继电保护讲解远动信息与编码课件

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1、第2章远动信息与编码的基本理论2.1数据传输系统的组成2.2信息量及数字信号传输要求2.3错误图样及差错控制方式2.4抗干扰编码的基本概念及理论2.5常用检错码2.6线性分组码2.7循环码本章学习目标l数据传输系统的组成l抗干扰编码的基本概念及理论l差错控制方式l错误图样及差错控制方式l几种常用检错码l循环码和线性分组码返回本章首页2.1数据传输系统的组成2.1.1电力调度自动化系统的基本组成2.1.2数据传输系统的构成返回本章首页2.1.1电力调度自动化系统的基本组成1．采集电力系统信息并将其传送到调度所2．对远动装置传来

2、的信息进行实时处理3．做出调度决策4．将调度决策送到电力系统去执行图2.1调度自动化系统的基本构成返回本节2.1.2数据传输系统的构成数据传输的目的就是为了传送数字信息（单向或双向），因此，一个数据传输系统的组成可概括如图2.2所示。图2.2数据传输系统的组成返回本节2.2信息量及数字信号传输要求信息量的计算：Ⅰ＝logN（2-1）式中：P——事件发生的概率；Ⅰ——该事件发生时所得的信息量。在式（2-1）中，对数的底数N取决于量度信息的单位。若取2为底，信息量的单位是bit（比特）。Ⅰ＝-log2P（bit）（2-2）本节只

3、讨论各种事件都是等概率出现的情况。最简单事件（或消息）只有两种状态，例如开关的消息就是“合闸”或“分闸”。这种最简单的消息所含的信息量的计算公式为：Ⅰ＝-log2＝1（bit）返回本章首页信号有两种主要类型——随时间连续变化的模拟信号和随时间不连续变化的离散信号。模拟信号通常是单一正弦波和正弦波的组合，如图2.3（a）所示。离散信号是由在时间上离散出现的脉冲组成，脉冲可以是单个的固定的周期出现，如图2.3（b）所示，也可以是以码组的形式出现，如图2.3（c）所示。图2.3信号波形图传输错误率则可有以下三种表达方式：（1）误码

4、率（Pe）：指错误接收消息的码元数在传输消息的总码元数中所占的比例。（2-6）（2）误比特率（Pb）：指错误接收消息的比特数在传输消息的总比特数中所占的比例。（2-7）显然，对二进制信号而言，误比特率和误码率是相同的，即：Pb＝Pe（3）误字率（Pw）：指错字数在传输总字数中所占的比例。返回本节2.3错误图样及差错控制方式差错控制方式可以分成图2.4所示的四种基本类型。在下图2.4中深色方框表示在该端检查出差错。返回本章首页1．前向纠错（FEC）：前向纠错方式FEC（ForwardErrorCorrection）是在发送端将

5、数据信息按一定的规则附加余码元，组成纠错码。2．自动回询重传（ARQ）：这种方式又可称为检错重传、判决反馈或反馈纠错，记作ARQ（AutomaticRepeatRequest）。3．混合差错控制方式（HEC）：如果将FEC和ARQ适当结合起来，就能克服各自的缺点，这就是混合差错控制方式，也称混合纠错方式HEC（HybridErrorCorrection）。4．信息反馈（IRQ）：也就是信息重传请求IRQ（InformationRepeatRequest），将接收到的数据原封不动地通过反馈信道送回到发送端。返回本节2.4抗干扰

6、编码的基本概念及理论2.4.1数字远动系统模型2.4.2抗干扰编码的基本原理返回本章首页2.4.1数字远动系统模型图2.5数字远动系统模型抗干扰编码器的作用是根据一定的原则，将k个信息元组成的信息序列M变成k+r个码元组成的二进制数字序列C，C称为码字。因为信源编码是从有效性考虑，它产生的信息序列M是没有抗干扰能力的，抗干扰编码的目的是提高信息序列M的抗干扰能力，使之能应付信息中的干扰。抗干扰译码器根据接收序列R、抗干扰编码规则及信道特性，完成以下两项任务：（1）设法检查并纠正R中的传输错误，产生真正发送码子C的估值。（2）

7、变换C为信道序列M的估值M´。设计出的抗干扰编、译码器应根据信道实际存在的干扰类型，做到：（1）编出的码字能尽快地在噪声信道上传输，即提高传输率。（2）在传输率一定的条件下，使错误概率尽量小。也就是使码字的抗干扰能力强，在收端能正确地再现信息序列M。返回本节2.4.2抗干扰编码的基本原理通过一此例子，可得到如下结论：（1）若只要求一个（n，k）码能发现e个错误，则要求：d0≥e+1（2-8）（2）若只要求一个（n，k）码能纠正t个错误，则要求：d0≥2t+1（2-9）（3）若要求一个（n，k）码发现e个错误，并能纠正t个错误

8、，则要求：d0≥t+e+1（2-10）抗干扰编码的一些重要概念：一个码字中信息元所占的比重称为编码效率，简称码率。码率为R=k/n。一个码字中，信息元所占比重越大，则码率越高。在编码中的另一个重要概念是码字的汉明重量，简称重量。一个码字的重量就是该码字中非零元素的数目，用W表示，在二进制下