этого вы её возвращаете в нейтральное положение и вам доступны повышающие режимы. То есть 2, 6, 8, 7 скорости и повышенная назад.

Девятая передача прямая, она включается при всех режимах КПП, то есть при пониженном и при повышенном.

Тем, кому из текста непонятно как правильно пользоваться КПП на тракторах Беларусь предлагаю все, что описано выше посмотреть на видео:

Обращаю внимание читателей, что коробка передач МТЗ-80/82 несинхронизированная, а значит, все манипуляции с ней нужно делать через двойной выжим сцепления. Как это делается?

Если трактор движется, на какой-либо передаче, то при первом выжиме сцепления вы включаете нейтральный режим. Тогда вы полностью отпускаете сцепление после чего жмёте его ещё один раз для того, чтобы включить нужную вам скорость. Это и есть двойной выжим сцепления.

Обращаю внимание, что КПП МТЗ-80/82 довольно сложный механизм, движок МТЗ-80 имеет достаточно большой момент, чтобы срезать зубцы на шестернях, а также раскрошить их. Поэтому нужно добиваться включения передач без рыков и иного шума. Это позволит сохранять коробку в работоспособном состоянии долгое время.

Устройство коробки передач МТЗ-80 и МТЗ-82

КПП МТЗ-80/82 представляет собой чугунный картер, в котором расположено 4 вала, на которые надеты шестерёнки. Главными валами являются первичный и вторичный, которые расположены один над другим. При формировании крутящего момента им помогают два других вала — промежуточный и дополнительный.

Все валы КПП опираются на подшипники, расположенные в стенках корпуса коробки, а также в центральной перегородке.

Сам картер КПП заполнен трансмиссионным маслом, которое обеспечивает смазку трущихся поверхностей. Для того, чтобы масло ни покидало картер коробки, на оконечностях валов присутствуют сальники.

Фото КПП МТЗ-80/82

Первичный вал

Первичный вал является одной из самых важных деталей КПП. Именно на него, через сцепление попадает крутящий момент из двигателя в КПП. Одна сторона первичного вала взаимодействует с корзиной сцепления. Другая сторона передаёт крутящий момент муфте вторичного вала.

Первичный вал в коробке опирается на два подшипника и на нём надеты шестерни, которые отвечают за включение 3-й, 4-й, а также 5-й скоростей трактора.

Ещё одной важной функцией первичного вала является передача вращения ходоуменьшителю. С ним он связан посредством зубчатой передачи.

Порядок работы КПП МТЗ-80 и МТЗ-82

На рисунке выше показана схема коробки передач МТЗ-80/82. Она потребуется для понимания порядка работы КПП.

Крутящий момент от двигателя, через сцепление, передаётся к первичному валу, который обозначен цифрой 1. На валу находятся две шестерни (цифры 3 и 4). Эти шестерни могут передвигаться вдоль вала, именно они отвечают за 5, 4, 7, 8 скорости. Порядок включения этих скоростей можно также увидеть на рисунке.

Кроме этого, шестерня 4 при зацеплении с шестерней 5, включает 9 передачу.

Промежуточный вал, обозначенный цифрой 14, отвечает за передачу крутящего момента к вторичному валу КПП, обозначенному цифрой 7.

Подвижные шестерни у этого вала обозначены цифрой 18. Именно блок этих шестерёнок, при передвижении по валу вперёд, отвечает за 1, 3, 4, 5, а также за 1 заднюю скорости. Если же этот блок передвигается назад, то он отвечает за включение 2, 6, 7, 8 и 2 задней передач.

Дополнительный вал, обозначенный цифрой 27, участвует в формировании крутящего момента 1 и 2 передачи вперёд, а также обоих скоростей заднего хода.

Вторичный вал (цифра 7) передает крутящий момент непосредственно на ведущие колёса. Все передачи идут через промежуточный или дополнительный валы и только в прямой 9-й скорости участвуют 2 вала: первичный (1) и вторичный (7).

Конструкция реверс-редуктора МТЗ-80 и МТЗ-82

Между корпусом сцепления и КПП располагается реверс-редуктор. Этот узел отвечает за быстрое изменение направления движения с переднего на задний.

Реверс-редуктор состоит из двух узлов: блока валов и шестеренок, а также узла управления редуктором. Чертёж реверс-редуктора можно увидеть на рисунке ниже:

Цифрами на рисунке обозначены:

  1. крышка реверс-редуктора;
  2. синхронизатор;
  3. рычажок;
  4. валик с вилкой;
  5. шарик фиксатора;
  6. стакан;
  7. втулка;
  8. первичный вал КП;
  9. ведомая шестерня;
  10. коробка передач;
  11. гнездо переднее;
  12. корпус сцепления;
  13. промежуточная шестерня;
  14. ось сателлита;
  15. штифт;
  16. сателлит;
  17. шарикоподшипник;
  18. силовой вал;
  19. ведущая шестерня;
  20. крышка;
  21. механизм параллелограмма;
  22. рычаг управления реверс-редуктором.

Техническое обслуживание коробки передач МТЗ-82

В отличие от механических КПП автомобилей, коробки передач тракторов приходиться обслуживать. Обслуживание КПП тракторов МТЗ-80/82 заключается в контроле уровня смазки, своевременной её замене, а также контроле уровня затяжки всех болтовых соединений узла.

Масло в коробке передач МТЗ-80/83 нужно менять при ТО-3, которое проводится каждые 960 часов работы трактора.

На правой стенке коробки передач присутствует контрольная пробка, в нормальных условиях масло должно быть чуть ниже этого отверстия, если же масло существенно ниже этой контрольной точки, то его нужно долить. Стоит помнить, что для проверки уровня масла нужно поместить трактор на горизонтальную поверхность.

Как уже писалось выше, масло в КПП меняется при ТО-3. При этом в коробку передач можно заливать следующие виды масел:

  • ТЭ-15-ЭФО;
  • Тап-15В;
  • Моторное автомобильное масло М12Г1.

Замену масла в КПП МТЗ-80/82 производят сразу же после окончания работы трактора, ещё до того, как масло в коробке остынет. Именно при этих условиях можно добиться полного слива масла из картера КПП.

Ещё одним важным аспектом контроля технического состояния КПП является контроль осевого зазора в подшипниках вторичного вала. По условиям эксплуатации допускается зазор 0,3 мм.

Признаками превышения зазора являются посторонние шумы и стуки в коробке передач. Для того, чтобы устранить эти признаки нужно произвести регулировку зазора.

[~DETAIL_TEXT] =>

МТЗ-80/82 «Беларусь» является одним из самых массовых тракторов в бывшем СССР. Данная машина выпускалась в Минске, а также на ряде других заводов СССР с 1974 года и продолжает выпускаться до сегодняшнего дня.

Изначально трактор разрабатывался как лёгкая сельскохозяйственная машина. Однако в нашей стране он получил на много более широкое применение. На базе МТЗ-80/82 делалась разнообразная строительная техника, такая как бульдозеры и экскаваторы, которая стала не менее известна, чем сельскохозяйственная.

Поэтому информация о работе и обслуживании этого трактора будет интересна самой широкой публике. В статье ниже будет подробно рассмотрена коробка передач МТЗ 82, её возможности, а также порядок переключения скоростей МТЗ 82.

МТЗ-82: схема переключения передач, порядок переключения режимов

Схема переключения скоростей у тракторов МТЗ-80/82 «Беларусь» существенно отличается от таковой на автомобилях, поэтому стоит о ней рассказать подробней.

КПП МТЗ 82 рассчитана на 11 скоростей, вместе с нейтральной передачей их 12. Что любопытно, все эти скорости включаются одним рычагом.

О том, где какая передача, можно узнать на картинке ниже:

Схема включения передач на тракторах МТЗ-80/82 «Беларусь»

На схеме римскими цифрами обозначены режимы:

  • I – понижающий;
  • II – повышающий.

Первое что нужно сделать, это включить режим, которым вы планируете двигаться. Он включается в крайнем левом положении. При этом обращаю внимание, что положение ручки при включении режима отличается от её положения при включении скорости. При включении режима ход ручки КПП намного больше.

Включение режима происходит следующим образом. Сцепление выжимается до отказа (у трактора оно находится там же где и у автомобиля, это крайняя левая педаль), после чего включается нужный вам режим.

После того как режим включен, возвращаете ручку в нейтральное положение и можно включать скорости. При включении понижающего режима, вам доступны скорости 1, 3, 5, 4, а также пониженная передача назад.

Если же вам нужно перейти в повышающий режим, то для этого сначала его нужно включить, переведя ручку влево вверх. После этого вы её возвращаете в нейтральное положение и вам доступны повышающие режимы. То есть 2, 6, 8, 7 скорости и повышенная назад.

Девятая передача прямая, она включается при всех режимах КПП, то есть при пониженном и при повышенном.

Тем, кому из текста непонятно как правильно пользоваться КПП на тракторах Беларусь предлагаю все, что описано выше посмотреть на видео:

Обращаю внимание читателей, что коробка передач МТЗ-80/82 несинхронизированная, а значит, все манипуляции с ней нужно делать через двойной выжим сцепления. Как это делается?

Если трактор движется, на какой-либо передаче, то при первом выжиме сцепления вы включаете нейтральный режим. Тогда вы полностью отпускаете сцепление после чего жмёте его ещё один раз для того, чтобы включить нужную вам скорость. Это и есть двойной выжим сцепления.

Обращаю внимание, что КПП МТЗ-80/82 довольно сложный механизм, движок МТЗ-80 имеет достаточно большой момент, чтобы срезать зубцы на шестернях, а также раскрошить их. Поэтому нужно добиваться включения передач без рыков и иного шума. Это позволит сохранять коробку в работоспособном состоянии долгое время.

Устройство коробки передач МТЗ-80 и МТЗ-82

КПП МТЗ-80/82 представляет собой чугунный картер, в котором расположено 4 вала, на которые надеты шестерёнки. Главными валами являются первичный и вторичный, которые расположены один над другим. При формировании крутящего момента им помогают два других вала — промежуточный и дополнительный.

Все валы КПП опираются на подшипники, расположенные в стенках корпуса коробки, а также в центральной перегородке.

Сам картер КПП заполнен трансмиссионным маслом, которое обеспечивает смазку трущихся поверхностей. Для того, чтобы масло ни покидало картер коробки, на оконечностях валов присутствуют сальники.

Фото КПП МТЗ-80/82

Первичный вал

Первичный вал является одной из самых важных деталей КПП. Именно на него, через сцепление попадает крутящий момент из двигателя в КПП. Одна сторона первичного вала взаимодействует с корзиной сцепления. Другая сторона передаёт крутящий момент муфте вторичного вала.

Первичный вал в коробке опирается на два подшипника и на нём надеты шестерни, которые отвечают за включение 3-й, 4-й, а также 5-й скоростей трактора.

Ещё одной важной функцией первичного вала является передача вращения ходоуменьшителю. С ним он связан посредством зубчатой передачи.

Порядок работы КПП МТЗ-80 и МТЗ-82

На рисунке выше показана схема коробки передач МТЗ-80/82. Она потребуется для понимания порядка работы КПП.

Крутящий момент от двигателя, через сцепление, передаётся к первичному валу, который обозначен цифрой 1. На валу находятся две шестерни (цифры 3 и 4). Эти шестерни могут передвигаться вдоль вала, именно они отвечают за 5, 4, 7, 8 скорости. Порядок включения этих скоростей можно также увидеть на рисунке.

Кроме этого, шестерня 4 при зацеплении с шестерней 5, включает 9 передачу.

Промежуточный вал, обозначенный цифрой 14, отвечает за передачу крутящего момента к вторичному валу КПП, обозначенному цифрой 7.

Подвижные шестерни у этого вала обозначены цифрой 18. Именно блок этих шестерёнок, при передвижении по валу вперёд, отвечает за 1, 3, 4, 5, а также за 1 заднюю скорости. Если же этот блок передвигается назад, то он отвечает за включение 2, 6, 7, 8 и 2 задней передач.

Дополнительный вал, обозначенный цифрой 27, участвует в формировании крутящего момента 1 и 2 передачи вперёд, а также обоих скоростей заднего хода.

Вторичный вал (цифра 7) передает крутящий момент непосредственно на ведущие колёса. Все передачи идут через промежуточный или дополнительный валы и только в прямой 9-й скорости участвуют 2 вала: первичный (1) и вторичный (7).

Конструкция реверс-редуктора МТЗ-80 и МТЗ-82

Между корпусом сцепления и КПП располагается реверс-редуктор. Этот узел отвечает за быстрое изменение направления движения с переднего на задний.

Реверс-редуктор состоит из двух узлов: блока валов и шестеренок, а также узла управления редуктором. Чертёж реверс-редуктора можно увидеть на рисунке ниже:

Цифрами на рисунке обозначены:

  1. крышка реверс-редуктора;
  2. синхронизатор;
  3. рычажок;
  4. валик с вилкой;
  5. шарик фиксатора;
  6. стакан;
  7. втулка;
  8. первичный вал КП;
  9. ведомая шестерня;
  10. коробка передач;
  11. гнездо переднее;
  12. корпус сцепления;
  13. промежуточная шестерня;
  14. ось сателлита;
  15. штифт;
  16. сателлит;
  17. шарикоподшипник;
  18. силовой вал;
  19. ведущая шестерня;
  20. крышка;
  21. механизм параллелограмма;
  22. рычаг управления реверс-редуктором.

Техническое обслуживание коробки передач МТЗ-82

В отличие от механических КПП автомобилей, коробки передач тракторов приходиться обслуживать. Обслуживание КПП тракторов МТЗ-80/82 заключается в контроле уровня смазки, своевременной её замене, а также контроле уровня затяжки всех болтовых соединений узла.

Масло в коробке передач МТЗ-80/83 нужно менять при ТО-3, которое проводится каждые 960 часов работы трактора.

На правой стенке коробки передач присутствует контрольная пробка, в нормальных условиях масло должно быть чуть ниже этого отверстия, если же масло существенно ниже этой контрольной точки, то его нужно долить. Стоит помнить, что для проверки уровня масла нужно поместить трактор на горизонтальную поверхность.

Как уже писалось выше, масло в КПП меняется при ТО-3. При этом в коробку передач можно заливать следующие виды масел:

  • ТЭ-15-ЭФО;
  • Тап-15В;
  • Моторное автомобильное масло М12Г1.

Замену масла в КПП МТЗ-80/82 производят сразу же после окончания работы трактора, ещё до того, как масло в коробке остынет. Именно при этих условиях можно добиться полного слива масла из картера КПП.

Ещё одним важным аспектом контроля технического состояния КПП является контроль осевого зазора в подшипниках вторичного вала. По условиям эксплуатации допускается зазор 0,3 мм.

Признаками превышения зазора являются посторонние шумы и стуки в коробке передач. Для того, чтобы устранить эти признаки нужно произвести регулировку зазора.

[DETAIL_TEXT_TYPE] => html [~DETAIL_TEXT_TYPE] => html [PREVIEW_TEXT] =>

МТЗ-80/82 «Беларусь» является одним из самых массовых тракторов в бывшем СССР. Данная машина выпускалась в Минске, а также на ряде других заводов СССР с 1974 года и продолжает выпускаться до сегодняшнего дня.

Изначально трактор разрабатывался как лёгкая сельскохозяйственная машина. Однако в нашей стране он получил на много более широкое применение. На базе МТЗ-80/82 делалась разнообразная строительная техника, такая как бульдозеры и экскаваторы, которая стала не менее известна, чем сельскохозяйственная.

Поэтому информация о работе и обслуживании этого трактора будет интересна самой широкой публике. В статье ниже будет подробно рассмотрена коробка передач МТЗ 82, её возможности, а также порядок переключения скоростей МТЗ 82.

[~PREVIEW_TEXT] =>

МТЗ-80/82 «Беларусь» является одним из самых массовых тракторов в бывшем СССР. Данная машина выпускалась в Минске, а также на ряде других заводов СССР с 1974 года и продолжает выпускаться до сегодняшнего дня.

Изначально трактор разрабатывался как лёгкая сельскохозяйственная машина. Однако в нашей стране он получил на много более широкое применение. На базе МТЗ-80/82 делалась разнообразная строительная техника, такая как бульдозеры и экскаваторы, которая стала не менее известна, чем сельскохозяйственная.

Поэтому информация о работе и обслуживании этого трактора будет интересна самой широкой публике. В статье ниже будет подробно рассмотрена коробка передач МТЗ 82, её возможности, а также порядок переключения скоростей МТЗ 82.

[PREVIEW_TEXT_TYPE] => html [~PREVIEW_TEXT_TYPE] => html [DETAIL_PICTURE] => [~DETAIL_PICTURE] => [TIMESTAMP_X] => 13.01.2020 05:16:08 [~TIMESTAMP_X] => 13.01.2020 05:16:08 [ACTIVE_FROM] => 26.09.2019 10:29:00 [~ACTIVE_FROM] => 26.09.2019 10:29:00 [LIST_PAGE_URL] => /press/articles/ [~LIST_PAGE_URL] => /press/articles/ [DETAIL_PAGE_URL] => /press/articles/skhema-pereklyucheniya-peredach-mtz-82/ [~DETAIL_PAGE_URL] => /press/articles/skhema-pereklyucheniya-peredach-mtz-82/ [LANG_DIR] => / [~LANG_DIR] => / [CODE] => skhema-pereklyucheniya-peredach-mtz-82 [~CODE] => skhema-pereklyucheniya-peredach-mtz-82 [EXTERNAL_ID] => 508539753 [~EXTERNAL_ID] => 508539753 [IBLOCK_TYPE_ID] => content [~IBLOCK_TYPE_ID] => content [IBLOCK_CODE] => articles [~IBLOCK_CODE] => articles [IBLOCK_EXTERNAL_ID] => [~IBLOCK_EXTERNAL_ID] => [LID] => s1 [~LID] => s1 [NAV_RESULT] => [DISPLAY_ACTIVE_FROM] => 26. 09.2019 [IPROPERTY_VALUES] => Array ( [SECTION_META_TITLE] => Схема переключения передач МТЗ 82 [SECTION_META_KEYWORDS] => Схема переключения передач МТЗ 82 [SECTION_META_DESCRIPTION] => Схема переключения передач МТЗ 82 [SECTION_PAGE_TITLE] => Схема переключения передач МТЗ 82 [ELEMENT_META_KEYWORDS] => Схема переключения передач МТЗ 82 [ELEMENT_PAGE_TITLE] => Схема переключения передач МТЗ 82 [SECTION_PICTURE_FILE_ALT] => Схема переключения передач МТЗ 82 [SECTION_PICTURE_FILE_TITLE] => Схема переключения передач МТЗ 82 [SECTION_DETAIL_PICTURE_FILE_ALT] => Схема переключения передач МТЗ 82 [SECTION_DETAIL_PICTURE_FILE_TITLE] => Схема переключения передач МТЗ 82 [ELEMENT_PREVIEW_PICTURE_FILE_ALT] => Схема переключения передач МТЗ 82 [ELEMENT_PREVIEW_PICTURE_FILE_TITLE] => Схема переключения передач МТЗ 82 [ELEMENT_DETAIL_PICTURE_FILE_ALT] => Схема переключения передач МТЗ 82 [ELEMENT_DETAIL_PICTURE_FILE_TITLE] => Схема переключения передач МТЗ 82 [ELEMENT_META_TITLE] => Схема переключения передач МТЗ 82 в Техническом центре ОРЕХ в г. Балашиха Московской области [ELEMENT_META_DESCRIPTION] => Схема переключения передач МТЗ 82 в Техническом центре ОРЕХ в г. Балашиха Московской области. Ремонт большегрузной техники и продажа запчастей для грузовых автомобилей всех марок. Тел. +7 (495) 741-66-107 ) [FIELDS] => Array ( [DATE_ACTIVE_FROM] => 26.09.2019 10:29:00 ) [DISPLAY_PROPERTIES] => Array ( ) [IBLOCK] => Array ( [ID] => 33 [~ID] => 33 [TIMESTAMP_X] => 29.04.2021 14:36:58 [~TIMESTAMP_X] => 29.04.2021 14:36:58 [IBLOCK_TYPE_ID] => content [~IBLOCK_TYPE_ID] => content [LID] => s1 [~LID] => s1 [CODE] => articles [~CODE] => articles [API_CODE] => [~API_CODE] => [NAME] => Статьи [~NAME] => Статьи [ACTIVE] => Y [~ACTIVE] => Y [SORT] => 500 [~SORT] => 500 [LIST_PAGE_URL] => /press/articles/ [~LIST_PAGE_URL] => /press/articles/ [DETAIL_PAGE_URL] => #SITE_DIR#press/articles/#ELEMENT_CODE#/ [~DETAIL_PAGE_URL] => #SITE_DIR#press/articles/#ELEMENT_CODE#/ [SECTION_PAGE_URL] => [~SECTION_PAGE_URL] => [CANONICAL_PAGE_URL] => [~CANONICAL_PAGE_URL] => [PICTURE] => [~PICTURE] => [DESCRIPTION] => [~DESCRIPTION] => [DESCRIPTION_TYPE] => text [~DESCRIPTION_TYPE] => text [RSS_TTL] => 24 [~RSS_TTL] => 24 [RSS_ACTIVE] => N [~RSS_ACTIVE] => N [RSS_FILE_ACTIVE] => N [~RSS_FILE_ACTIVE] => N [RSS_FILE_LIMIT] => 10 [~RSS_FILE_LIMIT] => 10 [RSS_FILE_DAYS] => 7 [~RSS_FILE_DAYS] => 7 [RSS_YANDEX_ACTIVE] => N [~RSS_YANDEX_ACTIVE] => N [XML_ID] => [~XML_ID] => [TMP_ID] => bb54a993677d00c7337704f59ed12453 [~TMP_ID] => bb54a993677d00c7337704f59ed12453 [INDEX_ELEMENT] => Y [~INDEX_ELEMENT] => Y [INDEX_SECTION] => Y [~INDEX_SECTION] => Y [WORKFLOW] => N [~WORKFLOW] => N [BIZPROC] => N [~BIZPROC] => N [SECTION_CHOOSER] => L [~SECTION_CHOOSER] => L [LIST_MODE] => [~LIST_MODE] => [RIGHTS_MODE] => S [~RIGHTS_MODE] => S [SECTION_PROPERTY] => N [~SECTION_PROPERTY] => N [PROPERTY_INDEX] => N [~PROPERTY_INDEX] => N [VERSION] => 2 [~VERSION] => 2 [LAST_CONV_ELEMENT] => 0 [~LAST_CONV_ELEMENT] => 0 [SOCNET_GROUP_ID] => [~SOCNET_GROUP_ID] => [EDIT_FILE_BEFORE] => [~EDIT_FILE_BEFORE] => [EDIT_FILE_AFTER] => [~EDIT_FILE_AFTER] => [SECTIONS_NAME] => Разделы [~SECTIONS_NAME] => Разделы [SECTION_NAME] => Раздел [~SECTION_NAME] => Раздел [ELEMENTS_NAME] => Элементы [~ELEMENTS_NAME] => Элементы [ELEMENT_NAME] => Элемент [~ELEMENT_NAME] => Элемент [REST_ON] => N [~REST_ON] => N [EXTERNAL_ID] => [~EXTERNAL_ID] => [LANG_DIR] => / [~LANG_DIR] => / [SERVER_NAME] => www. opex.ru [~SERVER_NAME] => www.opex.ru ) [SECTION] => Array ( [PATH] => Array ( ) ) [SECTION_URL] => [META_TAGS] => Array ( [TITLE] => Схема переключения передач МТЗ 82 [ELEMENT_CHAIN] => Схема переключения передач МТЗ 82 [BROWSER_TITLE] => Схема переключения передач МТЗ 82 в Техническом центре ОРЕХ в г. Балашиха Московской области [KEYWORDS] => Схема переключения передач МТЗ 82 [DESCRIPTION] => Схема переключения передач МТЗ 82 в Техническом центре ОРЕХ в г. Балашиха Московской области. Ремонт большегрузной техники и продажа запчастей для грузовых автомобилей всех марок. Тел. +7 (495) 741-66-107 ) [IMAGES] => Array ( ) [FILES] => Array ( ) [VIDEO] => Array ( ) [LINKS] => Array ( ) [BUTTON] => Array ( [SHOW_BUTTON] => [BUTTON_ACTION] => [BUTTON_LINK] => [BUTTON_TARGET] => [BUTTON_JS_CLASS] => [BUTTON_TITLE] => ) )

МТЗ-80/82 «Беларусь» является одним из самых массовых тракторов в бывшем СССР. Данная машина выпускалась в Минске, а также на ряде других заводов СССР с 1974 года и продолжает выпускаться до сегодняшнего дня.

Изначально трактор разрабатывался как лёгкая сельскохозяйственная машина. Однако в нашей стране он получил на много более широкое применение. На базе МТЗ-80/82 делалась разнообразная строительная техника, такая как бульдозеры и экскаваторы, которая стала не менее известна, чем сельскохозяйственная.

Поэтому информация о работе и обслуживании этого трактора будет интересна самой широкой публике. В статье ниже будет подробно рассмотрена коробка передач МТЗ 82, её возможности, а также порядок переключения скоростей МТЗ 82.

Схема переключения скоростей у тракторов МТЗ-80/82 «Беларусь» существенно отличается от таковой на автомобилях, поэтому стоит о ней рассказать подробней.

КПП МТЗ 82 рассчитана на 11 скоростей, вместе с нейтральной передачей их 12. Что любопытно, все эти скорости включаются одним рычагом.

О том, где какая передача, можно узнать на картинке ниже:

На схеме римскими цифрами обозначены режимы:

Первое что нужно сделать, это включить режим, которым вы планируете двигаться. Он включается в крайнем левом положении. При этом обращаю внимание, что положение ручки при включении режима отличается от её положения при включении скорости. При включении режима ход ручки КПП намного больше.

Включение режима происходит следующим образом. Сцепление выжимается до отказа (у трактора оно находится там же где и у автомобиля, это крайняя левая педаль), после чего включается нужный вам режим.

После того как режим включен, возвращаете ручку в нейтральное положение и можно включать скорости. При включении понижающего режима, вам доступны скорости 1, 3, 5, 4, а также пониженная передача назад.

Если же вам нужно перейти в повышающий режим, то для этого сначала его нужно включить, переведя ручку влево вверх. После этого вы её возвращаете в нейтральное положение и вам доступны повышающие режимы. То есть 2, 6, 8, 7 скорости и повышенная назад.

Девятая передача прямая, она включается при всех режимах КПП, то есть при пониженном и при повышенном.

Тем, кому из текста непонятно как правильно пользоваться КПП на тракторах Беларусь предлагаю все, что описано выше посмотреть на видео:

Обращаю внимание читателей, что коробка передач МТЗ-80/82 несинхронизированная, а значит, все манипуляции с ней нужно делать через двойной выжим сцепления. Как это делается?

Если трактор движется, на какой-либо передаче, то при первом выжиме сцепления вы включаете нейтральный режим. Тогда вы полностью отпускаете сцепление после чего жмёте его ещё один раз для того, чтобы включить нужную вам скорость. Это и есть двойной выжим сцепления.

Обращаю внимание, что КПП МТЗ-80/82 довольно сложный механизм, движок МТЗ-80 имеет достаточно большой момент, чтобы срезать зубцы на шестернях, а также раскрошить их. Поэтому нужно добиваться включения передач без рыков и иного шума. Это позволит сохранять коробку в работоспособном состоянии долгое время.

КПП МТЗ-80/82 представляет собой чугунный картер, в котором расположено 4 вала, на которые надеты шестерёнки. Главными валами являются первичный и вторичный, которые расположены один над другим. При формировании крутящего момента им помогают два других вала — промежуточный и дополнительный.

Все валы КПП опираются на подшипники, расположенные в стенках корпуса коробки, а также в центральной перегородке.

Сам картер КПП заполнен трансмиссионным маслом, которое обеспечивает смазку трущихся поверхностей. Для того, чтобы масло ни покидало картер коробки, на оконечностях валов присутствуют сальники.

Первичный вал является одной из самых важных деталей КПП. Именно на него, через сцепление попадает крутящий момент из двигателя в КПП. Одна сторона первичного вала взаимодействует с корзиной сцепления. Другая сторона передаёт крутящий момент муфте вторичного вала.

Первичный вал в коробке опирается на два подшипника и на нём надеты шестерни, которые отвечают за включение 3-й, 4-й, а также 5-й скоростей трактора.

Ещё одной важной функцией первичного вала является передача вращения ходоуменьшителю. С ним он связан посредством зубчатой передачи.

На рисунке выше показана схема коробки передач МТЗ-80/82. Она потребуется для понимания порядка работы КПП.

Крутящий момент от двигателя, через сцепление, передаётся к первичному валу, который обозначен цифрой 1. На валу находятся две шестерни (цифры 3 и 4). Эти шестерни могут передвигаться вдоль вала, именно они отвечают за 5, 4, 7, 8 скорости. Порядок включения этих скоростей можно также увидеть на рисунке.

Кроме этого, шестерня 4 при зацеплении с шестерней 5, включает 9 передачу.

Промежуточный вал, обозначенный цифрой 14, отвечает за передачу крутящего момента к вторичному валу КПП, обозначенному цифрой 7.

Подвижные шестерни у этого вала обозначены цифрой 18. Именно блок этих шестерёнок, при передвижении по валу вперёд, отвечает за 1, 3, 4, 5, а также за 1 заднюю скорости. Если же этот блок передвигается назад, то он отвечает за включение 2, 6, 7, 8 и 2 задней передач.

Дополнительный вал, обозначенный цифрой 27, участвует в формировании крутящего момента 1 и 2 передачи вперёд, а также обоих скоростей заднего хода.

Вторичный вал (цифра 7) передает крутящий момент непосредственно на ведущие колёса. Все передачи идут через промежуточный или дополнительный валы и только в прямой 9-й скорости участвуют 2 вала: первичный (1) и вторичный (7).

Между корпусом сцепления и КПП располагается реверс-редуктор. Этот узел отвечает за быстрое изменение направления движения с переднего на задний.

Реверс-редуктор состоит из двух узлов: блока валов и шестеренок, а также узла управления редуктором. Чертёж реверс-редуктора можно увидеть на рисунке ниже:

В отличие от механических КПП автомобилей, коробки передач тракторов приходиться обслуживать. Обслуживание КПП тракторов МТЗ-80/82 заключается в контроле уровня смазки, своевременной её замене, а также контроле уровня затяжки всех болтовых соединений узла.

Масло в коробке передач МТЗ-80/83 нужно менять при ТО-3, которое проводится каждые 960 часов работы трактора.

На правой стенке коробки передач присутствует контрольная пробка, в нормальных условиях масло должно быть чуть ниже этого отверстия, если же масло существенно ниже этой контрольной точки, то его нужно долить. Стоит помнить, что для проверки уровня масла нужно поместить трактор на горизонтальную поверхность.

Как уже писалось выше, масло в КПП меняется при ТО-3. При этом в коробку передач можно заливать следующие виды масел:

Замену масла в КПП МТЗ-80/82 производят сразу же после окончания работы трактора, ещё до того, как масло в коробке остынет. Именно при этих условиях можно добиться полного слива масла из картера КПП.

Ещё одним важным аспектом контроля технического состояния КПП является контроль осевого зазора в подшипниках вторичного вала. По условиям эксплуатации допускается зазор 0,3 мм.

Признаками превышения зазора являются посторонние шумы и стуки в коробке передач. Для того, чтобы устранить эти признаки нужно произвести регулировку зазора.

Передача информации — Компьютерные сети

Используя ресурсы Интернет, найти ответы на вопросы:

Задание 1

1. Что представляет из себя процесс передачи информации?

Передача информации — физический процесс, посредством которого осуществляется перемещение информации в пространстве. Записали информацию на диск и перенесли в другую комнату. Данный процесс характеризуется наличием следующих компонентов:

  • Источник информации.
  • Приёмник информации.
  • Носитель информации.
  • Среда передачи.

    Схема передачи информации:

    Источник информации – информационный канал – приемник информации.

     

    Информация представляется и передается в форме последовательности сигналов, символов. От источника к приёмнику сообщение передается через некоторую материальную среду. Если в процессе передачи ис­пользуются технические средства связи, то их называют каналами передачи информации (информационными каналами). К ним относятся телефон, радио, ТВ. Органы чувств человека исполняют роль биологических информационных каналов.

    Процесс передачи информации по техническим каналам связи проходит по следующей схеме (по Шеннону):

     

     

     

    Термином «шум» называют разного рода помехи, искажающие передаваемый сигнал и приводящие к потере информации. Такие помехи, прежде всего, возникают по техническим причинам: пло­хое качество линий связи, незащищенность друг от друга различных потоков информации, передаваемой по одним и тем же ка­налам. Для защиты от шума применяются разные способы, например, применение разного рода фильтров, отделяющих полезный сигнал от шума.

  • Клодом Шенноном была разработана специальная теория ко­дирования, дающая методы борьбы с шумом. Одна из важных идей этой теории состоит в том, что передаваемый по линии связи код должен быть избыточным. За счет этого потеря какой-то части ин­формации при передаче может быть компенсирована. Однако нельзя делать избыточность слишком большой. Это при­ведёт к задержкам и подорожанию связи.


2. Общая схема передачи информации

3.  Перечислите известные вам каналы связи

Канал связи (англ. channel, data line) — система технических средств и среда распространения сигналов для передачи сообщений (не только данных) от источника к получателю (и наоборот). Канал связи, понимаемый в узком смысле (тракт связи), представляет только физическую среду распространения сигналов, например, физическую линию связи.

По типу среды распространения каналы связи делятся на:

4. Что такое телекоммуникации и компьютерные телекоммуникации?

Телекоммуникации (греч. tele — вдаль, далеко и лат. communicatio — общение) — это передача и прием любой информации (звука, изображения, данных, текста) на расстояние по различным электромагнитным системам (кабельным и оптоволоконным каналам, радиоканалам и другим проводным и беспроводным каналам связи).

Телекоммуникационная сеть
— это система технических средств, посредством которой осуществляются телекоммуникации.

К телекоммуникационным сетям относятся:
1. Компьютерные сети (для передачи данных)
2. Телефонные сети (передача голосовой информации)
3. Радиосети (передача голосовой информации  — широковещательные услуги)
4. Телевизионные сети (передача голоса и изображения — широковещательные услуги)

Компьютерные телекоммуникации — телекоммуникации, оконечными устройствами которых являются компьютеры.

Передача информации с компьютера на компьютер называется синхронной связью, а через промежуточную ЭВМ, позволяющую накапливать сообщения и передавать их на персональные компьютеры по мере запроса пользователем, — асинхронной.

Компьютерные телекоммуникации начинают внедряться в образование. В высшей школе их используют для координации научных исследований, оперативного обмена информацией между участниками проектов, обучения на расстоянии, проведения консультаций. В системе школьного образования — для повышения эффективности самостоятельной деятельности учащихся, связанной с разнообразными видами творческих работ, включая и учебную деятельность, на основе широкого использования исследовательских методов, свободного доступа к базам данных, обмена информацией с партнерами как внутри страны, так и за рубежом.

5. Что такое пропускная способность канала передачи информации?
Пропускная способность — метрическая характеристика, показывающая соотношение предельного количества проходящих единиц (информации, предметов, объёма) в единицу времени через канал, систему, узел.
В информатике определение пропускной способности обычно применяется к каналу связи и определяется максимальным количеством переданной/полученной информации за единицу времени.
Пропускная способность — один из важнейших с точки зрения пользователей факторов. Она оценивается количеством данных, которые сеть в пределе может передать за единицу времени от одного подсоединенного к ней устройства к другому.

Скорость передачи информации зависит в значительной степени от скорости её создания (производительности источника), способов кодирования и декодирования. Наибольшая возможная в данном канале скорость передачи информации называется его пропускной способностью. Пропускная способность канала, по определению, есть скорость передачи информации при использовании «наилучших» (оптимальных) для данного канала источника, кодера и декодера, поэтому она характеризует только канал.

5. В каких единицах измеряется пропускная способность каналов передачи информации?

Может измеряться в различных, иногда сугубо специализированных, единицах — штуки, бит/сек, тонны, кубические метры и т. д.


Задание 2

Составьте тест по изученной вами теме

Схема передачи

— обзор

4.1 LTE Release 8 — Базовый радиодоступ

Release 8 является первым выпуском LTE и формирует основу для всех следующих выпусков LTE. Параллельно со схемой радиодоступа LTE была разработана новая базовая сеть — Evolved Packet Core (EPC) [60].

Одним из важных требований, предъявляемых к развитию LTE, была гибкость спектра. Диапазон несущей полосы пропускания до 20 МГц включительно поддерживается для несущих частот от менее 1 ГГц до примерно 3 ГГц.Одним из аспектов гибкости спектра является поддержка как парного , так и непарного спектра с использованием дуплекса с частотным разделением каналов (FDD) и дуплексного режима с временным разделением каналов (TDD), соответственно, с общей конструкцией, хотя и с двумя разными структурами кадров. Основное внимание при разработке уделялось главным образом глобальным макросетям с антеннами над крышами и относительно большими сотами. Таким образом, для TDD распределение восходящей и нисходящей линий связи по существу статично с одинаковым распределением восходящей и нисходящей линии связи для всех сот.

Базовая схема передачи в LTE — это мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM). Это привлекательный выбор из-за его устойчивости к временной дисперсии и простоты использования как временной, так и частотной области. Кроме того, он также обеспечивает разумную сложность приемника в сочетании с пространственным мультиплексированием (MIMO), которое является неотъемлемой частью LTE. Поскольку LTE в первую очередь был разработан с учетом макросетей с несущими частотами до нескольких ГГц, одиночным разносом поднесущих 15 кГц и циклическим префиксом примерно 4.7 мкс 1 оказался хорошим выбором. Всего в распределении спектра 20 МГц используется 1200 поднесущих.

Для восходящей линии связи, где доступная мощность передачи значительно ниже, чем для нисходящей линии связи, конструкция LTE остановилась на схеме с низким отношением пиковой к средней, чтобы обеспечить высокую эффективность усилителя мощности. Для этого был выбран OFDM с предварительным кодированием DFT с той же нумерологией, что и в нисходящем канале. Недостатком OFDM с предварительным кодированием DFT является большая сложность на стороне приемника, но, учитывая, что версия 8 LTE не поддерживает пространственное мультиплексирование в восходящей линии связи, это не рассматривается как серьезная проблема.

Во временной области LTE организует передачи в кадры длительностью 10 мс, каждый из которых состоит из десяти подкадров длительностью 1 мс. Длительность подкадра 1 мс, что соответствует 14 символам OFDM, является наименьшей планируемой единицей в LTE.

Опорные сигналы, специфичные для соты, являются краеугольным камнем LTE. Базовая станция непрерывно передает один или несколько опорных сигналов (по одному на уровень), независимо от того, есть ли данные нисходящей линии связи для передачи или нет. Это разумный дизайн для сценариев, для которых был разработан LTE — относительно большие соты с множеством пользователей на соту.Специфические для соты опорные сигналы используются для многих функций в LTE: оценка канала нисходящей линии связи для когерентной демодуляции, отчет о состоянии канала для целей планирования, исправление частотных ошибок на стороне устройства, начальный доступ и измерения мобильности, чтобы упомянуть лишь некоторые из них. Плотность опорного сигнала зависит от количества уровней передачи, установленных в соте, но для общего случая MIMO 2 × 2 каждая третья поднесущая в четырех из 14 символов OFDM в подкадре используется для опорных сигналов. Таким образом, во временной области между моментами опорного сигнала существует около 200 мкс, что ограничивает возможности выключения передатчика для снижения энергопотребления.

Передача данных в LTE в основном планируется на динамической основе как по восходящей, так и по нисходящей линии связи. Чтобы использовать обычно быстро меняющиеся условия радиосвязи, можно использовать планирование, зависящее от канала. Для каждого подкадра длительностью 1 мс планировщик определяет, какие устройства должны передавать или принимать и с какими частотными ресурсами.Различные скорости передачи данных могут быть выбраны путем регулировки кодовой скорости турбокода, а также изменения схемы модуляции от QPSK до 64-QAM. Для обработки ошибок передачи в LTE используется быстрый гибридный ARQ с мягким объединением. После приема по нисходящей линии связи устройство указывает результат операции декодирования базовой станции, которая может повторно передать ошибочно принятые блоки данных.

Решения о планировании предоставляются устройству через физический канал управления нисходящей линией связи (PDCCH). Если в одном подкадре запланировано несколько устройств, что является обычным сценарием, имеется несколько каналов PDCCH, по одному на каждое запланированное устройство. Первые до трех символов OFDM подкадра используются для передачи каналов управления нисходящей линии связи. Каждый канал управления охватывает всю полосу пропускания несущей, тем самым максимально увеличивая частотное разнесение. Это также означает, что все устройства должны поддерживать полную полосу пропускания несущей до максимального значения 20 МГц. Управляющая сигнализация восходящей линии связи от устройств, например подтверждения гибридного ARQ и информация о состоянии канала для планирования нисходящей линии связи, передается по физическому каналу управления восходящей линии связи (PUCCH), который имеет базовую длительность 1 мс.

Схемы с множеством антенн и, в частности, однопользовательский MIMO, являются неотъемлемой частью LTE. Количество уровней передачи отображается на четыре антенны с помощью матрицы прекодера размером N A × N L , где количество слоев N L , также известный как ранг передачи, меньше или равен количеству антенн N A . Ранг передачи, а также точная матрица прекодера могут быть выбраны сетью на основе измерений состояния канала, выполняемых и передаваемых терминалом, также известного как пространственное мультиплексирование с обратной связью .Также существует возможность работать без обратной связи с обратной связью для выбора прекодера. В нисходящем канале возможно до четырех уровней, хотя коммерческие развертывания часто используют только два уровня. В восходящем канале возможна только однослойная передача.

В случае пространственного мультиплексирования путем выбора передачи с рангом 1 матрица прекодера, которая затем становится вектором прекодера N A × 1, выполняет (однослойную) функцию формирования диаграммы направленности. Этот тип формирования диаграммы направленности может более конкретно называться формированием диаграммы направленности на основе кодовой книги, поскольку формирование диаграммы направленности может выполняться только в соответствии с ограниченным набором заранее определенных векторов формирования диаграммы направленности (прекодера).

Используя описанные основные функции, LTE версии 8 теоретически может обеспечивать пиковые скорости передачи данных до 150 Мбит / с в нисходящем канале с использованием двухуровневой передачи на 20 МГц и 75 Мбит / с в восходящем канале. LTE с задержкой обеспечивает время приема-передачи 8 мс в протоколе гибридного ARQ и (теоретически) одностороннюю задержку менее 5 мс в сети LTE RAN. При практическом развертывании, включая обработку транспорта и ядра сети, общая сквозная задержка около 10 мс не является редкостью в хорошо развернутых сетях.

Release 9 добавил несколько небольших улучшений в LTE, таких как поддержка многоадресной / широковещательной передачи, позиционирование и некоторые усовершенствования с несколькими антеннами.

Безопасная и надежная схема передачи для высокопроизводительной системы беспроводной связи с низкими потерями на основе IoT

  • Asiedu DKP, Mahama S, Jeon SW et al (2018) Оптимальное разделение мощности для одновременной беспроводной передачи информации и мощности при усилении и усилении. передовые многорелейные системы. IEEE Access 6: 3459–3468. https: // doi.org / 10.1109 / ACCESS.2017.2772033

    Артикул Google Scholar

  • Babanari FB, Abbasi-Moghadam D (2019) Беспроводная передача информации и мощности в однопользовательских системах OFDM. Wirel Pers Commun 105: 105–119. https://doi.org/10.1007/s11277-018-6105-7

    Артикул Google Scholar

  • Baidas MW, Afghah MM, Afghah F (2018) Распределенная одновременная беспроводная передача информации и мощности в многопользовательских одноранговых беспроводных сетях с усилением и пересылкой.Int J Commun Syst 31 (1): 1–24. https://doi.org/10.1002/dac.3411

    Артикул Google Scholar

  • Chen Q, Zheng L, Zhang D, Wei B, Ma X (2018) Схема перекрывающейся передачи на основе полярного кода для Интернета транспортных средств. Электронная почта 54 (13): 825–827. https://doi.org/10.1049/el.2018.0699

    Артикул Google Scholar

  • Дхарминдер Д., Чандран К.П. (2020) LWESM: обучение с использованием защищенной связи на основе ошибок в мобильных устройствах с использованием нечеткого экстрактора.J Ambient Intell Human Comput. https://doi.org/10.1007/s12652-019-01675-7

    Артикул Google Scholar

  • Дурреси М., Субаши А., Дурреси А. и др. (2019) Архитектура защищенной связи для Интернета вещей с использованием смартфонов и периферийных вычислений с множественным доступом при мониторинге окружающей среды. J Ambient Intell Human Comput 10: 1631–1640. https://doi.org/10.1007/s12652-018-0759-6

    Артикул Google Scholar

  • Elhoseny M, Ramírez-González G, Abu-Elnasr OM et al (2018) Модель безопасной передачи медицинских данных для систем здравоохранения на основе Интернета вещей. IEEE Access 6: 20596–20608. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2018.2817615

    Артикул Google Scholar

  • Gautam S, Vu TX, Chatzinotas S et al (2018) Одновременная беспроводная передача информации и мощности с кэшированием (SWIPT) с выбором реле. IEEE J Sel Area Commun 37 (1): 187–201. https://doi.org/10.1109/jsac.2018.2872367

    Артикул Google Scholar

  • Gope P (2019) Анонимная взаимная аутентификация с поддержкой конфиденциальности местоположения для безопасной связи в службах домашней сети M2M.J Ambient Intell Human Comput 10: 153–161. https://doi.org/10.1007/s12652-017-0626-x

    Артикул Google Scholar

  • He S, Wu Y, Ren J et al (2019) Конструкция гибридного прекодера для сетей миллиметрового радиодоступа с кэш-памятью. IEEE Trans Wirel Commun 18 (3): 1707–1722. https://doi.org/10.1109/twc.2019. 2895792

    Артикул Google Scholar

  • Kaddoum G, Tran HV, Kong L et al (2017) Разработка схемы одновременной беспроводной передачи информации и мощности для кратких справочных систем связи DCSK.IEEE Trans Commun 65 (1): 431–443. https://doi.org/10.1109/tcomm.2016.2619707

    Артикул Google Scholar

  • Li Y, Huang N, Wang JY et al (2017) Максимизация суммарной скорости для систем VLC с одновременной беспроводной передачей информации и мощности. IEEE Photon Technol Lett 29 (6): 531–534. https://doi.org/10.1109/LPT.2017.2663441

    Артикул Google Scholar

  • Liu X, Zhang X, Jia M, Fan L, Lu W, Zhai X (2018) Проектирование системы зеленой широкополосной связи на основе 5G с одновременной беспроводной передачей информации и энергии.Phys Commun Amst 28: 130–137. https://doi.org/10.1016/j.phycom.2018.03. 015

    Артикул Google Scholar

  • Лю Л., Чен С., Шаньин З и др. (2018) 5G позволили совместно разработать энергоэффективную передачу и оценку для промышленных систем IoT. IEEE Trans Ind Inform 14 (6): 2690–2704. https://doi.org/10.1109/TII.2018.2799685

    Артикул Google Scholar

  • Ma L, Wang Y, Xu Y et al (2018) Новая стратегия совместного формирования луча передачи и переключения времени приема для системы MISO SWIPT.J Wirel Commun Netw. https://doi.org/10.1186/s13638-018-1189-z

    Артикул Google Scholar

  • Mabrouk A, Shafie AE, Tourki K et al (2017) Адаптивная безопасная передача для ненадежной ретрансляции RF-EH с подслушиванием посторонних. IEEE Commun Lett 21 (11): 2516–2519. https://doi.org/10.1109/LCOMM.2017.2730184

    Артикул Google Scholar

  • Nasir AA, Tuan HD, Ngo DT et al (2017) Дизайн формирования луча для беспроводных систем передачи информации и мощности: разделение мощности приема по сравнению с переключением времени передачи. IEEE Trans Commun 65 (2): 876–889. https://doi.org/10.1109/TCOMM.2016.2631465

    Артикул Google Scholar

  • Nguyen VD, Duong TQ, Tuan HD et al (2017) Спектральная и энергетическая эффективность при полнодуплексной беспроводной передаче информации и мощности. IEEE Trans Commun 65 (5): 2220–2233. https://doi.org/10.1109/TCOMM.2017.2665488

    Артикул Google Scholar

  • Pinto MF, Marcato ALM, Melo AG et al (2019) Структура для анализа взаимодействия туманных и облачных вычислений, применяемая к обработке информации БПЛА.Wirel Commun Mob Commun 2 (4): 1–14. https://doi.org/10.1155/2019/7497924

    Артикул Google Scholar

  • Rani SS, Alzubi JA, Lakshmanaprabu SK et al (2019) Оптимальные пользователи на основе безопасной передачи данных в Интернете о медицинских вещах (IoHT) с легкими блочными шифрами. Multimed Tools Appl 78 (11): 1–24. https://doi.org/10.1007/s11042-019-07760-5

    Артикул Google Scholar

  • Сопин Е.С., Горбунова А.В., Гайдамака Ю.В. и др. (2018) Анализ кумулятивной функции распределения времени отклика в системах облачных вычислений с динамическим масштабированием.Autom Control Comput Sci 52 (1): 60–66. https://doi.org/10.3103/S0146411618010066

    Артикул Google Scholar

  • Су И, Цзян Л., Чен Х (2017) Ретрансляция с декодированием и пересылкой с полнодуплексной беспроводной передачей информации и мощности. IET Commun 11 (13): 2110–2115. https://doi.org/10.1049/iet-com.2016.1371

    Артикул Google Scholar

  • Wang Y, Liu G, Han F et al (2018) SS-OFDM: улучшенная схема передачи с несколькими несущими, основанная на распределении спектра с переменной степенью детализации для 5G.IET Commun 12 (19): 2418–2428. https://doi.org/10.1049/iet-com.2018.5518

    Артикул Google Scholar

  • Yu H, Zhang Y, Guo S et al (2017) Максимизация энергоэффективности для WSN с одновременной беспроводной передачей информации и мощности. Сенсоры 17 (8): 1906–1911. https://doi.org/10.3390/s17081906

    Артикул Google Scholar

  • Динамическая многоканальная схема передачи на основе приоритетов для промышленных беспроводных сетей

    Приложения для промышленных беспроводных сенсорных сетей (IWSN) необходимы для обеспечения точных функций измерения в качестве обратной связи для управляющих устройств.Однако современные промышленные протоколы беспроводной связи, такие как ISA100.11a и wirelessHART, не могут гарантировать задержку при непредсказуемой связи по требованию. В этой статье для IWSN предлагается основанная на приоритетах динамическая многоканальная схема передачи. В предлагаемой схеме корневой узел управляет синхронизацией передачи пакетов с высоким приоритетом, в то время как другие узлы самостоятельно решают, какой канал использовать и когда передавать пакеты соседу. Результаты моделирования показывают, что управление в реальном времени возможно, когда задержка ответа от передачи запроса до приема ответа в корневом узле находится в пределах 1140 мс при вероятности успеха связи по каналу с повторной попыткой более 93%.

    1. Введение

    Промышленные беспроводные сенсорные сети (IWSN) появились как новое средство связи для приложений социальной инфраструктуры, таких как расширенная инфраструктура измерения (AMI), автоматизация распределения, оптимизированное производство, профилактическое обслуживание, автоматизация зданий и т. Д. . Эти приложения в основном собирают информацию с удаленных устройств, то есть датчиков, проверяют состояние устройства или обстоятельства, а также управляют устройствами, то есть исполнительными механизмами, на основе собранной информации.Для устройств удаленного мониторинга основной целью является периодический сбор данных о состоянии устройства или датчиках. В то же время промышленные приложения также требуют обмена данными по запросу для сбора данных и управления устройствами с помощью сервера удаленного управления в рамках определенных сквозных сроков. Например, для системы AMI требуется крайний срок в 20–60 секунд, когда сервер удаленного управления запрашивает показания счетчика по требованию. Хотя такой тип связи запрос / ответ непредсказуем, IWSN должны гарантировать максимальную задержку связи как для периодических, так и для непредсказуемых пакетов.

    Беспроводные сети, использующие устаревшие протоколы управления доступом к среде (MAC) на основе множественного доступа с контролем несущей / предотвращения конфликтов (CSMA / CA), такие как WiFi или Zigbee [1], иногда отбрасывают пакеты из-за помех от других беспроводных сетей. Чтобы повысить надежность беспроводных сетей для промышленных приложений, таких как устройства удаленного мониторинга, были разработаны и стандартизированы несколько протоколов, таких как Wireless HART [2], стандарт ISA100.11a [3] и IEEE802.15.4e [4].

    Эти стандарты используют множественный доступ с временным разделением каналов (TDMA) и технологии многоканального переключения для своих протоколов MAC.И WirelessHART, и ISA100.11a для промышленных приложений поддерживают централизованную архитектуру управления сетью, в которой все узлы в IWSN синхронизированы по времени и назначают время связи для периодического сбора данных центральным администратором сети. Это уменьшает как помехи внутри IWSN, так и помехи от других беспроводных сетей, использующих те же каналы, тем самым увеличивая скорость успешной связи.

    Однако одного только высокого уровня успешной передачи пакетов при периодической связи недостаточно для промышленных приложений.Предположим, что нисходящий пакет по запросу от корневого узла к датчику и восходящие пакеты от датчиков к корневому узлу генерируются по одному и тому же пути в беспроводной сети на основе TDMA с множеством переключений. Они конкурируют за канал и возможность передачи пакета, поэтому некоторым пакетам придется ждать следующей возможности передачи. Это может вызвать довольно большую накопленную сквозную задержку, что затрудняет гарантию максимальной задержки для приложений. Чтобы уменьшить задержку, одним из решений является назначение времени передачи всем узлам для непредсказуемой связи.Однако из-за непредсказуемости такое назначение, скорее всего, будет избыточным, и в результате драгоценная полоса пропускания сети будет потрачена впустую.

    Чтобы гарантировать крайний срок для таких непредсказуемых пакетов, мы предлагаем динамическую многоканальную схему передачи на основе приоритетов. Наша схема расставляет приоритеты для пакетов в соответствии с требованиями приложения. Передача пакетов планируется с использованием временных интервалов, но подробное распределение временных интервалов, как в обычных протоколах на основе TDMA, не выполняется.Более конкретно, корневой узел определяет только то, когда он передает пакеты запроса по запросу для удаленного управления, и когда узлы передают пакеты данных для периодического мониторинга. С другой стороны, пересылка пакетов вообще не запланирована. В слоте, который мы называем SlotFrame, передача пакетов с приоритетом CSMA / CA выполняется на каждом узле. Наша схема работает на уровне MAC и не полагается на какой-либо конкретный протокол MAC. Мы обсуждаем совместимость с ISA100.11a в Разделе 6.2.

    Мы рассматриваем один тип пакетов для периодической связи и три типа пакетов для непредсказуемой связи.Сначала мы определяем три приоритета пакетов в зависимости от их типа, а затем назначаем каждому приоритету один выделенный канал. Наивысший приоритет дается непредсказуемым пакетам и пакетам по запросу, которые корневой узел отправляет узлу для управления или поиска информации, то есть нисходящим пакетам. Пакеты с ответом снизу вверх также имеют наивысший приоритет, потому что обмен запросами / ответами для управления устройством требует очень короткой сквозной задержки. Второй приоритет отдается периодическим пакетам, используемым для регулярного сбора данных.Пакеты сетевого управления затем устанавливаются на самый низкий приоритет. В нашем предложении корневой узел может, таким образом, передавать пакеты с наивысшим приоритетом в любое время, но при этом контролировать время передачи посредством централизованного административного управления, как в ISA100.11a. В частности, узел отвечает на пакет запроса во время, указанное корневым узлом.

    С другой стороны, каждый узел определяет время пересылки пакета путем автономного децентрализованного управления радиоканалом. Узел сканирует три канала связи в порядке убывания приоритета и динамически решает, какой канал использовать.Например, когда узел, имеющий ответный пакет, обнаруживает, что пакет запроса должен быть отправлен соседом, он откладывает передачу пакета на определенный период времени, чтобы избежать конфликта между нисходящими и восходящими пакетами по высокоприоритетному каналу. Если поблизости нет передачи пакетов с высоким приоритетом, узел может передавать периодический пакет данных, используя другой канал для среднего приоритета. Только при отсутствии передачи пакетов по каналу с высоким или средним приоритетом узел может передать пакет управления сетью.Этот механизм гарантирует, что пакеты с наивысшим приоритетом будут передаваться без неожиданной задержки.

    В этом документе предлагается основанная на приоритетах схема многоканальной передачи, которая определяет, когда и какие пакеты должны передаваться по какому каналу. Посредством моделирования мы подтверждаем наше предложение для двух промышленных приложений: AMI и мониторинг и управление производственными процессами. Мы также теоретически оцениваем нижнюю границу доступной полосы пропускания для передачи пакетов со средним и низким приоритетом.Более того, протоколы на основе TDMA, такие как ISA100.11a, обычно имеют планировщик для распределения сетевых ресурсов, таких как временные интервалы, всем узлам. Этот процесс планирования часто бывает сложным, и планировщик должен доставлять информацию всем узлам всякий раз, когда новый узел присоединяется к сети или изменяется топология сети. Напротив, поскольку наша схема определяет только то, когда генерировать и передавать пакет в корневом узле для удаленного управления и в узлах для периодического мониторинга, нет необходимости корректировать расписание в пределах максимального количества переходов и количества узлов. не меняй.Мы обсудим это преимущество более подробно в разделе 6.3.

    Остальная часть статьи построена следующим образом. Сначала мы описываем требования и проблемы в Разделе 2, а Раздел 3 представляет собой обзор связанной работы. В разделе 4 мы предлагаем схему передачи на основе приоритета. Затем мы оцениваем задержку связи для пакетов с наивысшим приоритетом и доступную полосу пропускания для других пакетов в Разделе 5. В Разделе 6 мы обсуждаем совместимость с ISA100.11a и накладные расходы, понесенные при реализации нашего предложения, прежде чем обсуждать наши выводы и будущую работу в Разделе 7. .

    2. Требования и проблемы
    2.1. Системные требования для промышленных приложений

    В таблице 1 приводится сводка промышленных приложений и системных требований для IWSN [5–9]. AMI, упомянутый в разделе 1, интенсивно используется в Японии после Великого землетрясения на востоке Японии в 2011 году. Промышленные производственные компании недавно столкнулись с необходимостью повышения производительности и оптимизации предприятий. Для этого системам IWSN требуются различные данные и средства сбора полевых данных, такие как данные датчиков с заводов и зданий, интеллектуальные счетчики и т. Д.Для сбора таких больших данных стандартные беспроводные технологии Интернета вещей (IoT) предоставили большие плотные беспроводные сети, которые содержат несколько сотен узлов и образуют максимум 8–16 сетей с множеством переключений. Однако необходим периодический сбор данных с высоким успехом в коммуникации [7, 8].


    Диапазон 920 МГц Диапазон 2,4 ГГц

    Автоматизация приложений (i) AMI 9024 (i) ) Оптимизированный завод
    (ii) Профилактическое обслуживание

    Обработка приложений (i) Удаленный мониторинг
    (ii) Удаленное управление
    (i) Удаленный мониторинг
    (ii) Удаленное управление

    Тип связи (i) Публикация / подписка
    (ii) Запрос / ответ
    (i) Публикация / подписка
    (ii) Запрос / ответ

    Цикл удаленного мониторинга 30 мин
    (периодические данные)
    1–5 мин
    (периодические данные)

    Максимальная задержка y для удаленной работы 20–60 секунд
    (непредсказуемые данные)
    5–20 секунд
    (непредсказуемые данные)

    Количество узлов в беспроводной сети 1–500 узлов 1 –500 узлов

    Длина пакета 500–600 B 90 B

    Скорость передачи данных 50–100 кбит / с
    Протоколы (i) IEEE802.15.4g / e
    (ii) 6tisch
    (iii) 6LoWPAN
    (i) ISA100.11a
    (ii) WirelessHART

    Более того, связь происходит непредсказуемо и по запросу. IWSN. Например, для эффективного использования энергии были развернуты экологически чистые системы, такие как автоматизация распределения и системы реагирования на спрос. Эти системы запрашивают передачу пакетов непредвиденных обстоятельств от удаленного сервера к конечному устройству непредсказуемым образом.Промышленные приложения, такие как управление производственными процессами [5], также требуют дистанционного управления устройствами с максимальной задержкой в ​​несколько секунд. На рисунке 1 показан пример конфигурации целевой системы для приложения мониторинга и управления зданием.


    2.2. Задача

    Коэффициент ошибок пакета (PER) обычно является одним из наиболее важных параметров для оценки надежности беспроводной сети. Кроме того, следует учитывать гарантированные сроки для IWSN, потому что промышленные приложения требуют обработки в реальном времени.Некоторые беспроводные протоколы уже стандартизированы и разработаны для промышленных приложений, включая WirelessHART и ISA100.11a. Чтобы уменьшить PER для сбора периодических данных от датчиков в беспроводных сетях с высокой плотностью и потерями, эти стандарты используют протоколы MAC на основе TDMA. Такие протоколы решают проблему коллизий пакетов в сети. Фактически, коэффициент сбора данных для WirelessHART достигает более 99%, поскольку устройства SmartMesh WirelessHART в основном выполняют повторную передачу максимум дважды [10].Эта производительность кажется достаточно высокой для целей удаленного мониторинга.

    С другой стороны, когда непредсказуемый пакет по запросу должен быть отправлен к узлу или от него, пакет либо потребляет назначенную полосу пропускания, либо ждет несколько секунд, пока следующая назначенная полоса пропускания не станет доступной. Это может вызвать случайную задержку, которая дополнительно зависит от планирования TDMA, времени повторной передачи и условий беспроводной радиосвязи. Большинство WSN не поддерживают связь в реальном времени [11], и это сложно даже для протоколов MAC на основе TDMA, таких как IEEE802.15.4e для поддержки связи в реальном времени для крупномасштабных сетей, таких как AMI [12].

    Как описано ниже в Разделе 3, когда мы используем обычный ISA100.11a как для удаленного мониторинга, так и для удаленного управления устройствами, это не гарантирует задержки при обмене данными по требованию и с несколькими переключениями в любое время, хотя он может передавать более высокие значения. пакет приоритета путем применения схемы приоритета CSMA / CA среди односкачковых соседей. Если можно ожидать такой связи по требованию, то системный администратор с оптимизированным планировщиком может включить ISA100.11a, чтобы выделить синхронизацию связи для всех узлов, чтобы передать пакет с более высоким приоритетом с определенной задержкой и с должным учетом поддержания высокой степени сбора данных. Однако всякий раз, когда топология сети изменяется из-за нестабильности радиосреды, расписание необходимо обновлять, так что это нереалистичное решение.

    В качестве другого решения проблемы мы могли бы использовать несколько сетевых функций ISA100.11a на разных сетевых интерфейсах, то есть один ISA100.11, например, функция для удаленного мониторинга и еще одна для удаленного управления. В этом случае каждая функция будет сконцентрирована на планировании передачи одного пакета приложения с высокой вероятностью успеха сквозного пути. К сожалению, этот подход сталкивается с той же проблемой, что системный менеджер должен доставлять оптимизированное расписание всем узлам всякий раз, когда изменяется топология сети. Более того, каждый узел должен точно контролировать несколько сетевых функций ISA100.11a, но стандарт не описывает, как приложение может управлять несколькими ISA100.11а сети.

    Таким образом, наша задача в этом документе состоит в том, чтобы уменьшить неожиданную задержку для непредсказуемых и высокоприоритетных коммуникаций IWSN и показать, как удовлетворить системные требования для высокой сквозной вероятности успеха периодической коммуникации.

    3. Связанные работы

    В беспроводных сенсорных сетях MAC — это ключевая технология, которая определяет задержку доступа к каналу и его использование. Протоколы MAC примерно подразделяются на три типа: состязательные, бесконфликтные и гибридные.

    Во-первых, схемы на основе конкуренции (с использованием CSMA / CA), такие как IEEE802.15.4, определяют синхронизацию передачи путем проверки наличия сигналов несущей, то есть определения несущей. Когда сеть большая или плотная, PER обычно высок, и поэтому протоколы MAC на основе CSMA / CA не могут гарантировать задержку [13–15].

    Во-вторых, бесконфликтные протоколы MAC, использующие TDMA, реализуют запланированную связь с централизованным координатором, например, с менеджером сети. В протоколах MAC на основе TDMA узел передает и пересылает пакет соседу согласно расписанию выделенного временного интервала.В случае сбоя передачи пакета узел должен дождаться следующего назначенного временного интервала для повторной отправки пакета. Следовательно, сквозная задержка зависит от всего расписания и длины его цикла, называемого суперкадром. Для уменьшения задержки в промышленных сетях Сапутра и Шин предложили схему планирования для суперкадров ISA100.11a [16]. Эта схема определяет, как построить суперкадр, чтобы гарантировать задержку для периодических восходящих пакетов от датчиков к корневому узлу, и как проверить возможность планирования суперкадра.

    Наконец, IWSN часто используют гибридные схемы [2, 3, 17, 18]. Хотя гибридные стандартные схемы, такие как ISA100.11a и WirelessHART, используют протокол MAC на основе TDMA, они также обеспечивают периодическую передачу данных с низким PER. В то же время эти схемы используют протокол MAC на основе CSMA / CA для непредсказуемых требований к передаче, таких как пакеты управления сетью, информация предупреждений, запросы по запросу и повторная передача пакетов данных.

    В течение периода CSMA / CA в гибридной схеме ISA100.11a узлы могут использовать схему приоритета CSMA / CA, как показано на рисунке 2. Время ожидания передачи пакета с высоким приоритетом короче, чем время ожидания пакета с низким приоритетом, как показано на рисунке 2, где передатчик 1 имеет высокий уровень приоритета. -приоритетный пакет и передатчик 2 имеет низкоприоритетный. Из-за разницы во времени ожидания передатчик 2 может обнаруживать передачу пакета с высоким приоритетом во время CCA (оценка чистого канала) и останавливать попытку передачи. Эта схема позволяет управлять приоритетом в рамках односкачковой связи и снижает вероятность конфликта между передачей пакетов с разным приоритетом [19].Мы также используем эту схему приоритета, подобную CSMA / CA, в нашем подходе.


    4. Схема передачи на основе приоритета с динамическим сдвигом канала

    В этом разделе мы сначала даем предположения и терминологию. Затем мы представляем схему нашей схемы передачи на основе приоритетов с динамическим сдвигом каналов. Мы также даем подробные алгоритмы для выбора канала на основе приоритета и механизмов передачи и приема.

    4.1. Допущения

    Характеристики промышленного применения .Как отмечалось выше, нашими целевыми приложениями являются AMI, Distribution Automation, Optimized Factory и т. Д. Эти типичные промышленные приложения обычно собирают полевые данные и хранят их на удаленном сервере, например в облаке. Промышленные приложения часто включают связь в реальном времени, чтобы реагировать или отвечать на запросы пользователей в течение заранее определенного срока, чтобы своевременно контролировать и избегать сбоев. Поскольку большинство существующих WSN не могут удовлетворить это требование, мы предлагаем схему для обеспечения связи в реальном времени через крупномасштабный IWSN.

    Протоколы MAC . В последнее время было развернуто много новых промышленных беспроводных систем. Большинство из них используют протоколы на основе TDMA, такие как протоколы на основе ISA100.11a, wirelessHART и IEEE802.15.4e / g, чтобы избежать помех между внутренними узлами и поддерживать высокую вероятность успеха связи. Эти протоколы предоставляют сети с несколькими переключениями и синхронизированными по времени сетями, которые состоят из центрального менеджера и других узлов, синхронизированных с центральным менеджером. Мы предполагаем, что наша целевая сеть также является многоскачковой и синхронизированной по времени, но наше предложение работает на уровне MAC, чтобы решить, какой канал использовать и когда передавать пакеты, и не полагается на какие-либо конкретные протоколы MAC.

    Топология сети и ее состояние . Подобно другим протоколам WSN на основе TDMA, мы также предполагаем древовидную топологию, корнем которой является центральный менеджер. Наше предложение не определяет никаких протоколов маршрутизации, поскольку устойчивая древовидная топология маршрутизации устанавливается и поддерживается для крупномасштабных WSN. В экспериментах по моделированию мы рассматриваем сеть из 500 узлов с 8 переходами для 920 МГц и 16 переходами для максимальной частоты 2,4 ГГц.

    Уровень приоритета пакетов .В IWSN одновременно будут работать несколько приложений, например периодический сбор данных и удаленное управление. Кроме того, также работают сетевые функции, такие как маршрутизация и синхронизация времени. Среди них дистанционное управление является наиболее важным и должно иметь высший приоритет, чтобы гарантировать связь в реальном времени. Кроме того, его ответы от узлов к корневому узлу должны иметь более высокий приоритет, чем пакеты, принадлежащие периодическому сбору данных. Хотя частая потеря управляющих пакетов влияет на стабильность и надежность WSN, достаточно простого обслуживания.Мы оцениваем нижнюю границу доступной полосы пропускания для пакетов с более низким приоритетом в Разделе 6. Подробности приоритезации будут приведены в следующем подразделе.

    Несколько каналов связи . Протоколы MAC на основе TDMA для сетей IWSN имеют функции переключения каналов, чтобы обеспечить сосуществование нескольких сетей в одной и той же области и динамическое распределение полосы пропускания. В этой статье мы предполагаем, что для использования доступны три канала.

    4.2. Терминология

    Мы определяем нашу терминологию следующим образом.

    4.2.1. Состав кадра

    Сначала мы определяем три типа кадров по протоколу MAC.

    Первый тип — это SlotFrame , который состоит из двух временных интервалов, как показано на рисунке 3. Обе технологии ISA100.11a и IEEE802.15.4e делят время на временные интервалы настраиваемой длины с типичной продолжительностью от 10 до 14 мс. Однако эти технологии не поддерживают повторную передачу уровня MAC в пределах временного интервала. SlotFrame обеспечивает передачу пакета в 1-м временном интервале и повторную передачу во 2-м временном интервале.обозначает длину SlotFrame, например, от 20 до 28 мс.


    Второй тип — это ComFrame , который состоит из SlotFrames, как показано на рисунке 4. Количество SlotFrames в ComFrame рассчитывается как максимальное количество переходов в многозвенной беспроводной сети плюс. В ISA100.11a корневой узел знает всю топологию сети. Число «3» — это ключевое число, которое было выбрано, чтобы избежать скрытых проблем с терминалом на маршруте с несколькими переходами, как подробно описано ниже. В этой статье мы предполагаем, что количество SlotFrames в ComFrame равно 11 (8 переходов + 3).Кроме того, посредством централизованного административного управления корневой узел назначает ComFrame узлу, когда он присоединяется к сети. Назначение не меняется даже при изменении топологии сети.


    Последний тип кадра — это AppFrame , который состоит из ComFrames на нескольких каналах, как показано на рисунке 5. Количество ComFrames в AppFrame — это системный параметр, который зависит от требований приложения. обозначает длину AppFrame. Например, если приложение удаленно управляет всеми устройствами за 30 минут и собирает данные со всех устройств за 30 минут, то мин.На рисунке 5 диспетчер сети делит AppFrame на два блока. В этом примере блок используется для управления всеми узлами (и пакетами), сбора данных со всех узлов (пакетов) и передачи пакетов управления сетью (пакетов). Другие блоки, такие как блок на рисунке 5, используются для двунаправленной связи (и пакетов), необходимой для повторных попыток удаленного управления или сбора данных с устройств, а также для передачи пакетов (пакетов) сетевого управления. Системный менеджер определяет количество блоков в AppFrame.


    4.2.2. Уровень приоритета и каналы связи

    Как упоминалось выше, мы определяем уровни приоритета. Самый высокий уровень () предназначен для нисходящих пакетов от корневого узла к сенсорному узлу (конечному устройству), которым управляет приложение. Второй () предназначен для восходящих пакетов в ответ на пакеты. Третий () предназначен для периодически собираемых данных, передаваемых с конечного устройства на корневой узел, например, отчета о состоянии сети или данных зондирования. Самый низкий уровень приоритета () предназначен для пакетов управления сетью, например пакетов маршрутизации, пакетов синхронизации времени или пакетов маяка.В предлагаемой нами схеме пакеты передаются по каналу связи 1 (Ch2), пакеты передаются по каналу 2 (Ch3), а пакеты передаются по каналу 3 (Ch4). Здесь Ch2 и Ch3 — это каналы без конкуренции, такие как связь на основе TDMA, тогда как Ch4 — это канал на основе конкуренции, такой как связь на основе CSMA / CA.

    4.3. Outline

    Мы даем краткое описание того, как наша схема одновременно выполняет несколько требований промышленной беспроводной связи: гарантированный крайний срок для связи по требованию, сбор данных при низком PER и обмен пакетами сетевого управления между соседями.

    В нашем сценарии существует три вида пакетов. Первый вид — это непредсказуемые пакеты для управления по требованию. Второй — периодические пакеты, генерируемые датчиками для периодического сбора данных. Третий — это пакеты управления сетью, которые создают маршруты с несколькими переключениями от датчиков к корневому узлу и обмениваются информацией о времени для синхронизации между узлами.

    Мы сначала ранжируем пакеты в соответствии с требованиями промышленного применения. Чтобы обеспечить гарантированный крайний срок, мы определяем нисходящий пакет по запросу от корневого узла к датчику, чтобы иметь наивысший приоритет (), и восходящий ответный пакет по запросу от датчика к корневому узлу, чтобы иметь второй по величине приоритет. ().Третий приоритет () предназначен для пакетов периодического сбора данных от любого датчика, а самый низкий приоритет () — для пакетов управления сетью.

    Кроме того, наша динамическая многоканальная схема передачи на основе приоритетов использует три канала связи. Пакеты и между корневым узлом и узлами датчиков совместно используют канал связи (Ch). Периодические пакеты используют другой канал связи (Ch) в течение определенного периода времени, а пакеты используют третий канал (Ch). Другими словами, корневой узел отправляет пакет запроса по запросу с приоритетом, ожидая получения пакета ответа () для предыдущего пакета запроса.В течение того же периода сенсорный узел отправляет пакет периодического сбора данных () корневому узлу на Ch. Время для сенсорного узла для передачи такого периодического пакета корневому узлу определяется корневым узлом, когда сенсорный узел присоединяется к сети. Пакеты сетевого управления () должны передаваться только тогда, когда никакие соседи не должны передавать пакеты с более высоким приоритетом. В каждом SF узлы сканируют каналы в порядке приоритета. Когда узел обнаруживает, что какой-либо пакет передается в канале с более высоким приоритетом, он остается в канале и принимает пакет.В противном случае он переходит на канал с более низким приоритетом и проверяет наличие пакетов. Мы опишем детали позже в этом разделе.

    4.4. Пример механизма динамической многоканальной передачи на основе приоритетов

    Далее мы приводим пример того, как обеспечить предпочтительную передачу нисходящего пакета от корневого узла к конечному устройству () и как избежать конфликта между нисходящим пакетом и восходящим пакетом ( ) в ответ на предыдущий нисходящий пакет. Как отмечалось выше в разделах 4.1 и 4.3 порядок приоритета предопределен, и все узлы совместно используют информацию. На рисунке 6 показан простой пример топологии сети. Сеть состоит из 8 узлов и имеет максимальное количество переходов. На рисунке 7 показан пример потока пакетов, в котором корень генерирует пакет, а узел генерирует пакет. Во втором SlotFrame в ComFrame узел отменяет пересылку пакета узлу. Затем узел ожидает два SlotFrames, чтобы избежать конфликтов из-за проблемы со скрытым терминалом. Пока узел ожидает, пакет доставляется узлу без задержек.Затем пакет в конечном итоге передается корневому узлу в 6-м SlotFrame. Этот механизм перекрестной передачи гарантирует максимальную задержку для передачи информации с наивысшим приоритетом.



    Кроме того, наша схема использует механизм динамического сдвига канала для передачи информации о других уровнях приоритета, как показано на рисунке 8. Как отмечалось выше в разделе 4.1, в нашем предложении используются три канала связи, и узлы совместно используют количество каналы и порядок сканирования каналов, а также приоритет пакетов.Все узлы сначала выбирают Ch (или). Затем, если они не обнаруживают никаких пакетов по Ch во время, они переходят к Ch и снова сканируют канал. Например, на рисунке 6 узлы и переходят от Ch (или) к Ch (), и узел не обнаруживает никаких пакетов по Ch и поэтому переходит к Ch (), в то время как другие узлы остаются на Ch. В этом примере таблица 2 суммирует использование каналов для всех узлов и SlotFrames. Большинство протоколов на основе TDMA предопределяют такое полное и подробное расписание, как таблица 2, и отправляют его всем узлам, чтобы следовать одному и тому же расписанию.С другой стороны, передача пакета запроса от корневого узла к узлу и отправка пакета данных от узла к корневому узлу предопределены, но другие подробные использования слотов и каналов автоматически и динамически определяются нашим механизмом динамического сдвига канала. Поскольку управляющие пакеты, принадлежащие к использованию оставшихся сетевых ресурсов, мы оцениваем доступную полосу пропускания для 4 в разделе 5.


    1-й SF 2-й SF 3-й SF 4-й SF 5-й SF 6-й SF 7-й SF

    Корень Ch2 ( )
    Ch4 Ch4 Ch4 Ch4 Ch4 Ch4 ()
    Канал 4
    Узел 1 Канал 2 ()
    Канал 2 ()
    Канал 4 Канал 4 Канал2 ()
    Канал 2 () Канал 2 Ch2 ()
    Ch2 ()
    Ch2 ()
    Ch4 Ch2 ()
    Ch4 Ch4
    Узел 3 Канал 2 ( )
    Канал 4 Канал 2 ()
    Канал 2 ()
    Канал 4 Канал 4 Канал 4 Канал Канал 4 Канал 2 ()
    Канал 4 Канал 4 Канал 4
    Узел 5 Канал 2 Канал 3 ()
    Канал 3 () Канал 3 () Канал Канал 4
    Узел 6 Канал 3 ()
    Канал 3 ()
    Канал 4 Канал Ch4 Ch4 Ch4 Ch4 Ch4 Ch4


    4.5. Детальный механизм
    4.5.1. Политика передачи

    Каждый узел передает пакет в соответствии со своей политикой использования SlotFrame и политикой использования ComFrame.

    4.5.2. Политика использования SlotFrame

    Все узлы выбирают канал связи для каждого SlotFrame с помощью механизма динамической многоканальной передачи. Затем узлы передают, и пакеты по Ch или Ch, как показано на рисунке 8. Они также могут повторно передавать пакет один раз за SlotFrame в соответствии с политикой повторной передачи, приведенной ниже.Узлы передают пакеты по CSMA / CA по Ch.

    4.5.3. Политика использования ComFrame

    Корневой узел использует 1-й или 2-й SlotFrame для передачи пакета на узел (конечный пункт назначения) в ComFrame. Сначала он проверяет счетчик переходов до конечного пункта назначения в текущей топологии сети и счетчик переходов пакета в предыдущем ComFrame. Когда счетчик переходов предыдущего пакета четный, корневой узел использует второй SlotFrame, чтобы избежать конфликтов пакетов из-за скрытых проблем терминала на маршруте с несколькими переходами.Узел передает пакет в 1-м SlotFrame, когда он получил пакет в предыдущем. Таким образом, пакет и пакет передаются в одном ComFrame. Что касается пакетов, корневой узел уведомляет узел о ComFrame, который будет использоваться для передачи пакетов, когда узел присоединяется к сети. Каждый узел передает пакет в 1-м SlotFrame своего собственного ComFrame.

    Поскольку длина ComFrame достаточно велика для пакета, отправленного узлом на любом расстоянии перехода, чтобы достичь корневого узла, назначение ComFrame может поддерживаться и фиксироваться до тех пор, пока максимальное количество переходов не увеличивается.

    4.5.4. Политика повторной передачи

    Длина временного интервала в схеме TDMA, такой как ISA100.11a, как раз достаточно длинна для кадра MAC максимального размера и его подтверждения (ACK). Обычно схемы TDMA не допускают повторных попыток во временном интервале. Однако для сетей с потерями качество связи (т. Е. Коэффициент успешности связи) значительно улучшается за счет разрешения узлу отправлять пакет повторных попыток, как показано на рисунке 9. В нашем предложении передача пакета повторных попыток разрешена для каждого одного перехода. передача пакетов, и.


    На рисунке 10 показано сравнение вероятностей успешной передачи по пути среди следующих четырех политик повторной передачи: первая политика не поддерживает повторные попытки для связи по каналу или для сквозной связи; второй поддерживает повторное соединение, но не сквозное повторение; третий поддерживает повторную попытку из конца в конец, но не повторную попытку соединения; а четвертая политика поддерживает как повторное соединение, так и сквозное повторение. На рисунке показано, что оба типа повторных попыток эффективны, даже если повторная попытка предпринята только один раз.


    4.5.5. Политика пересылки пакетов

    Как описано выше для политики использования SlotFrame, наша предложенная схема не выделяет промежуточные SlotFrames для всех ComFrames. Например, в таблице 2 заранее выделены только 3 выделенных жирным шрифтом SlotFrame. Каждый узел в основном стремится пересылать пакет, полученный в предыдущем SlotFrame, с динамическим сдвигом канала для правила процесса передачи, когда он не обнаруживает никаких пакетов с более высоким приоритетом.

    4.5.6. Процесс приема с динамическим сдвигом канала

    Корневой узел передает пакет узлу в 1-м или 2-м SlotFrame в каждом ComFrame.Как показано на рисунке 11, некорневой узел сначала проверяет Ch в течение. Если он обнаруживает пакет, он поддерживает канал для приема пакета. Он определяет уровень приоритета пакета, определяя время. Если это время, пакет обрабатывается как; в противном случае он рассматривается как. После поиска Ch узел проверяет Ch в течение другого периода. Если он обнаруживает пакет, он поддерживает канал для получения пакета как. В противном случае он выбирает Ch в качестве канала связи в SlotFrame.


    4.5.7. Процесс передачи с динамическим сдвигом канала

    Для передачи все узлы должны проверять наличие пакета по каналам в порядке приоритета до достижения канала использования, как в процессе приема с динамическим сдвигом канала. Процесс передачи работает следующим образом в зависимости от уровня приоритета пакета:: корневой узел (сетевой менеджер) знает текущую топологию сети и количество переходов узла, который является адресатом предыдущего пакета. Если счетчик переходов четный, корневой узел отменяет передачу пакета в 1-м SlotFrame и резервирует 2-й SlotFrame, чтобы избежать проблемы скрытого терминала на пути.: Узел, который передает пакет корневому узлу, проверяет наличие пакета по Ch в течение периода. Если он не обнаруживает никаких пакетов, он передает пакет по Ch. : Узел проверяет наличие пакета по всем каналам в порядке приоритета до Ch, как в процессе приема с динамическим сдвигом каналов. Если узел не обнаруживает пакетов с более высоким приоритетом, он передает пакет по Ch. В противном случае он отменяет передачу пакета в текущем SlotFrame и резервирует следующий SlotFrame, когда количество оставшихся SlotFrames в ComFrame превышает количество переходов.: Узел проверяет наличие пакета по всем каналам в порядке приоритета до Ch, как в процессе приема с динамическим сдвигом каналов. Если узел не обнаруживает пакетов с более высоким приоритетом, он передает пакет по каналу Ch посредством CSMA / CA.

    4.5.8. Процесс пересылки с динамическим сдвигом канала

    Все узлы должны проверять наличие пакета, как в процессе передачи с динамическим сдвигом канала. Процесс пересылки работает следующим образом в зависимости от уровня приоритета пакета:: Узел пересылает пакет, полученный в предыдущем SlotFrame, на узел следующего перехода.: Узел проверяет наличие пакета по каналу Ch в течение. Если узел не обнаруживает никаких пакетов, он пересылает пакет по Ch. В противном случае он отменяет пересылку пакета в текущем SlotFrame и резервирует следующие SlotFrame. : Узел следует за поведением в процессе передачи с динамическим сдвигом канала. : Узел следует за поведением в процессе передачи с динамическим сдвигом канала.

    5. Оценка моделирования
    5.1. Параметры моделирования

    Чтобы оценить влияние на производительность нашей динамической многоканальной схемы передачи на основе приоритетов, мы выполнили набор моделирования с 501 узлом, размещенным статически и случайным образом в квадратном поле.Корневой узел был помещен в нижний левый угол поля, и протокол маршрутизации для сетей с низким энергопотреблением и потерями (LLN) [20] был применен для создания маршрутов от всех узлов к корневому узлу с кратчайшим путем. метрическая. На рисунке 13 показан пример получившейся топологии сети. Это служило для моделирования нашей целевой системы, как показано на рисунке 1. Топология сети была исправлена ​​во время моделирования, и были протестированы все топологии сети с учетом локализации датчиков.Мы также предполагаем, что потеря пакетов между соседями вызвана несколькими факторами, такими как модели распространения, технология обработки сигналов, мощность передачи, характеристики антенны и чувствительность приема, за исключением помех сигнала от других узлов из-за передачи, подобной TDMA. Затем мы произвольно определили PER связи, как показано в Таблице 3. Хотя в действительности PER связи динамически изменяется, в этой статье мы предполагаем, что она является стабильной и постоянной. Оценка в динамической среде оставлена ​​в качестве будущей работы.

    Количество узлов 903

    Элемент Обозначение Значение
    (920 МГц)
    Значение
    (2,4 ГГц)

    500 узлов
    длина пакета 500 B 127 B
    Длина ACK 100 B 40 B
    9025 Скорость передачи 250 кбит / с
    Цикл сбора данных 30 мин 5 секунд
    Макс. 8 переходов
    Link PER с повторной попыткой Per 0–10% 0–9%
    Длина партии 100 мс 10 мс
    Время ожидания сдвига канала 5 мс 1 мс

    Сеть подчиняется трем пакетам трафика: трафик типа запрос / ответ от корневого узла в виде непредсказуемых пакетов, трафик от датчика до корневого узла в виде периодических пакетов и трафик управления сетью, который обменивается информацией между соседями.В нашем предложении передача пакетов для удаленного управления и ответа планируется корневым узлом, чтобы гарантировать связь в реальном времени. С другой стороны, пакеты для периодического сбора данных излучаются с заранее заданными интервалами, а пакеты управления генерируются нерегулярно. Следовательно, в худшем случае все эти пакеты генерируются за определенный короткий период.

    В этой статье мы оцениваем производительность в наихудшем случае. Более конкретно, мы определяем AppFrame, вмещающий три класса трафика, как показано на рисунке 12.AppFrame состоит из трех блоков. Первый блок используется корневым узлом для отправки запросов () всем узлам для удаленного управления. Ответы () от узлов также размещаются в том же блоке. Блок также используется для периодических пакетов () и пакетов управления (). Длина блока такая же, как и количество узлов в ComFrames. Второй блок используется для повторной передачи запросов к тем узлам, от которых корневой узел не получает ответа в блоке. Напротив, повторная передача периодических пакетов на основе опроса откладывается до блока, потому что периодический сбор данных более устойчив к задержкам, чем дистанционное управление.Корневой узел отправляет запрос на повторную отправку пакета данных каждому узлу, от которого он не может получить отчет в блоке. В это время запросам и ответам присваиваются приоритеты и соответственно. Пакеты управления () генерируются нерегулярно как в блоке, так и в блоке. В таблице 3 приведены подробные сведения о других настройках параметров.



    5.2. Результаты моделирования
    5.2.1. Сквозная задержка пакетов с высоким приоритетом (и)

    Все пакеты передаются через ComFrame.В то время, когда приложение ставит пакет в очередь, но ComFrame уже находится в обработке, пакет должен оставаться в очереди до заголовка следующего ComFrame. Запрос передается на узел назначения в ComFrame, а корневой узел получает ответный пакет от узла назначения в ComFrame. Следовательно, следующее определяет диапазон времени сквозной задержки: в случае моделирования 920 МГц сквозная задержка была меньше 6,6 с (= 3 × 11 SlotFrames × 200 мс), а в 2.В случае 4 ГГц это было 1140 мс (= 3 × 19 SlotFrames × 20 мс). Наше предложение гарантирует крайний срок для удаленной работы, и эти результаты моделирования соответствуют нашим целевым требованиям, как указано в таблице 1.

    На рисунке 14 показано сравнение сквозной задержки. Мы провели полевые эксперименты, чтобы получить образцы задержки WirelessHART. В экспериментах корневой узел WirelessHART получил пакеты (5 481 пакет (получено) / 6 088 пакетов (всего)) от узлов, и задержка значительно колеблется. Средняя задержка составила 1.309 сек. Теоретическая максимальная задержка нашего предложения в аналогичных условиях составляет 1,14 секунды и меньше, чем средняя задержка WirelessHART. Чтобы получить это, мы заменяем среднюю вероятность успешного соединения в эксперименте на (1).


    5.2.2. Показатель успешности высокоприоритетных пакетов

    На рисунке 15 показаны результаты моделирования успешности высокоприоритетных пакетов. Корневой узел получил пакеты с наивысшим приоритетом () от всех узлов, когда вероятность успеха соединения (с повторной попыткой в ​​SlotFrame) была больше, чем.Он также получил все данные отчета о работоспособности () почти от всех узлов, когда вероятность успеха соединения (с повторной попыткой) была больше, чем. Важным моментом здесь является то, что наша схема гарантирует максимальную задержку для получения информации от узла и обеспечивает высокую вероятность одновременного получения пакетов с разным приоритетом.


    5.2.3. Доступная полоса пропускания для пакетов

    На рисунке 16 показаны результаты моделирования отношения доступного времени использования канала, в течение которого узел может полностью передавать пакеты в AppFrame, к длине AppFrame.Согласно рисунку, сумма пропускной способности пакета от блока 1 до блока 3 была почти равной. Хотя в блоке 1 было сгенерировано до трех экземпляров трафика с более высоким приоритетом, влияние трафика было очень ограниченным. В целом наша схема обеспечивает достаточную полосу пропускания, потому что WirelessHART требует примерно такой же полосы пропускания для пакетов управления сетью. Вдобавок, когда PER канала становится высоким, больше, и пакеты могут падать на маршруте с несколькими переключениями. Это означает, что общее использование пакетов, и упадет, а общая доступная пропускная способность для пакетов увеличится.Когда сеть нестабильна, для восстановления маршрутов должно быть сгенерировано больше пакетов управления сетью, чем когда сеть стабильна. Следовательно, этот подход подходит для LLN.


    6. Обсуждение
    6.1. Нижняя граница доступной полосы пропускания для пакетов и

    Как мы показали выше, почти все пакеты могут быть доставлены, когда вероятность успеха соединения (с повторной попыткой) больше, чем. Чтобы достичь этого уровня, в блоке 1 или пакеты и пакеты не часто генерируются по одному и тому же пути.ISA100.11a может выделять все временные интервалы для всех узлов, чтобы уменьшить структуру трафика. В нашем предложении, однако, не указаны временные интервалы. Вместо этого корневой узел уведомляет каждый узел о порядковом номере в ComFrame, по которому он может передавать пакеты. Порядковый номер не зависит ни от модели трафика, ни от топологии сети, но может определяться только порядком присоединения узлов к сети. Поэтому мы оценили наихудший сценарий, в котором все, и пакеты передаются по одному и тому же пути или по соседним путям в одно и то же время.В этом случае вероятность успешного прохождения сквозного пути для пакетов в блоке 1 обусловлена ​​тем, что все узлы на пути используются. Следовательно, количество пакетов сбора данных от датчиков зависит от длины блока 3 ().

    Длина блока 3 вычисляется где — это количество устройств, успешно управляемых с помощью повторных попыток соединения и повторных попыток сквозного пути. Таким образом, длина блока 2 () вычисляется по ожидаемому количеству ComFrames на узел для пакетов с повторной попыткой соединения и сквозной повторной попыткой.В таблице 4 приведены шаблоны связи для пакетов со сквозным повторением. Ожидаемое количество ComFrames для пакетов со сквозной повторной попыткой рассчитывается, как показано в Таблице 5. Наконец, количество успешно принятых пакетов () где — это вероятность успеха сквозной связи туда и обратно с сквозным подключением. до конца повторная попытка. В худшем случае количество пакетов может составлять 45,52–63,63%.


    Номер Образец внешнего вида Требуемое количество ComFrames
    (1-й) (1-й) (
    Проход Проход 1.0
    Пройден Пройден Пройден Пройден 2.0
    Пройден Пройден Пройден Пройден Отказ 1,5
    Отказ Годен Пройден 1,5
    Сбой Пройден .5
    Отказ Отказ 1.0

    С другой стороны, в нашем сценарии моделирования пакетный трафик использовал почти всю полосу пропускания. В том же наихудшем случае мы предполагаем, что шаблон связи в Блоке 1 аналогичен шаблонам в Блоках 2 и 3.Следовательно, нижняя граница доступной полосы пропускания для и пакетов () равна, как вычислено по

    6.2. Совместимость со стандартом ISA100.11a

    На рисунке 17 показано, как адаптировать наше предложение к стандартному протоколу ISA100.11a. По сути, наше предложение — это технология между сетевым и канальным уровнями, так что она не влияет напрямую на обработку на этих уровнях. Нам нужно указать режим работы и настроить некоторые параметры уровня канала данных для создания наших собственных кадров.Мы используем приоритет CAMSA / CA, выбираем режим медленного переключения в качестве шаблона переключения каналов и объединяем временные интервалы, определенные ISA100.11a, для логического создания SlotFrame, ComFrame и AppFrame. Наша схема решает, какой канал (Ch, Ch или Ch) каждый узел должен использовать в каждом SlotFrame. Важным моментом является то, что выбор канала из этих трех в нашей схеме эквивалентен определению режима работы на уровне канала данных: передача пакета, получение пакета, пересылка пакета или ожидание пересылки пакета.Если мы реализуем нашу схему по одной функции канала передачи данных ISA100.11a по одному физическому интерфейсу, пропускная способность для пакетов и уменьшится. Например, в таблице 2 могут возникнуть скрытые проблемы с терминалом. Пакет от корневого узла к узлу во втором SlotFrame будет конфликтовать с пакетом от узла к узлу. Кроме того, пакет от узла к узлу в 3-м SlotFrame будет конфликтовать с пакетом от узла. Чтобы избежать этих коллизий, мы можем определить более длинную длину SlotFrame, чтобы не перекрывать время, в которое передаются все уровни пакетов.Или, более конкретно, наше предложение реализует три функции канала передачи данных ISA100.11a через один физический интерфейс, чтобы гарантировать максимальную задержку для пакетов и и поддерживать высокую пропускную способность для пакетов и.


    6.3. Сильные и слабые стороны нашего предложения

    Наше предложение очень легкое и намного проще, чем обычные протоколы на основе TDMA, такие как ISA100.11a. Обычно у них есть планировщик для распределения временных интервалов в соответствии с требованиями приложения. Сетевой менеджер должен определить и доставить расписание всем узлам всякий раз, когда новый узел присоединяется к сети или изменяется топология сети.Он потребляет значительную полосу пропускания и вызывает дополнительную задержку, особенно в нестабильной сети с потерями. Наше предложение определяет ComFrame, длина которого фиксируется во время работы сети. Длина зависит от максимального количества переключений, которое является одним из заранее определенных параметров системы. В ComFrame есть не более двух старших первичных пакетов (пакет и пакет). Более того, 1-й SF ComFrame назначается узлу для передачи пакета. При этих настройках все узлы автономно определяют, когда и какие пакеты должны быть переданы по каким каналам, чтобы избежать конфликтов пакетов.Тогда, с точки зрения планирования, наше предложение простое и не требует перепланирования и повторной отправки расписания, даже если топология сети изменяется. Вышеупомянутые особенности являются сильными сторонами наших протоколов.

    С другой стороны, как описано выше в Разделе 6.2, наше предложение требует больше аппаратных ресурсов, чем обычный ISA100.11a, когда наша схема работает поверх ISA100.11a. Нашему предложению требуется как минимум три канала, чтобы избежать конфликтов между пакетами с разным приоритетом. Тогда узел должен иметь три физических интерфейса, каждый из которых выполняет все функции ISA100.11a, или иметь виртуальные коммуникационные интерфейсы, которые работают независимо через физический интерфейс в соответствии с нашими требованиями. В любом случае стоимость оборудования для узла становится дороже, чем обычно для ISA100.11a. Это может помешать развертыванию нашего предложения, но IWSN должен быть разработан с учетом требований реального времени, чтобы гарантировать взаимодействие в течение заранее определенного срока.

    7. Выводы и будущая работа

    В этом документе представлена ​​основанная на приоритетах динамическая многоканальная схема передачи для сетей IWSN.Наш алгоритм позволяет передавать пакеты с разным уровнем приоритета за один и тот же период без коллизий. Пакеты с наивысшим приоритетом для удаленного управления могут быть доставлены в течение гарантированного срока с помощью гибридной схемы управления, которая сочетает централизованное управление корневым узлом и автономный децентрализованный сдвиг радиоканала некорневыми узлами. В то же время пакеты с более низким приоритетом, принадлежащие периодическому сбору данных и управлению, могут получать удовлетворительное качество обслуживания, где коэффициент сбора периодических пакетов данных выше 45%, а нижняя граница полосы пропускания, доступной для пакетов управления, больше 36 % в худшем случае.

    В этой статье мы не рассматриваем динамическую адаптацию нашей схемы для обработки динамических или неожиданных изменений в требованиях к приложениям и системе. Например, состав AppFrame должен быть предварительно определен на этапе развертывания с учетом предположений о конфигурации системы, но он должен динамически регулироваться в соответствии с фактическим спросом на трафик. В случае нестабильной сети пакеты управления будут передаваться чаще. Следовательно, нам нужно организовать AppFrame, чтобы сэкономить больше пропускной способности для пакетов.Мы планируем заняться этими вопросами в будущем.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.

    Схема адаптивной кодированной передачи, использующая замороженные биты полярного кода в спутниковой лазерной связи

    1.

    ВВЕДЕНИЕ

    В последние годы спрос на наземную беспроводную связь с большей пропускной способностью увеличился из-за широкого использования мобильных терминалов.Аналогичным образом, в спутниковой связи потребность в большой емкости связи постоянно возрастает из-за улучшения характеристик датчиков и камер. В настоящее время в основном используется спутниковая радиосвязь. Однако передача с высокой пропускной способностью (т.е. более 10 Гбит / с) затруднена при спутниковой радиочастотной связи из-за ограничения полосы пропускания. В качестве альтернативы большое внимание привлекает оптика свободного пространства в спутниковой связи [1]. Поскольку в качестве среды связи используется лазерный луч диапазона 10 ТГц, можно не только значительно увеличить пропускную способность, но также уменьшить размеры и увеличить экономию энергии устройства.Кроме того, поскольку лазерный луч имеет сильную направленность и использует очень узкий луч, вероятность подслушивания и интерференции меньше. Однако из-за направленности лазерного луча необходимы высокоточные механизмы наведения и отслеживания как на передатчике, так и на приемнике. При передаче спутникового лазера потеря принимаемой мощности происходит из-за этой ошибки слежения в дополнение к турбулентности воздуха между наземным и спутниковым терминалами. Поэтому незаменима технология прямого исправления ошибок с мощным исправлением ошибок.В 2014 году была достигнута спутниковая лазерная связь со скоростью 10 Мбит / с между спутником передовых технологий космической оптической связи (SOCRATES), небольшим спутником, оснащенным небольшим оптическим транспондером (SOTA), и наземной станцией [2] с использованием матрицы генератора низкой плотности. (LDGM) код [3].

    С другой стороны, полярный код — это разновидность линейного канального кода, предложенного Э. Ариканом в 2008 году [4]. Строго доказано, что полярный код с длиной кода N асимптотически приближается к пропускной способности канала, в котором сложность декодирования относительно невысока в O ( N log N ).Недавно сообщалось, что полярный код, использующий декодирование списка последовательных отмен (SCLD) [5] с кодом циклического контроля избыточности (CRC) при относительно короткой длине кода, превосходит турбокод [6] и код LDPC [7]. Чтобы получить эту способность сильного исправления ошибок, необходимо соответствующим образом установить фиксированные биты, которые являются фиктивными битами, позиции которых в кодовом слове совместно используются передатчиком и приемником. В полярном коде произвольные скорости кода могут быть составлены путем изменения количества замороженных битов.При использовании адаптивного кодирования с полярным кодом количество замороженных битов становится дополнительной информацией, которая должна согласовываться между передатчиком и приемником. Однако из-за большой задержки и колебаний принимаемой мощности усовершенствованное двустороннее управление для адаптивного кодирования на основе мгновенного состояния канала трудно реализовать в спутниковой лазерной связи. Здесь мы обнаружили, что одностороннее адаптивное полярное кодирование может быть составлено, если индекс скорости кодирования встроен в некоторые из замороженных битов [8].В этой схеме оценка скорости и декодирование могут выполняться одновременно в приемнике. Однако в нашем предыдущем исследовании рассматривался наземный канал, и поэтому производительность спутникового лазерного канала не рассматривалась.

    Таким образом, в этой статье мы предлагаем схему одностороннего адаптивного полярного кодирования для спутниковой лазерной связи, в которой информация о скорости кодирования встроена в секцию замороженных битов; оценка скорости и декодирование в приемнике выполняются с использованием SCLD.Эффективность предложенной схемы оценивается с помощью численного моделирования.

    В следующем разделе рассматривается структура полярного кода. Предлагаемая односторонняя адаптивная схема полярного кодирования представлена ​​в разделе 3. Численные результаты приведены в разделе 4. Выводы приведены в разделе 5.

    2.

    ПОЛЯРНЫЙ КОД

    2,1

    Построение полярного кода

    Далее вектор, состоящий из ( a 0 , a 1 ,…, a N −1 ), обозначается как, и пусть ( i, j ) Компонент матрицы A будет a i, j .Чтобы сгенерировать кодовое слово для полярного кода, мы используем матрицу генератора с размером, который является целочисленной степенью 2. Здесь, если длина кода N установлена ​​на N = 2 n , матрица генератора G N можно вычислить рекурсивно с помощью

    , где I N — это единичная матрица N × N , исходная матрица G 2 is и R N — это матрица подстановки N × N , называемая матрицей обратного тасования, которая определяется как

    . Кроме того, ⊗ обозначает произведение Кронекера.Здесь, если даны p × q матрица A и s × t матрица B , то произведение Кронекера A и B равно

    Затем полярная кодовое слово, x i ∈ {0, 1} получается с использованием G N из информационной последовательности, u ∈ {0,1} с помощью следующего уравнения.

    Структура кодера, соответствующая G N ( N = 8), показана на рисунке 1.

    Рисунок 1.

    Конструкция полярного энкодера G N ( N = 8 ).

    В полярном коде пропускная способность канала связи, соответствующая информационным битам, поляризована до 0 или 1; этот метод называется поляризацией канала. Когда информационные биты не назначены с низкой пропускной способностью, близкой к 0, произвольная скорость кодирования канала может быть легко построена путем изменения количества неназначенных битов.Эти биты называются замороженными битами и используются передатчиком и приемником. Предполагая длину информационных битов K и фиксированную длину битов ( N K ), скорость кодирования R становится R = K / N . Были предложены различные методы определения замороженных битов [4, 9, 10]. В методе определения, использующем параметр Бхаттачарьи [9], тракты связи предполагаются как каналы двоичного стирания, и решение о замороженных битах определяется на основе верхней границы вероятности ошибки каждого бита.В методе Монте-Карло решение о замороженных битах определяется на основе частоты ошибок каждого бита, которая заранее рассчитывается с помощью компьютерного моделирования [10].

    2.2

    Последовательное декодирование списка отмены

    Сначала мы представляем последовательное декодирование отмены (SCD), которое является основой SCLD. SCD — это метод декодирования с использованием полярного кода [4]. В SCD предполагается, что декодирование до ( i — 1) битов является успешным, и что декодирование û i последовательно выполняется от i = 0.Вычисление декодирования выполняется на основе логарифмического отношения правдоподобия (LLR), и LLR может быть вычислено рекурсивно с использованием следующего уравнения [10].

    , где φ и λ удовлетворяют требованиям 0 ≤ φ ≤ 2 λ и 0 ≤ λ ≤ n соответственно. и указывают элементы с четными и нечетными номерами соответственно, и f u , f l определяются следующими уравнениями.

    Кроме того, начальное значение получается с использованием следующего уравнения с использованием кодового слова x i и полученного значения y i .

    , где p ( y i | x i = b ) представляет собой условную вероятность того, что y i получено, когда бит передачи равен b = {0, 1}. Затем на основе вычислений с использованием (5) — (8) принимается решение в соответствии с уравнением (10) для получения результата декодирования

    , где F — это набор замороженных битов, известный приемнику заранее.

    С другой стороны, в SCLD [5] декодер сохраняет кандидатов на декодирование до размера списка L max в процессе SCD, согласно L max максимальным LLR, которые эквивалентны метрикам минимального пути.На рисунке 2 показан пример декодирования SCLD. Метрика пути для i -го бита в пути l вычисляется как

    , где û j [ l ] и представляют собой декодированный бит û j и LLR в l -й путь соответственно. Выбор оставшихся путей выполняется для все меньших значений. На рисунке 2 выбраны и сохранены три пути с использованием [11].

    Рис. 2.

    Принципиальная схема SCLD на L max = 3 .

    3.

    ПРЕДЛАГАЕМАЯ СХЕМА АДАПТИВНОГО КОДИРОВАНИЯ

    Как описано выше, усиление кодирования полярного кода достигается за счет использования замороженных битов, известных как передатчику, так и приемнику. Используя замороженные биты, можно разработать метод односторонней адаптивной многоскоростной передачи полярного кода без двустороннего управления. В этом методе информация о скорости встраивается в фиксированные биты [8]. Чтобы упростить исследование, ниже мы рассмотрим двухрежимный адаптивный метод передачи по нисходящей линии связи.В передатчике выполняется следующий процесс.

    • 1) Передатчик определяет соответствующую кодовую скорость на основе информации на стороне передатчика, такой как прогнозируемое отношение сигнал / шум (SNR) в приемнике, рассчитанное с орбиты спутника, или требуемое качество услуг (QoS) данных. быть переданным. Здесь две ставки обозначены как R 1 и R 2 .

    • 2) ε бит используются для индекса режима.В дальнейшем этот индекс называется битом оценки скорости; биты оценки скорости определяются для выбранного режима. Расстояние Хэмминга для битов оценки скорости должно быть увеличено, например, если ε = 3, используются код (000) и код (111) и т. Д.

    • 3) In, биты оценки скорости назначаются первыми, для правильного декодирования приемником в позиции i , которая имеет достаточно хорошую пропускную способность в. Затем K битов данных назначаются оставшимся ( N ε ) битовым позициям.

    • 4) Наконец, оставшиеся ( N — K — ε ) биты устанавливаются в 0 (т. Е. Как замороженные биты). Таким образом, существует два типа R 1 и R 2 , и предполагается, что позиции замороженных битов, включая ε, бит в R 1 и R 2 Коды передаются получателю. Таким образом, замороженные биты ( N K ) определяются путем встраивания информации о скорости, и K битов могут быть переданы как в R, , 1 , так и в R 2 полярных кодах как K 1 и K 2 .На рисунке 3 показана битовая конструкция предлагаемого адаптивного полярного кода. Биты оценки скорости вставляются среди информационных битов, и ± битов замороженных битов поочередно используются в качестве информационных битов. В передатчике кодовое слово получается путем кодирования и передается после модуляции.

    Рис. 3.

    Конструкция замороженного бита адаптивного кодированного полярного кода.

    В приемнике оценка скорости и декодирование выполняются совместно.Позвольте быть принятым кодовым словом через канал, когда передается. Приемник сначала принимает одну из скоростей передачи R 1 или R 2 , и декодирование выполняется на основе предполагаемой скорости. При декодировании SCLD выполняются от (5) до (10), где при обнаружении битов (10) индексные биты используются для битов оценки скорости в замороженных битах. Затем получают LLR оценки квазимаксимального правдоподобия и последовательности для R 1 и R 2 .Наконец, скорость кодирования определяется с использованием LLR. В частности, метрика пути для каждой скорости R k ( k = 1,2) вычисляется с помощью

    , где E — позиция битов оценки скорости, а — декодированные биты û i и LLR L i по ставке R k соответственно. Затем в качестве передаваемого режима выбирается значение R k с меньшим значением.

    4.

    ЧИСЛЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

    Мы рассчитали характеристики предложенного адаптивного полярного кода и сравнили его с обычным односкоростным полярным кодом с использованием компьютерного моделирования. На рисунке 4 показана системная блок-схема предлагаемого метода передачи с адаптивным полярным кодом. В таблице 1 приведены параметры моделирования. Замороженные биты для каждой скорости определяются с использованием модифицированного метода Монте-Карло [12], где замороженные биты выбираются расширенным вычислением частоты ошибок по битам, тогда как замороженный порядок битов однозначно определяется из замороженного вектора битов, который применяется к любому кодовые ставки.ε = 3, так как (000) и (111) используются для R 1 и R 2 соответственно. Спутниковый лазерный канал колеблется из-за сцинтилляции воздуха и ошибок наведения / отслеживания, что приводит к пакетной ошибке. Этот канал моделируется как канал гамма-гамма-возмущений с временной корреляцией [13, 14]. Поэтому мы предполагаем наличие гамма-гамма-канала распределения, основанного на формуле Быховского [15].

    Стол. 1

    Параметры моделирования.


    9025 9025 9025 9025 9025 9025 9025 9025 9025 9025 9025





    3 4 5 6 7

    E2Esuccess prob. 1,0 0,99 0.98 0,97 0,96 0,95 0,94
    1,0 1,014 1,029 1,043 1,057
    Многоскоростной адаптивный полярный код
    Направление передачи Прямое соединение
    Длина кода N = 2048
    Скорость кода 1/2,
    Схема определения замороженных битов Модифицированный метод Монте-Карло [11]
    Модуляция BPSK
    Канал Атмосферные флуктуации с AWGN
    Интенсивность гамма-распределения распределение
    Время выборки Δt [с] 1.0 × 10-6
    Время корреляции τC [с] 1,0 × 10-3
    Индекс мерцания (SI) 0,2
    Информация о состоянии канала Perfect
    S случайный перемежитель, S = 20
    Схема декодирования Последовательное декодирование списка отмены

    Рисунок 4.

    Блок-схема предлагаемой системы.

    Сначала мы оцениваем эффективность оценки скорости в приемнике.На рисунках 5 и 6 показана частота ошибок по блокам (BLER) предлагаемого метода с односкоростным полярным кодом и частота ошибок при оценке скорости, соответственно. Здесь скорость предлагаемого метода фиксируется на 1/2 или 1/8, и оценивается эффективность декодирования. Рисунок 5 подтверждает, что почти такой же BLER получается с использованием предложенного метода для односкоростной передачи. На рисунке 6 ошибка оценки скорости возникает в области низкого отношения сигнал / шум только при передаче кода 1/2 из-за относительно высокой скорости кода.Однако ухудшение незначительно, как показано на рисунке 5.

    Рисунок 5.

    Сравнение частоты появления блочных ошибок для адаптивных односкоростных полярных кодов.

    Рисунок 6.

    Показатели ошибок оценки скорости для адаптивного полярного кода.

    Далее на рисунке 7 показаны характеристики пропускной способности предложенного метода, в котором скорость передачи выбирается адаптивно на основе оцененного SNR приемника, рассчитанного на основе спутниковой орбиты и т. Д. В приемнике совместная оценка скорости и декодирование, описанные в разделе 3 проводится.Результаты показывают, что предложенная схема может обеспечить более высокую пропускную способность по сравнению с двумя передачами с одной скоростью. Следовательно, может быть реализована односторонняя многоскоростная передача полярного кода.

    Рис. 7.

    Сравнение пропускной способности для адаптивного или односкоростного полярного кода.

    5.

    ВЫВОДЫ

    В этой статье мы предложили схему адаптивного канального кодирования с использованием полярного кода и SCLD для спутниковой лазерной связи; Результаты показали хорошие характеристики с точки зрения BLER, ошибки оценки скорости и пропускной способности в канале спутник-земля.В предложенной схеме путем встраивания битов оценки скорости в полярное кодовое слово, замороженные битовые комбинации которого используются совместно передатчиком и приемником, может быть реализована односторонняя адаптивная передача. В приемнике совместная оценка скорости и декодирование выполняются на основе принятого кодового слова. Используя эту схему, реализуется передача адаптивного полярного кода, который может следовать прогнозируемому SNR приемника, QoS данных или очереди данных.

    Расчет схемы трансмиссии 6-ступенчатой ​​АКПП на базе АКПП 01Н

    [1] Юаньян Фань.Http: / auto. шв. сп. 2011, 11. (на китайском языке).

    [2] Chirs R.Ciesia M J.SAE paper, 1995 (2): 238–246.

    [3] Zongyi Huang.Transmission Technology [J], 2003 (2): 18-25. (На китайском языке).

    [4] Zongyi Huang. Принцип и конструкция АКПП, используемых на современных автомобилях.Отредактировано изданием Университета Тунцзи, Шанхай, Китай (2006). (На китайском языке).

    [5] Чжишэн Ю. Теория автомобилей (4-е издание).КИТАЙСКИЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ ПРЕСС [M], 2009, 1. (на китайском языке).

    Режимы передачи и схемы передачи — MATLAB и Simulink

    48

    05

    3

    4

    TM1

    1A

    Порт с одной антенной, port0

    1

    54

    54 TM2

    1

    TM3

    1A

    Разнесение передачи

    2A

    открытый цикл с разомкнутым контуром или разнесение передачи

    TM4

    1A

    Разнесение передачи

    2

    Кодовая книга с замкнутым циклом

    Разнесение передачи

    1D

    Многопользовательская MIMO-версия TM4

    TM6

    1A

    Предварительное кодирование на основе кодовой книги с обратной связью для одного уровня

    TM7

    1A

    Порт одной антенны, порт 0, если номер антенны PBCH порты — один, иначе разнесение передачи

    1

    Предварительное кодирование на основе кодовой книги для одного уровня (одиночный порт антенны, порт 5)

    TM8

    1A

    Порт одной антенны, порт 0, если количество антенн PBCH порты — один, в противном случае разнесение передачи

    2B

    Предварительное кодирование на основе кодовой книги до двух уровней (двойное порт уровня 7 и 8 или порт с одной антенной, порт 7 или 8)

    TM9

    1A

    • Для подкадра без MBSFN: порт с одной антенной, порт 0, если количество портов антенны PBCH равно одному, в противном случае разнесение передачи

    • Подкадр MBSFN: порт с одной антенной, порт 7

    2C

    Предварительное кодирование до восьми уровней без кодовой книги (вверх к восьмиуровневым портам передачи 7–14 или одному антенному порту, порт 7 или 8)

    TM10

    1A

    • Для подрамника без MBSFN: порт с одной антенной, порт 0, если количество портов антенны PBCH равно одному, в противном случае разнесение передачи

    • Подкадр MBSFN: порт с одной антенной, порт 7

    2D

    Расширение TM9 для CoMP (до восьми уровней коробка передач порты 7–14 или порт с одной антенной, порт 7 или 8)

    Схема беспроводной передачи энергии с использованием фазового управления для WSN — Университет Васеда

    TY — GEN

    T1 — Схема беспроводной передачи энергии с использованием фазового управления для WSN

    AU — Ishii, Genta

    AU — Saito, Megumi

    AU — Pan, Zhenni

    AU — Liu, Jiang

    AU — Shimamoto, Shigeru

    N1 — Авторское право издателя: © 2021 IEEE.

    PY — 2021/1/9

    Y1 — 2021/1/9

    N2 — Беспроводная передача энергии по радиочастоте (RF) привлекает внимание как источник питания для небольших устройств, таких как беспроводные сенсорные сети (WSN). Среди них преимущество метода с использованием радиочастотных волн состоит в том, что мощность может передаваться на большие расстояния, порядка нескольких метров. Потому что радиочастотные волны могут передавать мощность от одного источника питания одновременно на большую территорию. RF также может полупостоянно управлять беспроводной сенсорной сетью.Однако простая передача радиоволн вызовет такие проблемы, как помехи и отражение, а затем снизит эффективность. В этой статье мы предлагаем эффективную схему беспроводной передачи энергии за счет управления фазой с помощью широкополосного фильтра (APF). APF — это фильтр, который воздействует только на фазу сигнала и реализует уменьшение помех, контролируя разность фаз. Экспериментальные результаты показывают, что применение APF для беспроводной передачи энергии увеличивало напряжение на устройствах WSN.

    AB — Беспроводная передача энергии по радиочастоте (RF) привлекает внимание как источник питания для небольших устройств, таких как беспроводные сенсорные сети (WSN). Среди них преимущество метода с использованием радиочастотных волн состоит в том, что мощность может передаваться на большие расстояния, порядка нескольких метров. Потому что радиочастотные волны могут передавать мощность от одного источника питания одновременно на большую территорию. RF также может полупостоянно управлять беспроводной сенсорной сетью. Однако простая передача радиоволн вызовет такие проблемы, как помехи и отражение, а затем снизит эффективность.В этой статье мы предлагаем эффективную схему беспроводной передачи энергии за счет управления фазой с помощью широкополосного фильтра (APF). APF — это фильтр, который воздействует только на фазу сигнала и реализует уменьшение помех, контролируя разность фаз. Экспериментальные результаты показывают, что применение APF для беспроводной передачи энергии увеличивало напряжение на устройствах WSN.

    кВт — всепроходный фильтр

    кВт — схема выпрямителя

    кВт — сбор энергии РЧ

    кВт — управление фазой РЧ

    кВт — беспроводная передача энергии

    кВт — сеть беспроводных датчиков

    UR — http: // www .scopus.com/inward/record.url?scp=85102982311&partnerID=8YFLogxK

    UR — http://www.scopus.com/inward/citedby.url?scp=85102982311&partnerID=8YFLogxK

    0932/

    04 U2 / CC36N-10.136N

    DO — 10.1109 / CCNC49032.2021.9369527

    M3 — Участие в конференции

    AN — SCOPUS: 85102982311

    T3 — 2021 IEEE 18-я ежегодная конференция по коммуникациям и сетям для потребителей, CCNC 2021

    BT — 18-я ежегодная конференция IEEE по коммуникациям с потребителями , CCNC 2021

    PB — Институт инженеров по электротехнике и электронике, Inc.

    T2 — 18-я Ежегодная конференция по потребительским коммуникациям и сетям IEEE, CCNC 2021

    Y2 — с 9 января 2021 года по 13 января 2021 года

    ER —

    .

    0 comments on “Схема передачи: Передача информации — урок. Информатика, 5 класс.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *