Как работает многопараметрическая адаптация в ДКМВ системах связи. Почему она необходима для повышения эффективности передачи данных. Какие параметры учитываются при адаптации. Как выбирается оптимальная рабочая частота.
Принципы многопараметрической адаптации в ДКМВ системах связи
Многопараметрическая адаптация является ключевым элементом современных декаметровых (ДКМВ) систем связи. Она позволяет динамически настраивать параметры передачи в зависимости от текущего состояния ионосферного канала связи, обеспечивая максимальную эффективность и надежность передачи данных.
Основные параметры, подлежащие адаптации в ДКМВ системах:
- Рабочая частота
- Мощность передатчика
- Вид модуляции
- Скорость передачи данных
- Параметры помехоустойчивого кодирования
- Параметры эквалайзера
Выбор оптимальных значений этих параметров позволяет максимально эффективно использовать доступный частотный ресурс и мощность передатчика, обеспечивая требуемое качество связи при минимальных энергетических затратах.
Критерии эффективности многопараметрической адаптации
Ключевым вопросом при реализации многопараметрической адаптации является выбор критерия эффективности. Какой показатель лучше всего характеризует качество канала связи и позволяет оптимально настроить параметры системы?
Традиционно в качестве такого критерия использовалось отношение сигнал/шум (ОСШ). Однако в современных ДКМВ системах связи, использующих сложные методы обработки сигналов, ОСШ не всегда однозначно определяет качество связи. Канал с большим ОСШ может обеспечивать худшее качество по сравнению с каналом с меньшим ОСШ из-за влияния многолучевости, доплеровского рассеяния и других факторов.
Более адекватным показателем качества канала является вероятность битовой ошибки (BER — Bit Error Rate) на выходе демодулятора. BER учитывает влияние всех факторов, воздействующих на сигнал в канале связи, а также эффективность алгоритмов обработки в приемнике.
Особенности выбора рабочей частоты в ДКМВ диапазоне
Выбор оптимальной рабочей частоты является одной из ключевых задач многопараметрической адаптации в ДКМВ системах связи. Почему это так важно?
ДКМВ диапазон характеризуется сложными условиями распространения радиоволн через ионосферу. Эти условия существенно зависят от частоты сигнала, времени суток, сезона, солнечной активности и других факторов. Выбор неоптимальной частоты может привести к значительному ухудшению качества связи или даже к полной потере соединения.
Традиционно для выбора рабочей частоты использовался критерий максимального отношения сигнал/шум. Однако, как было отмечено выше, этот критерий не всегда адекватно отражает качество канала в современных системах связи.
Более эффективным подходом является выбор частоты на основе прогнозируемой вероятности битовой ошибки. Это позволяет учесть влияние всех факторов, воздействующих на сигнал в ионосферном канале.
Методы прогнозирования характеристик ДКМВ канала связи
Для эффективной работы системы многопараметрической адаптации необходимо иметь возможность прогнозировать характеристики канала связи на различных частотах. Какие методы используются для этого?
- Эмпирические модели ионосферы (IRI, NeQuick и др.)
- Статистические модели, основанные на долговременных наблюдениях
- Методы, использующие данные ионозондов в реальном времени
- Адаптивные методы, корректирующие прогноз на основе текущих измерений
Наиболее эффективным является комбинированный подход, сочетающий долгосрочный прогноз на основе моделей с коррекцией по результатам текущих измерений. Это позволяет учесть как медленные изменения состояния ионосферы, так и быстрые флуктуации.
Алгоритм многопараметрической адаптации на основе прогнозирования BER
Рассмотрим алгоритм многопараметрической адаптации, использующий в качестве критерия эффективности прогнозируемую вероятность битовой ошибки:
- Измерение текущих параметров канала связи (уровень сигнала, спектр помех и др.)
- Прогнозирование характеристик канала на резервных частотах
- Моделирование работы системы связи для различных комбинаций параметров
- Расчет ожидаемой вероятности битовой ошибки для каждого варианта
- Выбор комбинации параметров, обеспечивающей минимальную BER
- Переход системы на новые параметры
Этот алгоритм позволяет оптимизировать все ключевые параметры системы связи, обеспечивая максимальную эффективность передачи данных в текущих условиях.
Роль многоантенных технологий в многопараметрической адаптации
Многоантенные технологии играют важную роль в повышении эффективности ДКМВ систем связи. Как они интегрируются в систему многопараметрической адаптации?
Использование нескольких антенн на приеме и/или передаче позволяет:
- Повысить энергетический потенциал линии связи
- Реализовать пространственную селекцию сигналов
- Компенсировать влияние многолучевости
- Подавить узкополосные помехи
Эти возможности существенно расширяют пространство параметров, доступных для адаптации. Например, становится возможным выбирать оптимальную диаграмму направленности антенной системы в зависимости от текущей помеховой обстановки.
При этом усложняется задача прогнозирования характеристик канала и моделирования работы системы. Необходимо учитывать пространственную структуру поля сигнала и помех, что требует использования более сложных моделей канала.
Имитационное моделирование в задачах многопараметрической адаптации
Имитационное моделирование является мощным инструментом для решения задач многопараметрической адаптации в ДКМВ системах связи. Почему этот подход так эффективен?
Сложность процессов, происходящих в ионосферном канале, и нелинейный характер зависимости качества связи от параметров системы делают практически невозможным получение точных аналитических решений. Имитационное моделирование позволяет преодолеть эти трудности.
Основные преимущества имитационного моделирования:
- Возможность учета всех существенных факторов, влияющих на качество связи
- Высокая точность оценки вероятности битовой ошибки
- Гибкость — легко добавлять новые модели и алгоритмы
- Возможность оптимизации параметров в многомерном пространстве
Современные вычислительные средства позволяют реализовать имитационное моделирование в реальном масштабе времени, что делает возможным его использование непосредственно в контуре адаптации.
Способ реализации частотной и многопараметрической адаптации в многоантенной дкмв системе связи
Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в повышении эффективности систем частотной адаптации. Способ включает этапы: периодическое измерение качества канала связи и сравнение его с допустимым уровнем; обмен данными о новых параметрах адаптации и переход канала связи на новые параметры адаптации; подключение к антеннам связного приемника многоканального обзорного приемника; последовательная настройка его на резервные частоты связи; оценка пространственного спектра помех; расчёт усреднённых параметров канала связи; измерение мощности принимаемого сигнала; расчет фактического коэффициента ослабления сигнала слоем D-ионосферы; расчет коэффициента поглощения; уточнение значения ожидаемой мощности принимаемого сигнала; загрузка прогноза в имитатор канала связи данных; пропускание через имитатор сигнала используемого модема передачи данных, передающего текстовую последовательность данных; подсчет ошибок в тестовой последовательности на ее длине, достаточной для обеспечения требуемой статистической точности оценки; ранжирование списка резервных частот путем сравнения их величин BER.
Изобретение относится к области радиосвязи, задачей которого является повышение эффективности работы системы частотной и многопараметрической адаптации ДКМВ (декаметровой) радиолинии, использующей современные многоантенные технологии формирования и обработки сигналов в высокоскоростном модеме передачи данных.
Изобретение может использоваться как в составе аппаратуры ИВЧДС на приемных радиоцентрах, так и непосредственно в аппаратуре комплекса ведения радиосвязи, в том числе, и в самом модеме передачи данных.
Многопараметрическая и частотная адаптация является необходимым элементом, обеспечивающим работоспособность систем ДКМВ связи. Традиционно в стационарных комплексах ДКМВ радиосвязи задача частотной и многопараметрической адаптации решается путем использования в составе комплекса радиосвязи дополнительного приемника идентичного штатному связному или более простого обзорного (панорамного) приемника. Дополнительный приемник используется для измерения уровня шумов на резервных (запасных) частотах для связи. Приемник автоматически перестраивается на каждую из резервных частот для анализа уровня помех и шума на ней (если он аналогичен штатному), либо одновременно измеряет уровни шумов на всех резервных частотах, фильтруя цифровыми методами сигнал, получающийся в результате оцифровки всего частотного диапазона (так работают обзорные панорамные приемники).
Как правило, анализ уровня шумов ведется в достаточно узкой области частот, доступных для прохождения радиоволн в данное время суток по условиям прогнозирования их прохождения. По умолчанию предполагается, что условия прохождения радиоволн во всем частотном диапазоне расположения резервных частот примерно одинаковые, а частотная адаптация, таким образом, производится только по уровню шумов на резервных частотах.
Результатом работы алгоритма частотной адаптации является постоянно обновляемый ранжированный список резервный частот для радиосвязи, так что при принятии решения на смену рабочей частоты, совершаемого по тому или иному критерию смены частоты (текущая частота стала хуже наилучшей из списка, качество текущей частоты стало ниже порогового и т.д.) из ранжированного списка всегда выбирается первая (наилучшая) частота.
Роль многопараметрической и частотной адаптации особенно возросла в современных системах ДКМВ связи, использующих высокоскоростные модемы передачи данных с амплитудно-фазовой модуляцией, взамен ранее использовавшейся частотной или относительной фазовой модуляции. Применение амплитудно-фазовой модуляции, в сочетании с новыми методами выравнивания канала связи с помощью турбо эквалайзеров, привело к расширению диапазона возможных для использования частот внутри частотного окна «прозрачности» радиоканала. В то же время, значительно усложнился критерий выбора наилучшей частоты для работы. Так называемая оптимальная рабочая частота (ОРЧ), традиционно определяемая как 0,85-0,9 от ОРЧ, больше не может считаться наилучшей с точки зрения достижения экстремальных характеристик качества радиосвязи: наибольшей пропускной способности, минимального времени доставки сообщения, наибольшей достоверности принимаемой информации. Все вышеназванные характеристики качества могут иметь лучшие значения при частотах заметно отклоняющихся от ОРЧ.
При этом частотная адаптация уже не сводится к выбору полосы частот канала связи (равной полосе частот, занимаемой сигналом) в окрестности ОРЧ с минимальным уровнем шума, а состоит в выборе полосы частот из более широкого диапазона частот. И, самое главное, критерий минимального уровня шума, и даже критерий максимума отношения сигнал/шум, уже не может являться критерием качества выбора канала связи, поскольку при использовании более сложных алгоритмов обработки сигнала, на ее качество существенно влияют уже и другие «тонкие» характеристики канала связи: параметры многолучевости, доплеровское рассеяние, статистические характеристики замираний и т.д.
ДКМВ радиоканал характеризуется высокой загруженностью диапазона станционными помехами — несколько десятков передатчиков на один килогерц, прослушиваются на приемнике типичной чувствительности. При этом несколько из станционных помех, как правило, явно преобладают по мощности над остальными, что делает пространственный спектр помех сильно неравномерным. Наблюдаемое в последние годы снижение загрузки ДКМВ диапазона приводит только к увеличению неравномерности пространственного спектра помех. Поэтому методы многоантенной обработки, хотя бы только на приемной стороне, обладают высокой эффективностью, повышая не только степень разнесения, но и во все большей степени пространственную избирательность.
В последнее время широко распространенные методы MIMO начали находить применение и в ДКМВ системах связи. Следствием этого стало еще большее усложнение методов обработки сигнала, требующее борьбы не только с межсимвольной, но и межканальной интерференцией. В этих условиях особенно остро встает проблема выбора критерия качества канала связи. Поскольку помимо вышеназванных влияющих на качество факторов, появляется дополнительная пространственная составляющая, требующая анализа пространственного спектра шума и сопоставления ее с возможностями пространственного подавления помех с данного направления антенной системой.
Известны адаптивные комплексы передачи информации, реализующие разнообразные способы адаптации:
1) Автоматизированный адаптивный комплекс передачи данных и речи по KB радиоканалам «Пирс» [Каплин Е.А., Лебединский Е.В., Егоров В.В. Современные системы передачи данных по KB радиоканалам. Электросвязь, №7, 2003, стр. 47-48.].
2) Частотно-адаптивная радиолиния [«Адаптивная радиосвязь в системах связи специального назначения» авторов Антонюк Л.Я., Семисошенко М.А. в журнале «Электросвязь» №5, 2007].
3) Автоматизированный комплекс технических средств для адаптивных радиолиний декаметрового диапазона волн [Бузов А.Л., Елисеев С.Н., Кольчугин Ю.И., Минкин М.А., Сухарев А.С. Автоматизированный комплекс технических средств для адаптивных радиолиний ДКМВ. Вестник СОНИИР, №1(11), 2006, стр. 27-32.]
Разнообразные адаптивные системы описаны патентами, наиболее близким из которых являются патент РФ №2564993 и патент РФ №2405265, который взят за прототип.
Согласно прототипу, способ адаптации канала радиосвязи с использованием искусственного интеллекта, включающий периодическое измерение качества канала радиосвязи и сравнение его с допустимым уровнем, а также выполняемые последовательно во времени операции: обмен с корреспондентом данными о новых параметрах адаптации и переход канала радиосвязи в заданное время на новые параметры адаптации, отличающийся тем, что в него дополнительно введены функции искусственного интеллекта, предназначенные для накопления опыта успешной работы канала радиосвязи и использования его для последующей адаптации и заключающиеся в последовательном выполнении после измерения качества канала радиосвязи и сравнение его с допустимым уровнем следующих операций: контроля данных внешней обстановки, контроля параметров адаптации, накопление данных о продолжительности времени успешной работы канала радиосвязи для каждого сочетания «набор данных внешней обстановки — набор параметров адаптации», формирования и корректировки матрицы приоритетов по наборам параметров адаптации и принятия решения о выборе новых параметров адаптации из матрицы приоритетов, если качество канала радиосвязи стало ниже допустимого уровня, после чего осуществляется обмен с корреспондентом данными о новых параметрах адаптации и переход канала радиосвязи в заданное время на новые параметры адаптации, вместе с тем, если при снижении качества канала радиосвязи ниже допустимого в матрице приоритетов отсутствуют (не накоплены) данные о параметрах адаптации для текущего набора данных внешней обстановки, то после измерения качества канала радиосвязи и сравнения его с допустимым уровнем последовательно выполняются следующие операции: зондирование канала радиосвязи на группе разрешенных частот, измерение качества канала радиосвязи и сравнение его с допустимым уровнем также на группе разрешенных частот, выбор по известному алгоритму новых параметров адаптации, после чего осуществляется обмен с корреспондентом данными о новых параметрах адаптации и переход канала радиосвязи в заданное время на новые параметры адаптации.
Недостатком вышеприведенного решения является недостаточно точная оценка показателя качества канала связи, используемого в качестве критерия адаптации (частотной или по параметрам системы связи), либо выбор неокончательного критерия оценки качества (например, величины отношения сигнал/шум вместо вероятности ошибок) при неоднозначной его связи с другими показателями качества).
Суть изобретения состоит в разработке специального алгоритма ранжирования списка резервных частот для радиосвязи по критерию качества каждой из частот списка в виде прогноза величины битовой ошибки — BER (Bit Error Rate) при работе на данной частоте.
Прогноз BER должен выполняться с учетом всех существенных факторов влияющих на ее величину, а именно с учетом: анализа непосредственно измеряемой мощности помех на каждой из резервных частот, анализа непосредственно измеряемого пространственного спектра помех, прогноза модового состава и мощности принимаемого сигнала на каждой из резервных частот, измерения мощности принимаемого сигнала на частоте радиосвязи и учета конкретного вида алгоритма обработки многолучевых сигналов со всех антенных элементов в модеме.
Выбор в качестве критерия качества канала связи (т.е. каждой из резервных частот) величины битовой ошибки, а не традиционно использовавшейся ранее величины отношения сигнал/шум, объясняется следующими обстоятельствами. Вплоть до недавнего времени в ДКМВ модемах передачи данных использовались, в основном, методы частотной и относительной фазовой модуляции, а для борьбы с многолучевостью в сочетании с данными методами модуляции использовалась технология OFDM. Последовательные однотональные модемы не получили широкого распространения ввиду сложности реализации, несмотря на имеющиеся преимущества.
В вышеназванных системах связи при традиционных алгоритмах обработки сигнала в модемах отношение сигнал/шум полностью определяло относительное качество каналов связи на данной рабочей частоте: канал с большим отношением сигнал/шум обязательно являлся лучшим по отношению к каналу с меньшим отношением сигнал/шум.
Таким образом, отношение сигнал/шум традиционно считалось однозначным критерием качества канала связи на данной частоте, т.к. обеспечивало в конечном итоге большую достоверность принимаемых данных, характеризуемую процентом ошибок в них.
В современных и перспективных системах, использующих методы многоантенной обработки сигнала, а также, и особенно, работающих в многолучевых каналах, канал с большей величиной отношения сигнал/шум не обязательно обеспечивает лучшее качество связи (характеризуемое величиной битовой ошибки на выходе модема). Поскольку процент ошибок будет зависеть как от пространственного спектра помех (помехи, приходящие с направлений, дальше отстоящих от направления на источник полезного сигнала, лучше подавляются многоантенной приемной системой), так и от структуры многолучевости (модового состава сигнала).
Поэтому при решении задачи частотной адаптации, состоящей в ранжировании списка запасных (резервных) частот по результатам анализа помеховой обстановки, следует принимать во внимание не только мощность помехи на каждой рабочей частоте, но и пространственный спектр помех на данной частоте. При этом большое значение имеют также характеристики диаграммам направленности всех антенн, входящих в систему многоантенной обработки и алгоритмы пространственно-временной обработки сигнала на приеме модемом, использующим выходные сигналы от приемников, подключенных к различным антеннам.
Для измерения мощности помех и оценки их пространственного спектра (т.е. для анализа помеховой обстановки) предлагается использовать многоканальный антенный приемник, подключаемый к набору антенн на приемном центре, предназначенных для связи с требуемым корреспондентом. Благодаря высокой доступности многоканальных обзорных ДКМВ приемников в настоящее время эта задача вполне осуществима.
Как известно, особенностью ДКМВ канала является относительное постоянство межмодовых задержек лучей, формирующих принимаемый сигнал, которые часто могут считаться практически неизменными на протяжении длительного (до нескольких минут) сеанса связи при быстрой изменчивости фаз данных лучей. Количество лучей и величины задержек между ними являются хорошо предсказуемыми величинами (при полной невозможности предсказания фазовых соотношений между ними из-за их быстрой изменчивости).
По этим причинам прогноз модового состава сигнала не может использоваться непосредственно в модеме для выполнения оценки импульсной характеристики (ИХ) канала связи (или низкочастотного эквивалента ИХ), но может быть использован для оценки качества канала на данной частоте путем статистического усреднения результата обработки по всем значениям фаз принимаемых модов.
Достаточно точный прогноз модового состава сигнала на радиоцентре может быть получен стандартными средствами ИВЧДС (он дается большинством известных комплексов программ прогноза ДКМВ радиосвязи), а также может быть получен непосредственно в самом вычислительном модуле модема, вычислительных мощностей которого в настоящее время вполне достаточно для выполнения программ такого рода. Минимальными входными данными для прогноза модового состава с достаточной точностью должны быть: значения индекса солнечной активности (SSN- число Вольфа), географические координаты корреспондентов и время проведения сеанса связи. При наличии, могут использоваться и другие данные, уточняющие прогноз.
Однако в условиях использования когерентного приема, необходимого для реализации демодуляции сигналов с амплитудно-фазовой модуляцией (КАМ, QAM), даже известного модового состава сигнала на каждой частоте и известного пространственного спектра помех на данной частоте не достаточно для ранжирования списка частот по критерию битовой ошибки.
Это происходит потому, что кривые вероятности ошибок для каналов, которые имеют:
— разные импульсные характеристики в случае даже одноантенной системы связи, работающей в многолучевом канале,
— разные канальные матрицы в случае многоантенной системы связи, работающей даже в однолучевом канале,
— или набор разных канальных матриц в случае многоантенной системы связи, работающей в многолучевом канале;
различны и могут пересекаться между собой.
Это означает, что ранжированные списки частот в области одних значений отношений сигнал/шум могут отличаться от аналогичных ранжированных списков, полученных для области других значений отношения сигнал/шум даже при тех же самых остальных параметрах канала связи (параметрах многолучевости, характеризуемых набором импульсных характеристик, параметрах разнесения, характеризуемых набором канальных матриц и т.д.).
Это требует не только относительной оценки величины отношения сигнал/шум на различных частотах, а абсолютной ее оценки.
Целью предлагаемого изобретения является предложение использовать в качестве критерия качества канала связи процент ошибок на выходе модема (BER — Bit Error Rate) передачи данных, вместо традиционно используемого значения величины отношения сигнал/шум для повышения эффективности систем частотной адаптации в системах ДКМВ связи и более точного выбора наилучшей частоты связи.
Выбор критерия связан с тем, что процент ошибок является более адекватной конечной характеристикой качества радиосвязи. Величина BER при современных (в особенности многоантенных) методах обработки сигнала связана неоднозначной зависимостью с величиной отношения сигнал/шум, поскольку существенным образом зависит как от других параметров канала связи (характеристик многолучевости, пространственного спектра помех и т.д.), так и от алгоритма обработки сигнала модемом передачи данных. Учитывая, что, даже располагая всеми необходимыми параметрами, влияющими на величину BER, она, как правило, не может быть вычислена аналитически. Для определения величины BER предложено использовать статистическое моделирование работы системы связи (возможно выполняемое в нереальном масштабе времени). Предложен метод оценки неизвестных параметров ДКМВ канала, необходимых для реализации статистического моделирования, основанный на прогнозе его (ДКМВ канала) характеристик в сочетании с измерением только мощности принимаемого сигнала на частоте радиосвязи. Разработанный подход позволяет произвести ранжирование списка резервных частот радиосвязи (что представляет собой основную задачу системы частотной адаптации) по величине прогнозируемой вероятности ошибки на выходе системы ДКМВ радиосвязи, а также выбрать оптимальные параметры и методы алгоритмов обработки сигнала модемом. Путем статистического моделирования работы предложенного метода системы частотной адаптации, а также в ходе экспериментальной проверки показано значительное преимущество предложенного метода по сравнению с традиционным.
Следовательно, для правильного ранжирования списка резервных частот, необходимо знать мощность (среднюю) принимаемого сигнала на каждой из резервных частот. Одним из вариантов мог бы быть способ передачи маркерных сигналов по всему списку частот. Однако, как правило, при большом количестве последних, накладные расходы на его реализацию слишком велики для практического использования.
Для оценки мощности полезного сигнала на каждой из резервных частот предлагается использовать его прогнозное значение, скорректированное по результатам оценки мощности прогнозного значения на используемой для связи частоте.
При необходимости ранжирования списка частот до проведения сеанса связи, когда нет возможности измерить мощность принимаемого сигнала от корреспондента непосредственно, можно воспользоваться следующей методикой его определения:.
1) Измерить мощность сигнала Pизм(ƒизмер) на какой-либо частоте ƒизмер от какого-либо корреспондента (например, от источника сигналов точного времени, радиомаяка, станции зондирования и т.д. и известными координатами, мощностью передатчика и параметрами передающей антенны), 2) сравнить с прогнозируемым значением мощности принимаемого сигнала от данного корреспондента Pпрогноз(ƒизмер) на данной частоте ƒизмер и 3) рассчитать поправочный коэффициент по формуле: k=Pизмер(ƒизмер)/Рпрогноз(ƒизмер). Тогда оценка мощности полезного сигнала на частоте ƒi из списка резервных частот от любого другого корреспондента может быть получена как: .
Теоретическим обоснованием данного предложения является то, что мощность принимаемого сигнала хорошо прогнозируется с точностью до коэффициента, определяемого поглощением сигнала в области D ионосферы. Который и измеряется таким образом по формуле для расчета k и, как известным образом зависит от рабочей частоты ƒ: коэффициент поглощения в области D ионосферы уменьшается с ростом частоты и может быть рассчитан.
Для ранжирования частот необходимо выполнить расчет BER в зависимости от SNR и параметров канала связи (ИХ для многолучевого сигнала, канальной матрицы для MIMO системы однолучевых каналов, набора канальных матриц для MIMO системы многолучевых каналов) для конкретно используемого алгоритма обработки сигналов.
Известно, что ввиду сложности используемых алгоритмов обработки сигнала в модеме аналитически рассчитать параметр BER, с приемлемой точностью за редким исключением, практически невозможно. Поскольку для этого пришлось бы принимать в расчет не только легко рассчитываемые аналитически характеристики демодулятора модема и используемого вида помехоустойчивого кода, но и крайне сложно поддающиеся анализу результаты влияния алгоритмов выравнивания многолучевого канала используемыми видами эквалайзеров модема, схем оценки параметров канала связи, цикловой и тактовой синхронизации и т.д.
Для расчета BER предлагается использовать имитатор канала связи (реализованный программно и, желательно, функционирующий в нереальном масштабе времени) и также программно или аппаратно реализованный модем (а еще лучше для ускорения процедуры расчета использовать несколько имитаторов и несколько модемов.) Тогда оценка качества канала на данной частоте — измерение процента ошибок будет проводиться экспериментально, путем набора статистики ошибок.
Технический результат достигается тем, что способ реализации частотной и многопараметрической адаптации в многоантенной ДКМВ системе связи на основе прогнозирования параметров канала связи и статического моделирования работы модема, включающий периодическое измерение качества канала связи и сравнение его с допустимым уровнем, обмен данными о новых параметрах адаптации и переход канала связи на новые параметры адаптации, отличается тем, что подключают к антеннам связного приемника многоканальный обзорный приемник и последовательно настраивают его на резервные частоты связи, оценивают пространственный спектр помех на каждой из резервных частот, рассчитывают усредненные параметры канала связи на текущий момент времени устройством прогнозирования характеристик канала связи для каждой из резервных частот, измеряют мощность принимаемого сигнала на частоте ведения связи по сигналу принимаемому связным приемником, рассчитывают фактический коэффициент ослабления сигнала слоем D-ионосферы на основании прогноза мощности и измеренной мощности принимаемого сигнала на частоте ведения связи, рассчитывают коэффициенты поглощения для всех резервных частот связи, уточняют значения ожидаемой мощности принимаемого сигнала по известным величинам поглощения для каждой из резервных частот, загружают в имитатор канала связи данные прогноза на резервных частотах, уточненные значения мощности принимаемого сигнала, характеристики пространственного спектра помех, во всех допустимых режимах работы модема передачи данных пропускают через имитатор сигнал используемого модема передачи данных передающего текстовую последовательность данных, производят подсчет ошибок в тестовой последовательности на ее длине, достаточной для обеспечения требуемой статистической точности оценки, на основе чего ранжируют список резервных частот путем сравнения их величин BER для выбора резервной частоты с минимальным значением BER.
В качестве имитатора многолучевого канала связи ДКМВ достаточно использовать имитатор канала реализующий модель Ваттерсона, рекомендуемую всеми известными стандартами, такими как [MIL-STD U. S. 188-110С,» // Military Standard-Interoperability and Performance Standards for Data Modems», US Dept of Defense. — 2012.] и рекомендациями ITU-R. Модель представляет собой линию задержки с отводами, соответствующими каждому лучу. Модель учитывает замирания и эффекты доплеровского рассеяния сигнала в канале. Все параметры модели могут быть получены по результатам прогноза состояния канала на данной частоте. Модель Ваттерсона относительно легко реализуется программно. В системе программирования MATLAB модель Ваттерсона реализована в виде отдельного программного модуля stdchan, реализующего 10 стандартных настроек параметров в соответствии с ITU-RF.1487 с возможностью ручного изменения.
Предложенный вариант позволяет с достаточной точностью предсказывать величину BER на каждой из резервных частот с учетом всех вышеперечисленных факторов, что, в свою очередь, позволяет проводить ранжирование списка резервных частот связи по наиболее подходящему (в случае использования методов многоантенной обработки сигналов и современных видов модуляции) критерию минимальной вероятности ошибок, а не по критерию минимального отношения сигнал/шум, как в известных прототипах предлагаемого метода.
Таким образом, предложенный вариант реализации делает данный метод частотной и многопараметрической адаптации технически осуществимым, позволяя преодолеть имеющиеся трудности непосредственного измерения и оценки требуемых для реализации алгоритма параметров канала связи. Использование данного метода существенно повышает эффективность систем частотной адаптации в современных системах ДКМВ связи за счет более точного выбора наилучшей частоты.
Оценка эффективности предложенного метода проводилась как путем моделирования его работы, так и в ходе проведения трассовых испытаний.
Моделирование проводилось в следующих условиях. Использовались следующие виды сигнальных созвездий: BPSK, QPSK, 8PSK, 16QAM, 32QAM, 64QAM (созвездия QAM вида [MIL-STD U. S. 188-110С]). Применялись манипуляционные коды (разновидности кодов Грея) согласно [MIL-STD U. S. 188-110С].
Метод частотного мультиплексирования — OFDM с 32 и 64 поднесущими в полосе канала: 1) половинной ТЧ и 2) полной ТЧ (3100 Гц), с полной длиной посылки 25 мс, интервалом обработки 20 мс, длительностью защитного интервала 5 мс и разносом частот 50 Гц.
Объем статистики моделирования выбирался исходя из требований времени моделирования не менее чем на порядок превышающем время корреляции самого «медленного» процесса в системе — процесса медленных замираний неинтерференционной природы (максимальный интервал корреляции 3 мин). При этом гарантированно выполнялось условие, что количество ошибочно принятых бит не менее чем на порядок превышало величину обратную вероятности ошибок. Т.о. объем статистики принятых бит составлял не менее 107.
Моделировалась ситуация наличия 1, 2, 3 преобладающих помех в виде белого во времени шума, замирающих по релеевскому закону, равновероятно поступающих с любых направлений, на фоне белого во времени и по пространству шума. Число помех выбиралось случайным и равновероятным на каждой резервной частоте.
Расположение приемных антенн — линейная решетка из 2-х и 3-х антенных элементов и 4-х элементная кольцевая решетка с полуволновым шагом.
Соотношения мощностей направленной и ненаправленной помех будем характеризовать соотношением суммарной мощности направленных помех к ненаправленному шуму.
Одна помеха полностью подавляется 2-х антенной системой с оптимальным разнесенным приемом, а две уже нет. Эффективность подавления пространственных помех существенно зависит от отклонений направлений их прихода от направления прихода полезного сигнала.
Одна, две, три помехи полностью подавляются 4-х антенной системой.
При моделировании использовалась программная реализация штатного серийного модема изделия «Вымпел», работающего в OFDM режиме. Скорость передачи поддерживалась постоянной, за счет выбора соотношения кратности модуляции, избыточности кода и плотности сетки пилот-сигналов. В качестве кода — использовался турбо-код, избыточность регулировалась прокалыванием.
На резервных частотах постоянно присутствовали 4-е направленные помехи с суммарной мощностью на 5 дБ превышающей ненаправленный шум. Направленные помехи равновероятно меняли направление на границах символа.
Адаптация с оценкой канала по BER обеспечивала величину выигрыша в BER при числе резервных частот более 15 более чем на порядок. При росте количества резервных частот, насыщение наступало позже, если использовался предлагаемый метод.
Трассовые испытания проводились на трассе Москва-Воронеж. В г. Москве располагались 4-е передатчика пиковой мощностью 300 Вт каждый (РПДУ «Вымпел», ДЕАС. 464114.002) (средняя мощность излучения составляла от 15 до 30 Вт). В г. Воронеже находились 4-е магистральных приемника (РПУ «Вымпел», ДЕАС. 464313.001), каждый со своей штыревой антенной.
Адаптация проводилась по сетке 10-и равномерно распределенных резервных частот в диапазоне 1-1,5 МГц, вплотную примыкавшем снизу к ОРЧ для данного временны суток.
Средняя величина неравномерности пространственного спектра мощности помех во время проведения испытаний составляла 9 дБ (среднеквадратическое значение). Замирания преимущественно носили релеевский характер. В спектре принимаемого сигнала (в полосе 3100 Гц) наблюдалось от двух до трех провалов, периодически достигавших нуля. Доплеровское рассеяние составляло около 0.1 Гц.
Так экспериментально подтвержденный выигрыш при использовании метода оптимального разнесенного приема (разнесенного приема с оптимальным весовым сложением сигналов различных ветвей разнесения, максимизирующим результирующий сигнал/шум простейшую разновидность многоантенной обработки) и классическим OFDM модемом стандарта MIL-STD-188-110В, работавшем в режиме 16QAM, состоит в уменьшении средней величины BER с 10-3 до 10-5. Это соответствует энергетическому выигрышу в 11 дБ или, при использовании режима адаптации «работа всегда на лучшей частоте», эквивалентно увеличению количества резервных частот с 10 примерно до 40.
При использовании в качестве критерия адаптации только измеренной величины отношения сигнал/шум, выигрыш в BER составлял не более одного порядка, т.е. энергетический выигрыш был более чем, на 7 дБ меньше.
При использовании списка из более чем 30 резервных частот, замена традиционно используемого критерия ранжирования по отношению сигнал/шум критерием ранжирования по BER приводила к выигрышу по BER более чем на три порядка, что эквивалентно энергетическому выигрышу в 13 дБ и никак уже не может быть скомпенсировано в частотно-адаптивной системе с оценкой качества частоты по SNR увеличением количества резервных частот.
Способ реализации частотной и многопараметрической адаптации в многоантенной ДКМВ системе связи на основе прогнозирования параметров канала связи и статического моделирования работы модема, включающий периодическое измерение качества канала связи и сравнение его с допустимым уровнем, обмен данными о новых параметрах адаптации и переход канала связи на новые параметры адаптации, отличающийся тем, что подключают к антеннам связного приемника многоканальный обзорный приемник и последовательно настраивают его на резервные частоты связи, оценивают пространственный спектр помех на каждой из резервных частот, рассчитывают усредненные параметры канала связи на текущий момент времени устройством прогнозирования характеристик канала связи для каждой из резервных частот, измеряют мощность принимаемого сигнала на частоте ведения связи по сигналу, принимаемому связным приемником, рассчитывают фактический коэффициент ослабления сигнала слоем D-ионосферы на основании прогноза мощности и измеренной мощности принимаемого сигнала на частоте ведения связи, рассчитывают коэффициенты поглощения для всех резервных частот связи, уточняют значения ожидаемой мощности принимаемого сигнала по известным величинам поглощения для каждой из резервных частот, загружают в имитатор канала связи данные прогноза на резервных частотах, уточненные значения мощности принимаемого сигнала, характеристики пространственного спектра помех, во всех допустимых режимах работы модема передачи данных пропускают через имитатор сигнал используемого модема передачи данных передающего текстовую последовательность данных, производят подсчет ошибок в тестовой последовательности на ее длине, достаточной для обеспечения требуемой статистической точности оценки, на основе чего ранжируют список резервных частот путем сравнения их величин BER для выбора резервной частоты с минимальным значением BER.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Страница не найдена — Sensorika
- Оплата и доставка
- Контакты
Все категории05 габарит06 габарит07 габарит08 габаритUncategorizedАбсолютные энкодерыАгрегаты управления газотурбинными двигателямиАппаратура контроля вибрации и защитыБесконтактные выключателиБлоки питанияБлоки управленияВзрывобезопасное оборудованиеВзрывобезопасные датчикиВзрывозащищенное осветительное оборудованиеВзрывозащищенные выключателиВзрывозащищенные низковольтные светодиодные светильники УССВзрывозащищенные оболочки электротехнических аппаратовВзрывозащищенные светильники УССВзрывозащищенные светодиодные светильникиВзрывозащищенные светодиодные светильники ПССВодоподготовкаГазоанализаторыГидротолкателиГорелкиДатчик давления Метран-150Датчик уровня для канализации и септиковДатчики вибрацииДатчики давленияДатчики давленияДатчики давления ДДМДатчики давления Метран 55Датчики давления Метран-100Датчики давления СДВДатчики измерения длинныДатчики контроля скоростиДатчики температурыДатчики-реле давления ДРДДистилляторыДымомерыЕмкостные бесконтактные датчикиИзмеритель давления ПРОМА-ИДМИзмерительные комплексыИндикаторы аварийного процесса ИКЗИндуктивные датчики PS2Индуктивные датчики ВБ2Индуктивные датчики ВБИИндуктивные датчики ВКИИнкрементные энкодерыКИП и А для нефтегазовой отраслиКИПиАКомандоконтроллерыКомплектующие к ГПА и ГПУКонтактор серии КТКонтакторыКонтакторы серии КВТКонтакторы серии КПВКонтакторы серии КПДКонтакторы серии КТПКонтакторы серии КТПВКонтроллерыКонтроллеры ККТКрановое электрооборудованиеМагниточувствительные датчикиМалогабаритные интеллектуальные датчики давления STANDARTМанометры, вакуумметры, мановакуумметрыМедицинское оборудованиеНасосы для молочных продуктовОборудование для дистилляции и ректификацииОграничители перенапряженияОптические бесконтактные выключателиПилотные горелкиПищевое оборудованиеПневматические клапана KipvalveПневматическое оборудованиеПолипропиленовые гранулыПосты сигнализации звуковые и световые, светофорыПреобразователи перемещенийПреобразователи сигналовПреобразователи температурыПреобразователи угловых перемещенийПреобразователи частотыПриборы для измерения и контроля давленияПриборы измерения температуры и влажностиПринадлежности для бесконтактных выключателейПроверка высокочастотной аппаратурыПроверка первичного и вторичного электрооборудованияПроверка релейной защиты и автоматикиПромышленная эндоскопияПромышленные ножиРасходомерыРегуляторы давленияРегуляторы температурыРелейная защита и автоматикаСветовые барьерыСельскохозяйственные приборыСигнализаторы уровняСигнализаторы уровня ультразвуковыеСистемы обработки информацииСистемы учета и контроляСоединители электрическиеСпециализированные малогабаритные интеллектуальные датчики серии SPECIALСтаночная оснасткаТермопреобразователиТопливная аппаратураТопливораздаточные модулиТормозные электромагнитыТСУЗ-отпугивателиУказатели положения приводаУльтразвуковые датчикиУстройства плавного пускаФиброскопыЭлектромагнитные муфтыЭлектромагнитыЭлектромагниты серии МИСЭлектромагниты ЭМИСЭТМ в масляной средеЯщики, взрывозащищенные коробки зажимов соединительные и разветвительные
«умный» путь в «Индустрию 4.0»
Благодаря сочетанию монолитных трансформаторов iCoupler и быстродействующих КМОП-схем ADuM1441 обеспечивает показатели, превосходящие характеристики альтернативных устройств,например оптопар, потребляя при этом наименьшую среди любых доступных компонентов гальванической развязки мощность. Для низких скоростей передачи данных ему требуется гораздо меньше энергии, чем в предыдущих решениях, что позволило обеспечить адекватную изоляцию в рамках заданных пределов энергопотребления. При рабочем напряжение 3,3 В (тип.) потребляемый при активной регенерации цифровым изолятором ADuM1441 ток составляет
всего 5,6 мкА на канал.
Кроме того, как уже было сказано, в микросхеме ADuM1441 используется технология isoPower, которая обеспечивает питание собственных каскадов на изолированной стороне и питание АЦП AD7124-4. Наличие уже интегрированного изолированного DC/DC-преобразователя в едином корпусе с изолированными каналами интерфейса позволило реализовывать гальваническую развязку без дополнительного изолированного источника питания и, соответственно, дало выигрыш по стоимости, размеру, производительности и надежности.
По сравнению с большинством четырехканальных изоляторов, которые выпускаются в широком корпусе SOIC, ADuM1441 изготавливается в корпусах QSOP и SSOP и занимают почти на 70%
меньше площади на печатной плате, сохраняя при этом устойчивость к воздействию высоких напряжений и удовлетворяя требованиям регламентирующих стандартов, включая стандарты UL и CSA. Компоненты семейства четырехканальных цифровых изоляторов в корпусах QSOP выдерживают напряжение 2500 В (с. к.з. в течение 1 мин) и 3750 В (с. к.з. в течение 1 мин) в исполнении SSOP. Как и у AD7124-4, диапазон рабочих температур ADuM1441 составляет
–40…+125 °C при допустимой температуре корпуса +189,8 °C (в корпусах QSOP) и +218 °C (в корпусах SSOP), что отвечает требованиям большинства индустриальных приложений.
Где скрывается интеллект?
Еще один важный компонент полевого измерительного прибора, кроме АЦП AD7124 и изолятора ADuM1441, — микроконтроллер. Именно он является сосредоточением интеллекта рассматриваемых измерителей.
Как правило, здесь используются микроконтроллеры на базе архитектуры ARM, такие как ADuCM3027 [7] или ADuCM3029 [8]. Их потребление в активном режиме не превышает 38 мкА/МГц, что делает эти устройства идеальными для интеллектуальных передатчиков.
ARM-микроконтроллеры широко распространены в промышленности и, следовательно, подходят для приложений, связанных с безопасностью. Для обеспечения дополнительных функций безопасности микроконтроллеры ADuCM3027/ADuCM3029 включают шифрование AES‑128/AES‑256 (AES, Advanced Encryption Standard, также известный под своим оригинальным названием Rijndael (Рэндал), — это симметричный алгоритм блочного шифрования, размер блока
128 бит, ключ 128/192/256 бит) [9]. Так что на них может быть запрограммировано интеллектуальное ПО, которое, как уже говорилось ранее, позволяет выполнять диагностику, например калибровку AD7124, и гарантирует, что полевой прибор обеспечивает заданную
точность измерения.
Сделаем это с HART!
Другой не менее важный компонент, обеспечивающий двухстороннюю цифровую связь интеллектуального измерителя с внешним миром, — модем HART.
Протокол HART позволяет разумно проектировать полевые приборы без особых требований к инфраструктуре. Его можно использовать в токовой петле 4–20 мА, хотя для этого понадобится ведомое и ведущее устройство HART. HART позволяет установить соединение между полевым прибором и ПЛК, чем создает интеллектуальную связь между диспетчерской и удаленным измерителем.
В HART применяется модуляция FSK (frequency shift keying, кодирование с изменением частот при передаче). Ток уровнем 1 мА модулируется поверх стандартного аналогового сигнала токовой петли. Интерфейс HART позволяет использовать такие функции, как дистанционная калибровка и опрос об ошибках, передача переменных контролируемого процесса, необходимых в разных приложениях, в том числе при управлении температурой и давлением.
Для реализации интеллектуального передатчика требуется модем HART с подключением к HART-совместимому ЦАП. Устройства должны быть высокоинтегрированы и иметь низкое энергопотре-
бление. Эти два фактора — жесткие ограничения к занимаемому пространству и низкое энергопотребление являются одними из основных предпосылок для «Индустрии 4.0» (пример практической реализации современной системы на основе HART в [10]).
С этой целью специалистами компании Analog Devices был разработан HART-модем со сверхнизким энергопотреблением AD5700 [11]. Именно этот модем, который ко всему прочему является самым дешевым, отвечающим требованиям HART в отрасли, был выбран для изолированной схемы интеллектуального измерителя (рис. 3, 5). В AD570 передача данных синусоидальными сигналами осуществляется с частотой 1200 и 2200 Гц, он выполнен в корпусе LFCSP размером 4*4 мм и имеет диапазон рабочих температур –40…+125 °C.
Превращаем аналог в цифру
Последним основным блоком современного полевого измерительного прибора является цифро-аналоговый преобразователь. Здесь также в соответствии с требованиями «Индустрии 4.0» необходимо учитывать низкое энергопотребление и высокую степень интеграции. ЦАП является ключевым компонентом всей схемы, замыкающей ее интеллектуальное решение, поэтому для того, чтобы сэкономить место на печатной плате, в него интегрируется как можно больше, по максимуму. Примером служат встроенные в него два линейных стабилизатора. От одного питается весь полевой измеритель на неизолированной стороне, а второй нужен для передачи питания через изолятор ADuM1441 непосредственно на схему измерения. Кроме того, он обеспечивает связь с ПЛК и, таким образом, предполагает управление и мониторинг устройства. Одним из ЦАП, который хорошо сочетается с модемом HART, является AD5421 [12], также выпускаемый компа-
нией Analog Devices. AD5421 выполнен в компактном корпусе TSSOP и имеет диапазон рабочих температур –40…+105 °C.
В качестве вспомогательных элементов в схеме интеллектуального измерителя используется КМОП-переключатель ADG5433 [13] с цифровым управлением, задача которого генерировать импульсное напряжение для передачи через изолятор питания на измерительную часть, и выполненный по технологии КМОП линейный стабилизатор напряжения ADP162 [14] с сверхмалым собственным потреблением, обеспечивающий питание напряжением 3,3 В для интеллектуальной
и передающей части.
Заключение
Описанная здесь сигнальная цепочка иллюстрирует возможное практическое решение промышленного полевого прибора для измерения давления или температуры с питанием от токовой петли, который отвечает требованиям «Индустрии 4.0». Этот интеллектуальный передатчик можно использовать для интеллектуального мониторинга в режиме реального времени, управления и обратной связи. Он был специально разработан для компактного размещения при низком собственном энергопотреблении и может легко вписаться в уже имеющуюся инфраструктуру предприятия.
Как можно видеть из данной статьи, в связи с высокой доступностью современной элементной базы, такой, какую предлагает компания Analog Devices, можно создавать интеллектуальные из-
мерительные приборы, которые благодаря более простому решению легко помогают вписаться новым и уже действующим предприятиям в концепцию «Индустрии 4.0». Они открывают путь к прогнозному техническому обслуживанию с меньшими затратами и дают потенциально высокий прирост эффективности. Кроме того, высокие технические характеристики описанных продуктов компании Analog Device не только обеспечивают соблюдение требований стандартов электрической безопасности, но и гарантируют безопасность передачи данных и открывают пути получения дополнительной информации, которая может передаваться по протоколу HART по стандартной токовой петле 4–20 мА.
Не нужно думать, будто все, что касается «Индустрии 4.0», — это прекрасно только для новых или крупных предприятий, а для простого производителя остается фантастикой и несбыточными мечтами. Эта технология поможет даже небольшим компаниям успешно конкурировать с крупными фирмами, особенно в отношении повышения эффективности управления предприятием, контроля оборудования и уровня гибкости при выпуске продукции, который ожидают от них клиенты [15]. Главное, помнить: кто промедлил — тот опоздал.
Литература
1. Käemmerer Chr. Intelligent Field Instruments: The Smart Way to Industry 4.0.
www.analog.com/media/en/technical-documentation/te…
Intelligent-Field-Instruments-The-Smart-Way-to-Industry‑4-0.pdf
2. CN0382. Isolated 4 mA to 20 mA/HART Temperature and Pressure Industrial
Transmitter Using a Low Power, Precision, 24‑Bit, Sigma-Delta ADC.
www.analog.com/ru/design-center/reference-designs/circuits-from-the-lab/cn0382.html
3. AD7124-4. Четырехканальный 24‑разрядный сигма-дельта АЦП с низким
шумом, малым энергопотреблением, интегрированными усилителем и ис-
точником опорного напряжения.
www.analog.com/ru/products/ad7124-4.html#product-o…
4. ADUM1441. Микропотребляющий четырехканальный цифровой изолятор,
высокий логический уровень по умолчанию (конфигурация каналов 3/1).
www.analog.com/ru/products/adum1441.html#product-o…
5. Янг В., Му С., Хартманн Д. Новый подход к организации изоляции в модуле
аналогового ввода ПЛК // Компоненты и технологии. 2017. № 9.
6. Иоффе Д., Романов О. Изолирующие микросхемы на основе техноло-
гии iCoupler фирмы Analog Devices // Компоненты и технологии. 2006. № 7.
7. ADuCM3027. Ultra Low Power ARM Cortex-M3 MCU with Integrated Power
Management and 128 KB of Embedded Flash Memory.
www.analog.com/ru/products/aducm3027.html#product-…
8. ADuCM3029. Ultra Low Power ARM Cortex-M3 MCU with Integrated Power
Management and 256 KB of Embedded Flash Memory.
www.analog.com/ru/products/aducm3029.html
9. Моц М. Кибербезопасность на уровне микроконтроллеров //
IIoT. 2019. Июнь. www.controlengrussia.com/programmnye-sredstva/
bezopasnost-programmnye-sredstva/kiberbezopasnost-mk/
10. Оберле К. Увеличение объема информации о процессе с помощью
многопараметрических преобразователей // IIoT. 2019. Июнь.
www.controlengrussia.com/internet-veshhej/wireless…
11. AD5700. Малопотребляющий HART модем.
www.analog.com/ru/products/ad5700.html
12. AD5421. 16‑разрядный ЦАП с выходом тока 4–20 мА, последовательным
входом и питанием от токовой петли.
www.analog.com/ru/products/ad5421.html
13. ADG5433. High Voltage Latch-up Proof Triple SPDT Switches.
www.analog.com/ru/products/adg5433.html#product-ov…
14. ADP162. Линейный КМОП стабилизатор с крайне низким потребляемым
током, выходной ток 150 мА.
www.analog.com/ru/products/adp162.html
15. Дэниэлс М., Денис Г. Большой доход для маленькой фабрики: реализа-
ция Единого Предприятия на производстве печенья // Control Engineering
Россия. 2017. № 4
RS-232 | Эталонные образцы | Интерфейс
Дом Интерфейс
- Усилители
- Аудио
- Часы и хронометраж
- Конвертеры данных
- Услуги штампов и пластин
- DLP продукты
- Интерфейс
- Изоляция
- Логика
- Микроконтроллеры (MCU) и процессоры
- Драйверы двигателей
- Управление энергопотреблением
- RF и микроволновая печь
- Датчики
- Коммутаторы и мультиплексоры
- Беспроводная связь Приемопередатчики
- CAN и LIN трансиверы и SBC
- ИС защиты цепи
- ИС Ethernet
- Серверы FPD-Link
- Микросхемы HDMI, DisplayPort и MIPI
- ИС I2C
- IO-Link и цифровые входы / выходы
- ИС LVDS, M-LVDS и PECL
- ИС с интерфейсом обнаружения нескольких переключателей (MSDI)
- ИС для оптических сетей
- Прочие интерфейсы
- ИС PCIe, SAS и SATA
- Приемопередатчики RS-232
- Приемопередатчики RS-485 и RS-422
- ИС последовательного цифрового интерфейса (SDI)
- UART
- USB-микросхемы
Дерево продуктов
- Приемопередатчики и SBC CAN и LIN (115)
- ИС защиты цепей (105)
- ИС защиты портов для конкретных приложений (21)
- Защита от электростатических разрядов и диоды для защиты от перенапряжения (84)
- ИС Ethernet (81)
- Ethernet PHY (42)
- ретаймеры, редрайверы и мультиплексорные буферы Ethernet (39)
- SerDes FPD-Link (154)
- SerDes камеры (23)
- Дисплей SerDes (131)
- ИС HDMI, DisplayPort и MIPI (81) ИС
- I2C (70)
- I2C ввода-вывода общего назначения (GPIO) (34)
- Сдвигатели уровня I2C, буферы и концентраторы (25)
- Коммутаторы и мультиплексоры I2C (11)
- IO-Link и цифровые входы / выходы (8)
- ИС LVDS, M-LVDS и PECL (300)
- ИС интерфейса обнаружения нескольких переключателей (MSDI) (8)
- ИС для оптических сетей (28)
- Другие интерфейсы (150)
- ИС PCIe, SAS и SATA (51) Приемопередатчики RS-232
- (131)
- Приемопередатчики RS-485 и RS-422 (271)
- ИС последовательного цифрового интерфейса (SDI) (49)
- UART (28)
- USB ИС (137)
- USB-концентраторы и контроллеры (39)
- USB-преобразователи и мультиплексоры (66)
- ИС USB Type-C и USB Power Delivery (48)
- Обзор
- Продукты
- Эталонные образцы
- Техническая документация
SUTRON XLink 100 Регистратор данных, без модема | Hach
Хотели бы вы использовать наш инструмент Product Configurator для настройки этого продукта перед добавлением его в корзину? В противном случае вы можете добавить его прямо в корзину.
Продукт #: XLINK100-1
Торговая марка: СУТРОН
Модемная карта Plug and Play
Сократите время настройки модема за счет автоматического распознавания модема.Эти модемы можно заменять на месте, что позволяет легко переходить от одного типа телеметрии или поставщика услуг к другому и идти в ногу с быстро меняющимися сотовыми / телекоммуникационными технологиями (например, с 3G на 4G).
Пользовательское программирование с использованием сценариев Python (доступно с XLink 500)
Поддерживает приложения, выходящие за рамки стандартной конфигурации, включая пользовательские измерения, форматы передачи и определяемые пользователем вычисления, используя современный, простой в изучении язык сценариев с сильным и растущим сообществом разработчиков.
Двусторонняя связь и удаленная настройка
Сократите время и стоимость посещения полевой станции для проверки, изменения или загрузки конфигурации или включения / выключения приборов. Все функции регистратора данных и параметры конфигурации доступны удаленно через ячейку или Iridium, улучшая доступ к данным и их извлечение в случае пропуска передачи.
Простое и интуитивно понятное программное обеспечение
Программное обеспечениеLinkComm можно использовать со всеми регистраторами данных Sutron XLink и SatLink 3 и является распространенным программным обеспечением, которое снижает требования к обучению. Это позволяет легко настроить через Wi-Fi с помощью смартфона, планшета или ПК. Вы также можете выполнить сопряжение с Hydromet Cloud, программным обеспечением, размещенным в Интернете, для доступа и управления данными и предупреждениями в реальном времени.
Безопасная связь
Отправляйте зашифрованные данные по защищенным протоколам передачи HTTPS, FTP (S) и защищенным паролем сокетам (TCP / IP).
Аналоговые входы: Аналоговый — 4-20 мА —Количество входов: 1
Диапазон: 0 — 22 мА
Точность при 77 ° F (25 ° C): 0.02%
Нагрузка: внутренняя 200 Ом
Аналоговый — Дифференциальный —
Количество входов: 3
Диапазон *: ± 39 мВ, ± 312 мВ, ± 2,5 В
Точность при 77 ° F (25 ° C): 0,004% тип
Разрешение: 0,298 мкВ при шкале ± 2,5 В
Аналоговый — односторонний —
Количество входов: 2
Диапазон *: 0 — 5 В
Точность при 25 ° C (77 ° F): 0,004% тип.
Разрешение: 0,298 мкВ
Антенна: Никто
Согласие: CE, FCC, ISED
Варианты подключения:
Коммутатор 12 В: 1А, 1 порт, защищенный от перегрузки
RS485: 1 порт; SDI-12, ModBus, настраиваемая связь с Python
RS232: DB9; терминальный интерфейс, пользовательский интерфейс, ModBus, настраиваемая связь с USB-устройством Python
(MICRO B): 1 порт; Связь ПК / MAC с использованием хоста Sutron LinkCOMM
USB (тип A): 1 порт; настройка, обновление прошивки, загрузка журнала с помощью USB-накопителя
Тип входа: 0 — 15 В, дополнительный вход низкого уровня.Состояние, счетчик, частота
Макс.частота на входе: 10 кГц, дополнительный дребезг, внутренняя тяга
Количество выходов: 1
Типы выходов: Вкл. / Выкл. / Импульс. Открытый коллектор с ограничивающим резистором 100 Ом. 100 мА, 15 В макс
Габаритные размеры: 11.4 см x 15,8 см x 4,1 см
Входы: Умный / цифровой датчик
Внутренний регулятор мощности: Нет
Рейтинг IP: IP66 (варианты NEMA)
Материальные корпуса: Никто
Модем: Никто
Диапазон рабочих температур: -40 — +70 ° С
Потребляемая мощность:
Напряжение: 9-20 В постоянного тока; 10-16 В постоянного тока для соответствия SDI-12
В покое: ˂ 2 мА тип. При 12,5 В постоянного тока
Язык сценария: Нет
Порт SDI-12:
Соответствие: V1,3 logger
Мощность: 500 мА, защита от короткого замыкания
Поддерживаемая телеметрия: Никто
Масса: 0.5 кг
Многопараметрический мониторShinova Vet | Ветеринарный УЗИ | Ветеринарный монитор | Ветеринарный наркозный аппарат | Клетка для собак | Veterina
Описания
Суперспособность против электрохирургических помех.Ни при резке, ни при прожиге нельзя повлиять на форму волны ЭКГ и ЧСС, очень короткое время восстановления после дефибрилляции, особенно подходит для использования в неотложной помощи или в операционной.Уникальный метод испытания дыхания на импеданс грудной клетки и через носовую трубку с двойной моделью (когда пациент не может лежать спокойно, только дыхание через носовую трубку может определить правильную форму волны и частоту дыхания).
Цветной ЖК-экран TFT с диагональю 8,4 дюйма, высокая яркость, широкий обзор, 7 форм сигналов могут отображаться на одном экране.легкость и объем регулируются независимо.
Обтекаемый дизайн с чувством времени и складной ручкой.
Выбор многоязычного интерфейса: китайский, английский, испанский, португальский, французский, арабский, русский, итальянский, турецкий и т. Д.
Дружественный интерфейс человеко-машинного диалога со всплывающими меню, диалоговыми окнами, поворотной мышью и т. Д.
Конструкция с низким энергопотреблением, режим ожидания, встроенный аккумулятор высокой энергии.
быстрое и точное измерение артериального давления с функцией венепункции.
Передовая цифровая технология позволяет точно измерить SpO2 в условиях низкой перфузии.
Расчет лекарств, определение сегмента ST, анализ кардиостимулятора и аритмии.
формат отображения включает диаграмму OxyCRG, кривую ЭКГ в 7 отведениях, режим большого шрифта одновременно; может хранить 5 видов пользовательского формата отображения;
Звуковая и световая встроенная сигнализация, параметры сигнализации можно настроить на верхнее или нижнее.
Подходит для взрослых, детей и новорожденных
Применение в прикроватном мониторинге и мониторинге родов Широко используется в палате пациента, отделении неотложной помощи, операционной, PACU, ICU, CCU и т. Д.
Функция WAN-связи с сетью с центральной системой мониторинга делает возможными удаленный мониторинг, диагностику, обслуживание и обновление программного обеспечения.
Печать данных, формы сигнала, таблиц трендов и диаграммы трендов.
Дополнительная функция обнаружения CO2
Характеристики
ЭКГ
Частота сердечных сокращений (ЧСС)
Диапазон измерения: 30 350 ударов в минуту;
Точность: 1 уд. / Мин или ± 1%.
Сердце настройки сигнализации скорости и допуск: верхний предел (60 ~ 300) ударов в минуту; допуск: ± 10% Нижний предел (10 ~ 200) ударов в минуту; допуск: ± 10%
Уровень шума: ≤ 30 мкВ
ЭКГ частотная характеристика: методы фильтрации: (1 ~ 25) Гц Режим без фильтрации: (0,05 ~ 100) Гц Ток входной цепи ЭКГ: ≤ 0,1 мкА Чувствительность ЭКГ: плавно регулируемый
Скорость сканирования суб-файл и ошибка: Скорость сканирования можно разделить на три файла для выбор: 12.5 мм / с, 25 мм / с, 50 мм / с Погрешность скорости сканирования: ≤ ± 10%
НИАД
Диапазон измерений:
Систолическое (САД) ： (5,3 36,0) кПа или (40 ～ 270) мм рт.
Диастолическое (ДАД) ： (2,7 26,7) кПа, или (20 ～ 200) мм рт.
Среднее (MAP) ：( 4,0 29,3) кПа, или (30 ～ 220) мм рт.
Точность: ≤ ± 0.4 кПа (3 мм рт. Ст.) Или ± 2%,
IBP
Диапазон измерения: 1,3 ～ 40 кПа (-10 ～ 300 мм рт. Ст.)
Канал: 2 канала Чувствительность преобразователя: 5 мВ / В / мм рт.
Отображение единиц измерения: кПа или мм рт. Ст. (По выбору)
Частота дыхания
Диапазон измерения: 0 ударов в минуту ～ 120 ударов в минуту ；
Точность: ± 1 уд. / Мин. Или ± 5%
Температура
Количество каналов: 2
Конфигурация датчика температуры: Внутриполостный датчик: 1 шт .; Поверхностный зонд: 1 шт.
Диапазон измерения: 25.0 ℃ ~ 45,0 ℃
Точность: ± 0,2 ℃
Время отклика: ≤ 3 мин.
SpO2:
Диапазон измерения: (0 ～ 100)% ；
Точность: в пределах ± 2% (70 ～ 100)%
В пределах ± 3% (50% ～ 69)%
Частота пульса
Диапазон измерения: (30 ～ 250) уд / мин ；
Точность: 1 уд. / Мин. Или ± 2%
Обзор тренда:
Может просматривать данные истории за 360 часов
CO2:
Диапазон измерения: 0 ～ 10.0 ﹪ (вдыхание углекислого газа и выдох углекислого газа)
Точность: ± 2 мм рт. Ст. (5 ﹪ Измеренные значения)
10 ﹪ (＞ 5 ﹪ Измеренные значения)
Стандартная конфигурация: ЭКГ, НИАД, SpO2, ЧСС / PR, 2-RESP, 2-TEMP, аккумулятор.
По желанию конфигурация: Встроенный принтер, Masimo SpO2, Nellcor SpO2,2-IBP, ETCO2 (основной или боковой поток), беспроводная сеть, настенное крепление, перемещение тележка, 12 вольт Электропитание
Среда
Температура: (5 ～ ＋45) ℃;
Эксплуатация и хранение: (－20 ～ ＋55) ℃
Относительная влажность: ≤ 80%
Эксплуатация и хранение: ≤ 93%
Атмосферное давление: (700 ～ 1060) гПа
Эксплуатация и хранение: (500 ～ 1060) гПа
Адаптация к мощности: (100 240) В перем.c. 50/60 Гц,
Максимальная входная мощность: 80 ВА
Предохранитель: Т 1,6 А
Время непрерывной работы:
Время работы от сети: ≥ 8 часов
Непрерывная работа от внутреннего источника питания: ＞ 1 час (при полностью заряженной батарее и измерении артериального давления каждые 10 минут)
Интерфейс сигнала: (Внешний монитор): стандартный порт VGA (опционально)
ПРИНТЕР (внешний принтер): параллельный интерфейс ПК / AT
NET (Внешний центральный монитор): порт RJ45
LINE (внешняя телефонная линия): порт модема
Монитор окружающей среды | Взаимодействие с датчиком данных Hydrolab DataSonde
С опциями для интерфейсов SDI-12, RS-232, RS-485 и Modbus, и это лишь некоторые из них, регистраторы данных от NexSens Technology способны работать практически с любым датчиком, использующим аналоговое или цифровое соединение. .
Эти регистраторы данных обеспечивают превосходную производительность сбора данных в экстремальных условиях и специально разработаны для приложений удаленного мониторинга окружающей среды. Есть варианты для стационарного телефона, сотовой связи, радио, Ethernet, Wi-Fi и спутниковой телеметрии.
Интерфейс Datasonde
Регистраторы данных NexSens обычно используются для чтения и передачи данных из многопараметрических наборов данных, включая данные из Hydrolab. Hydrolab datasondes , такие как DataSonde 4a или minisonde, обычно имеют варианты интерфейса SDI-12 и RS-232, что позволяет им без проблем работать с передовыми решениями для регистрации данных NexSens.
Регистратор данных NexSens одновременно поддерживает восемь аналоговых входов и четыре цифровых входа для возможности регистрации данных с нескольких датчиков. Вся электроника размещена в прочном корпусе NEMA 4X, изготовленном из сверхпрочного стекловолокна. Встроенная герметичная свинцово-кислотная батарея на 8,5 ампер-час обеспечивает систему напряжением 12 В, и аккумулятор может непрерывно заряжаться от сети переменного тока или от солнечной энергии. Печатные платы с полимерным покрытием, герметичные разъемы, оборудование из коррозионно-стойкой нержавеющей стали и встроенная молниезащита обеспечивают надежную работу даже в самых суровых условиях.Все кабели датчиков проходят через водонепроницаемые сальники для защиты от атмосферных воздействий.
Погружной регистратор данных NexSens SDL500 также доступен для ситуаций, в которых регистратор данных будет подвергаться воздействию более суровых условий окружающей среды. SDL500 может выдерживать экстремальные волны, падения и наводнения. Он состоит из регистратора данных и коммуникационного модуля, помещенных в полностью погружаемый круглый корпус диаметром пять дюймов. Он может быть оснащен радиомодемом с расширенным спектром или сотовым модемом и антенной для связи в реальном времени.Он также предлагает пять портов датчиков для подключения к стандартным цифровым и аналоговым датчикам и датчикам данных. Каждый порт датчика предлагает соединение розетки UW с двойными кольцевыми уплотнениями для водонепроницаемых соединений датчика. (Узнайте больше об этом подводном регистраторе данных.)
Расширенная библиотека устройств: программное обеспечение iChartОба регистратора данных могут работать с программным обеспечением iChart, полным, готовым к использованию программным пакетом, который упрощает и автоматизирует многие из связанных задач со сбором, обработкой, анализом и публикацией экологических данных.
iChart предлагает самую большую в отрасли библиотеку устройств для интеграции данных от популярных датчиков и систем окружающей среды, включая данные от Hydrolab. Просто выберите производителя и номер модели из индекса устройства. Встроенный профиль устройства упрощает настройку и исключает сложное программирование датчиков.
Программное обеспечение было разработано с открытой архитектурой, предлагая простой в использовании набор инструментов для настройки и настройки проектов мониторинга. Графический пользовательский интерфейс устраняет необходимость изучения сложных языков программирования для настройки и обслуживания сети удаленных датчиков.
Для получения дополнительной информации о параметрах регистрации, телеметрии, обработки и анализа данных NexSens, позвоните инженеру по приложениям Fondriest Environmental по телефону 888.426.2151 или напишите по адресу [email protected].
Детальная ошибка IIS 7.5 — 404.11
Риепилого извиняюсь
