面向廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的信令優(yōu)化研究

胡丹， 蒯文科， 孫彩紅

(國網(wǎng)安徽省電力有限公司信息通信分公司， 安徽， 合肥 230000)

0 引言

當(dāng)前，對廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的信令優(yōu)化技術(shù)主要有基于擴(kuò)頻信道均衡調(diào)度的廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令優(yōu)化方法、基于PID(數(shù)字電視)的廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令優(yōu)化方法、基于PSO(基于種群的隨機優(yōu)化技術(shù)算法)粒子群濾波技術(shù)的廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令均衡調(diào)度和配置方法等[1-3]，構(gòu)建廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令的控制信號傳輸模型，通過空間均衡配置，調(diào)度廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令傳輸?shù)男诺赖木庑浴５珎鹘y(tǒng)廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令傳輸和配置方法的均衡性較差，空間特征匹配能力不強[4-6]。

為解決上述問題，本研究提出基于信道均衡控制的廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令優(yōu)化傳輸控制技術(shù),構(gòu)建超高頻廣域電力光網(wǎng)絡(luò)通信信道模型，采用自適應(yīng)調(diào)頻控制法，設(shè)計輸出信令傳輸編碼,構(gòu)建信令傳輸參數(shù)測量模型，通過信道分配過程中的特征監(jiān)測和模糊均衡調(diào)節(jié)以及空間鏈路均衡調(diào)度實現(xiàn)廣域電力光網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)信道擴(kuò)頻處理，提高信令優(yōu)化分配能力。最后進(jìn)行仿真測試。

1 廣域電力光網(wǎng)絡(luò)的信令傳輸信道模型及均衡配置

1.1 廣域電力光網(wǎng)絡(luò)的信令傳輸信道模型

為實現(xiàn)信令優(yōu)化，構(gòu)建超高頻廣域電力光網(wǎng)絡(luò)通信信道模型，利用相鄰碼元特征分析法，完成優(yōu)化控制，通過信道均衡調(diào)節(jié)和碼元間隔均衡控制[7]，分析廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)訓(xùn)練碼的約束參數(shù)，通過時延均衡調(diào)節(jié)的方法實現(xiàn)廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令傳輸。

(1)

式中，θ0和Δ分別為廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令的時延參數(shù)和梯度參數(shù)，通過信號間互相關(guān)函數(shù)特征分析得到廣域電力光網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男帕罹幋a[8]，利用小波基選擇的方法估計廣域電力光網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膬?yōu)化參數(shù)估計，采用最小值控制遞歸方法[9]得到廣域電力光網(wǎng)絡(luò)傳輸信道的沖激響應(yīng)特征分量為

e(r)=an(t)+[NS+MS]+∑t

(2)

式中，an(t)為第n條傳輸節(jié)點接收到的廣域電力光網(wǎng)絡(luò)信令，用NS表示時延后處理方式的信道參數(shù)，MS表示廣域電力光網(wǎng)絡(luò)的信令的擴(kuò)展分布集，得到廣域電力光網(wǎng)絡(luò)的信道沖激響應(yīng)特征量為

(3)

式中，ai和τi分別是廣域電力光網(wǎng)絡(luò)傳輸信道的傳輸時間延遲和負(fù)載，構(gòu)建超高頻廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令傳輸信道模型，采用自適應(yīng)調(diào)頻控制的方法，進(jìn)行信道均衡調(diào)節(jié)[10]。

1.2 信道均衡配置

分析各奇異值內(nèi)部差異性特征量，采用互功率譜密度估計法[11]，得到信道傳輸?shù)募訖?quán)特征分量：

(4)

(5)

分析噪聲、混響等干擾因素，通過分析廣域電力光網(wǎng)絡(luò)中M幀信號的時延估計參數(shù)，得到異常值波動為

(6)

式中，η為低頻分量重構(gòu)的方法，分析廣域電力光網(wǎng)絡(luò)傳輸信令的聚類，得到廣域電力光網(wǎng)絡(luò)傳輸信道的均衡配置參數(shù)，抑制廣域電力光網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)念l率參數(shù)畸變，得到本征模態(tài)分量為

(7)

式中，G表示信道的高頻本征模態(tài)分量，uk表示廣域電力光網(wǎng)絡(luò)傳輸信道傳輸?shù)恼{(diào)制分量，采用經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解的方法[13]，得到時間衰減特征分量為

(8)

綜上分析，實現(xiàn)基于信道擴(kuò)頻的廣域電力光網(wǎng)絡(luò)傳輸均衡調(diào)制，通過信道畸變補償方法實現(xiàn)廣域電力光網(wǎng)絡(luò)信道分配過程中的特征監(jiān)測和模糊均衡配置[14]。

2 廣域電力光網(wǎng)絡(luò)的信令優(yōu)化傳輸控制

2.1 廣域電力光網(wǎng)絡(luò)信令編碼

建立廣域電力光網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)逆溌肪馀渲媚Ｐ?，通過空間鏈路均衡調(diào)度，完成信道擴(kuò)頻和均衡調(diào)節(jié)，判斷h11=h1-m11是否滿足收斂條件，采用自相關(guān)特征匹配法，分析廣域電力光網(wǎng)絡(luò)的測量信道表示為

(9)

(10)

在本征模函數(shù)疊加的條件下，提取 TEM 帶噪信號的特征分量，得到廣域電力光網(wǎng)絡(luò)傳輸信道的高斯白噪聲濾波輸出為

(11)

式中，ni(t)為高斯白噪聲項，且ni(t)=n1i(t)*p(t)。采用3次樣條插值法，建立廣域電力光網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目臻g信道均衡和信令編碼模型，提高信令傳輸?shù)谋Ｃ苄?，降低輸出誤碼率。

2.2 廣域電力光網(wǎng)絡(luò)的信令傳輸優(yōu)化控制

通過空間鏈路均衡調(diào)度，實現(xiàn)廣域電力光網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)信道擴(kuò)頻處理，得到廣域電力光網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)信令篩選控制輸出為

(12)

根據(jù)噪聲和原始信號的互相關(guān)特性，分析廣域電力光網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)信道的模糊特征參數(shù)，得到互相關(guān)系數(shù)，結(jié)合對業(yè)務(wù)服務(wù)信令的傳輸時延，得到平均耗時Tservice以及原始信號的互相關(guān)系數(shù)Twait：

(13)

Twait=ni(t)+(g+l)+∑uk

(14)

式中，g為局域多項式特征分析，l為廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令鏈路通道，進(jìn)一步得到廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令編碼和均衡調(diào)節(jié)的模糊度參數(shù)為

(15)

通過上述處理，通過空間鏈路均衡調(diào)度，實現(xiàn)廣域電力光網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)信道擴(kuò)頻處理，提高信令優(yōu)化分配能力，得到廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令傳輸控制的優(yōu)化實現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令傳輸控制優(yōu)化實現(xiàn)

3 仿真測試分析

為驗證本研究所提方法在實現(xiàn)廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令傳輸和均衡調(diào)節(jié)的應(yīng)用性能，進(jìn)行試驗測試分析，得到廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令傳輸?shù)膸挒?2.4 dB，數(shù)據(jù)傳輸?shù)逆溌烽L度為120 m，噪聲干擾-15 dB，廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令傳輸?shù)膿p耗系數(shù)α=5，相關(guān)性約束參數(shù)的沖激響應(yīng)特征分布常量δ={0.01,0.15,…,0.93,0.96}，信令傳輸?shù)谋忍芈蕿?00 bit/s。根據(jù)上述參數(shù)設(shè)定，完成廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令傳輸，得到廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令散點分布如圖2所示。

圖2 廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令散點分布

以圖2的廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令為研究對象，得到廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令的空間交叉相關(guān)函數(shù)如圖3所示。

圖3 廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令的空間交叉相關(guān)函數(shù)

根據(jù)對圖3中廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令的空間交叉相關(guān)函數(shù)求取結(jié)果，均衡控制信令傳輸，得到優(yōu)化結(jié)果如圖4所示。

圖4 信令傳輸?shù)木饪刂戚敵?/p>

分析圖4得知，本研究所提方法能有效實現(xiàn)廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令傳輸?shù)木饪刂?。將本研究所提方法與文獻(xiàn)[2]方法和文獻(xiàn)[3]方法進(jìn)行對比來驗證本研究所提方法均衡控制的有效性,對比結(jié)果如圖5所示。

由圖5可知，相比文獻(xiàn)[2]方法和文獻(xiàn)[3]方法，本研究所提方法進(jìn)行廣域電力光網(wǎng)業(yè)務(wù)信令傳輸?shù)木庑暂^好。

采用不同方法，得到信令傳輸?shù)臅r延估計值如圖6所示。

分析圖6得知，本研究廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令優(yōu)化方法的信令傳輸時延較小。

圖5 不同方法均衡控制的對比結(jié)果

圖6 廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信令傳輸?shù)臅r延對比

4 總結(jié)

構(gòu)建廣域電力光網(wǎng)絡(luò)的信令傳輸編碼和優(yōu)化擴(kuò)頻分析模型，提高廣域電力光網(wǎng)絡(luò)的輸出穩(wěn)定性，提出基于信道均衡控制的廣域電力光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的信令優(yōu)化傳輸控制技術(shù)。為驗證所提方法的有效性，分析得知，所提方法進(jìn)行廣域電力光網(wǎng)業(yè)務(wù)信令傳輸?shù)木庑暂^好，傳輸時延較低。但本研究還存在一些不足之處，仿真實驗中僅對均衡控制和傳輸時延進(jìn)行分析，測試指標(biāo)不夠完善，在后續(xù)研究中將從這一方面深入研究。