Модели канала связи

В случае аварии на трансформаторе одного из присоединений (T1), установленная на нём защита подаст напряжение на катушку включения соответствующего короткозамыкателя (SC1). Короткозамыкатель замкнёт свои контакты, создав искусственное замыкание на землю. На это замыкание среагирует защита магистральной ЛЭП, в зоне действия которой находится подстанция, и с помощью головного выключателя (Q) отключит всю подстанцию. Через небольшой промежуток времени на линии сработает АПВ и включит головной выключатель. За это время, которое называется бестоковой паузой, сработает только отделитель повреждённого трансформатора (E1) и отключит его от сети. Таким образом, не используя отдельный выключатель на каждое присоединение, возможно отключить повреждённый участок, оставив подстанцию в работе.

Отделитель – коммутационный аппарат, предназначенный для быстрого отсоединения поврежденного участка электрической сети в бестоковую паузу (реже для операций включения). По конструкции токоведущих частей отделители не отличаются от разъединителей. Их контактная система не приспособлена для коммутаций под рабочим током нагрузки. Для быстрого отключения (не более 0,5с) в отделителях используется энергия взведенной пружины привода.

В основном, в целях экономии, отделители применяются на подстанциях 35, 110 кВ вместо выключателей по стороне высшего напряжения. Отделители работают в связке с короткозамыкателями.

Отделителями допускаются операции отключения и включения:
- трансформаторов напряжения, зарядного тока шин и подстанционного оборудования всех напряжений (кроме конденсаторных батарей);
- параллельных ветвей, находящихся под током нагрузки, если разъединители этих ветвей шунтированы другими включенными разъединителями или выключателями;
- намагничивающих токов силовых трансформаторов и зарядных токов воздушных и кабельных линий;
- нейтралей трансформаторов и дугогасящих катушек при отсутствии в сети замыкания фазы на землю.

Вопрос № 1

Модели канала связи.

 

На основании представленной модели СПИ (см. рис. В.2), канал связи можно определить как совокупность устройств, обеспечивающих передачу сообщений (сигналов) между любыми двумя точками, лежащими по разные стороны среды распространения. В зависимости от положения точек, а, следовательно, и вида входных и выходных сигналов, канал связи может оказаться непрерывным, дискретным или дискретно-непрерывным, причем указанная классификация осуществима как по временному признаку, так и по состояниям входных и выходных сигналов.

Канал называется дискретным по времени, если входные и выходные сигналы доступны для наблюдения только в дискретные моменты времени. Если же входные и выходные сигналы наблюдаются непрерывно, канал называется непрерывным по времени. Канал называется дискретным по состоянию, если входные и выходные сигналы принадлежат дискретным множествам. Если же сигналы принимают значения из континуального множества, канал называется непрерывным по состоянию. Канал можно назвать дискретно-непрерывным, если один из сигналов (входной или выходной) дискретный, а другой – непрерывный.

Для теории информации физическая природа сигналов и шумов несущественна, поэтому, как и при кодировании источников, сигналы на входе и выходе канала будут рассматриваться как элементы некоторых абстрактных множеств. Начнем с рассмотрения дискретных по времени и состоянию каналов.

Пусть на вход канала поступает последовательность сообщений , где принадлежат некоторому множеству (алфавиту) X мощности L. Тогда множество всех последовательностей имеет мощность . На выходе канала наблюдается последовательность , принадлежащая множеству , причем мощность выходного алфавита в общем случае может и не совпадать с мощностью входного .

Для полного задания канала недостаточно описания входных и выходных сигналов – необходимо и статистическое описание процесса передачи сообщений. Наличие шума в канале может привести к трансформации одного и того же входного сигнала в различные выходные сигналы. Математически такие переходы описываются условными вероятностями получения на выходе последовательности при передаче последовательности . Дискретный канал оказывается полностью заданным, если для любой пары последовательностей и с элементами из дискретных множеств X и Y известны переходные вероятности .

В зависимости от свойств переходных вероятностей модели каналов допускают дальнейшую систематизацию.

Определение 3.1.1. Дискретный канал называется каналом без памяти, если

,

т.е. вероятности тех или иных значений текущего выходного символа определяются лишь текущим входным и не зависят ни от прошлых, ни от будущих входных символов.

Определение 3.1.2. Дискретный канал называется стационарным, если переходные вероятности не зависят от момента начала передачи и сохраняют неизменными свои значения на протяжении всего времени передачи.

Отметим, что распределение вероятностей входных сигналов не входит в описание канала, поскольку оно определяется источником сообщений, кодером источника и кодером канала, но не самим каналом. Задание вероятностей входных последовательностей , вместе с условными вероятностями позволяет рассчитать совместные вероятности входных и выходных, а вслед за тем и безусловные вероятности выходных последовательностей

.

Рассмотрим некоторые простейшие модели каналов связи.

Пример 3.1.1. (Двоичный канал). Множества входных и выходных сигналов двоичного канала состоят из двух элементов: . Введем краткие обозначения переходных вероятностей: . Наглядным является описание рассматриваемого канала графом рис. 3.1.

Определение 3.1.3. Двоичный канал с равными вероятностями ошибочных переходов называется двоичным симметричным каналом (ДСК).

Пример 3.1.2. Рассмотрим канал с двумя входными и тремя выходными состояниями, граф которого изображен на рис. 3.2. В данной модели третий выходной символ (?) отражает случай, когда канальные помехи делают входные нуль и единицу настолько мало различимыми, что выходное решающее устройство предпочитает выдать ответ «не знаю». Подобная ситуация именуется стиранием, поэтому рис. 3.2 соответствует ДСК со стиранием.

В литературе описано множество других моделей дискретных каналов: несимметричные, марковские, с пакетами ошибок и т. п.

 

Рис. 3.1	Рис. 3.2