Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
GRNTI 55.01 Общие вопросы машиностроения
GRNTI 55.13 Технология машиностроения
Present-day measuring procedures of pulse interference are not perfect. The application of the MATLAB mathematical modeling environment and a personal computer (PC) allows creating an efficient complex for measuring the interference of a pulse character. Kinds of the pulse interference are similar in the form, but differ considerably in their peak values of the amplitude. Different kinds of home equipment generate noise impacts in view of peculiarities of their structural formation and an elemental base used. For the qualitative analysis the of the pulse interference impact upon a line of communication it is necessary to use a mathematical apparatus which allows estimating completely the degree of the interference impact. The data obtained must contribute to the development of engineering solutions and methods for the compensation of the pulse interference impact upon digital user lines.
pulse interference, measuring complexes, digital user lines.
Следует отметить, что большая часть переносных тестеров используют при анализе только часть спектра и имеют определённый порог статических помех. Если уровень шума превышает этот порог, то прибор фиксирует это событие как импульсную помеху. При таком способе прибор будет принимать за импульсные шумы радиопомехи и другие стационарные шумы, уровень которых превышает пороговый уровень статических шумов, установленный в приборе. Тем не менее существует достаточно простой способ оценки воздействия импульсных шумов на абонентскую линию, который предполагает использование аудиокарты персонального компьютера. Также необходимо использовать аналог абонентской линии, который имеет возможность подключения к разъему персонального компьютера. В ходе проведения эксперимента планируется оценить воздействие импульсных шумов на абонентскую линию в зависимости от удаленности линии от объекта воздействия, а также от используемой бытовой техники в качестве источника импульсных помех.
Методология и результаты исследования
Для создания математической модели применяется программный продукт MATLAB R2018a. MATLAB является высокоуровневым языком программирования, с помощью которого становятся возможными анализ данных, разработка алгоритмов и создание различных моделей. Основные функции, использованные в разработанной модели, - audiorecorder, plot, histogram и fft.
В ходе проведения эксперимента было исследовано воздействие бытовой техники на телефонный кабель. Время проведения эксперимента варьировалось в диапазоне от 3 до 5 мин. Основным видом манипуляций с бытовыми приборами являлось их периодическое отключение и включение в сеть электропитания общего пользования. Результаты исследований были интерпретированы в графическом виде.
Пример речевого сигнала представлен на рис. 1.
На рис. 2 представлено графическое отображение типового импульса речевого сигнала. Стоит отметить существенное различие в форме импульсов речевого сигнала и импульсного шума. Речевой сигнал в отличие от импульсной помехи не имеет мгновенного характера и резких перепадов в значении амплитуды. Также стоит отметить различие в пиковом напряжении речевого сигнала и шумового сигнала импульсного характера, которое больше в случае импульсной помехи.
Источник импульсных помех - ноутбук. Анализ полученных данных позволяет сделать вывод, что исследуемый объект генерирует импульсы с наименьшей интенсивностью и пиковой амплитудой. Такие результаты можно объяснить принципом работы адаптера ноутбука.
Графическое представление типового импульса адаптера ноутбука (рис. 4) сопоставимо с результатами измерений большинства видов бытовой техники. Но стоит отметить, что при оценке не отдельного импульса, а выборки импульсов их средняя длительность несколько ниже, чем у многих образцов бытовой техники. Импульсные помехи адаптера ноутбука в среднем занимают временные интервалы, равные 6 мс.
Исследуемый сигнал можно описать выражением
Использование описанного математического аппарата позволяет дать качественную оценку импульсным помехам, воздействующим на цифровые абонентские линии. Полученные данные позволяют разработать метод компенсации негативного воздействия помех на линию связи и передаваемый сигнал.
Заключение
Современные методы измерения импульсных помех не являются совершенными. Использование среды математического моделирования MATLAB и персонального компьютера позволяет создать эффективный комплекс измерения помех импульсного характера. Импульсные помехи схожи по своей форме, но существенно различаются по пиковым значениям амплитуды. Разные образцы бытовой техники генерируют различные помеховые воздействия ввиду особенностей своего структурного построения и используемой элементной базы. Для качественного анализа воздействия импульсных помех на линию связи необходимо использование математического аппарата, который позволяет максимально полно оценить степень их воздействия. Полученные данные должны способствовать разработке технических решений и методов компенсации воздействия импульсных помех на цифровые абонентские линии.
1. Teoriya elektricheskoy svyazi: ucheb. posobie / K.K. Vasil'ev, V.A. Glushkov, A.V. Dormidontov, A.G. Nesterenko; pod obsch. red. K.K. Vasil'eva. - Ul'yanovsk: UlGTU, 2008. - 452 s.
2. Batenkov, K.A. Tehnicheskiy effekt optimal'nyh lineynyh modulyacii i demodulyacii v besprovodnyh sistemah svyazi / K.A. Batenkov // Izvestiya Instituta inzhenernoy fiziki. - 2015. - T. 1. - № 35. - S. 24-28.
3. Batenkov, K.A. Matematicheskie modeli modulyatora i demodulyatora s zadannym poryadkom nelineynosti / K.A. Batenkov // Cifrovaya obrabotka signalov. - 2013. - № 1. - S. 14-21.
4. Batenkov, K.A. Algoritm formirovaniya nesuschih kolebaniy dlya lineynogo kanala svyazi s additivnym belym gaussovskim shumom / K.A. Batenkov // Telekommunikacii. - 2008. - № 3. - S. 10-15.
