一种简单实用的电力数据差错控制编码的分析

方案的同时考虑经济适用性，在不要求数据大量传输的时候，最容易实现，设计简单实用，适合做简单控制。通过采用信道编码方式增强通信可靠性。

1 低压电力载波技术需求

电力系统对电力数据传输的主要要求是：①可靠性要高，如对电力远动设备，通常要求其误码率在以下。②实时性要强，调度所要求电力系统的实时信息，特别是电力系统故障时，要求迅速地获取故障信息，以便及时处理故障[1]。利用电力线进行数据传输，是电力系统特有的数据传输方式之一。由于电力线上存在较强的电磁干扰，对电力线数据传输设备的要求就比较高。通常以牺牲传码率换取数据传输可靠性的提高。为了提高电力数据传输速率和传输可靠性，在一定信噪比的情况下，达到一定的误码率指标要求，除了应合理设计基带信号，选择合适的调制解调方式，采用频域均衡或时域均衡等措施外，还可以通过采用信道编码，即差错控制编码将误码率进一步降低，以提高信号传输的可靠性[2]。

2 差错和差错控制系统分类

2.1 差错符号、差错比特 纠错码总要以有形的形式来传送，其承载信息比特的基本单位“码元”或称“符号”就是有形的信号，如基带脉冲、数字调制波形等。由于存在信号干扰，当干扰过大时，就会导致信息比特的错误。信号差错与信息差错是两个不同的概念，分别用差错符号、差错比特来描述。通常所说的符号差错概率（误码元率）是指信号差错概率，而误比特率是指信息差错概率[3]。

此时差错图样中的1既是符号差错也是比特差错，我们把差错的个数就叫汉明距离。

2.2 差错图样类型 若差错图样上各码位的取值即与前后位置无关，又与时间无关，即差错始终以相等的概率独立发生于各码字、各码元和各比特间，称此类差错为随机差错。加性高斯白噪声（AWGN）信道时典型的随机差错信道。

前后相关、成堆出现的差错称为突发差错。突发差错总是以差错码元开头、以差错码元结尾，头尾之间并不是每个码元都错，而是码元差错概率超过了某个额定值。电力线通信系统中的突发差错多由突发噪声引起，如雷电、强脉冲、电火花，时变信道的衰落、移动中信号的多径与快衰落等[4]。突发差错的最简单实用的数学模型是双状态一阶马尔可夫链模型，也称为吉尔伯特（Gilbert）模型或Gi模型，如图1。

利用吉尔伯特模型还可以算出码长n的码组内产生长度为b？叟2的实发差错的概率。

2.3 纠错码的分类 从不同的角度、不同侧面去看问题，可以对纠错码作出不同的归类。见表1。

除了上述分类外，有多少观察问题的角度，就有多少分类的方法。比如，按每个码元的取值，可以分为二进制码与多进制码；按码子之间的关系，有循环码和非循环码之分。不同的分类方法只是从不同的角度抓住码的某一特性进行归类而已，并不能说明某个码的全部特性。比如某线性码可能同时又是分组码、循环码、纠突发差错码、代数码、二进制码。如图2。

3 简单重复编码与错误概率

本设计主题思想，采用简单重复编码，基于电力信道的特点分析采用前向纠错（forward error correction，FEC），纠错过程中接收端独立进行判别，不存在差错信息的反馈。发送端信息经过重复编码后传输，而接收端通过择多译码固定算法自动纠正传递过程中的差错。这样无需反向信道，时延小实时性好，即能点对点通信，又适用于点对多点组播或广播式通信[5]。

4 结论

从上面的实例可以看出简单重复编码的平均错误概率和译码规则，主要是以牺牲信息传输速率来保证信息的可靠性，对于既要求有效性又要求可靠性的传输系统，可根据不同的实用范围，环境参数选择不同的纠错编码方式做调整，纠错编码技术在电力数据传输中的应用，使得电力数据传输更具有保障。

参考文献：

[1]郭梯云，刘增基，王新梅，等.数据传输[M].北京：人民邮电出版社，1998：598-612.

[2]吴伟陵.信息处理与编码[M].北京：人民邮电出版社，1999：361-426.

[3]范忠亮，胡元奎.JTIDS波形抗干扰性能研究[J].航天电子对抗，2012（5）.

[4]曹雪虹.信息论与编码[M].北京：清华大学出版社，2004年3月.

[5]王新梅.纠错码原理与方法[M].西安电子工业出版社，1991.

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