面向廣域電力光網絡業務的信令優化研究

胡丹， 蒯文科， 孫彩紅

(國網安徽省電力有限公司信息通信分公司， 安徽， 合肥 230000)

0 引言

當前，對廣域電力光網絡業務的信令優化技術主要有基于擴頻信道均衡調度的廣域電力光網絡業務信令優化方法、基于PID(數字電視)的廣域電力光網絡業務信令優化方法、基于PSO(基于種群的隨機優化技術算法)粒子群濾波技術的廣域電力光網絡業務信令均衡調度和配置方法等[1-3]，構建廣域電力光網絡業務信令的控制信號傳輸模型，通過空間均衡配置，調度廣域電力光網絡業務信令傳輸的信道的均衡性。但傳統廣域電力光網絡業務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絡業務信令優化傳輸控制技術,構建超高頻廣域電力光網絡通信信道模型，采用自適應調頻控制法，設計輸出信令傳輸編碼,構建信令傳輸參數測量模型，通過信道分配過程中的特征監測和模糊均衡調節以及空間鏈路均衡調度實現廣域電力光網絡的業務信道擴頻處理，提高信令優化分配能力。最后進行仿真測試。

1 廣域電力光網絡的信令傳輸信道模型及均衡配置

1.1 廣域電力光網絡的信令傳輸信道模型

為實現信令優化，構建超高頻廣域電力光網絡通信信道模型，利用相鄰碼元特征分析法，完成優化控制，通過信道均衡調節和碼元間隔均衡控制[7]，分析廣域電力光網絡業務訓練碼的約束參數，通過時延均衡調節的方法實現廣域電力光網絡業務信令傳輸。

(1)

式中，θ0和Δ分別為廣域電力光網絡業務信令的時延參數和梯度參數，通過信號間互相關函數特征分析得到廣域電力光網絡傳輸的信令編碼[8]，利用小波基選擇的方法估計廣域電力光網絡傳輸的優化參數估計，采用最小值控制遞歸方法[9]得到廣域電力光網絡傳輸信道的沖激響應特征分量為

e(r)=an(t)+[NS+MS]+∑t

(2)

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

(3)

式中，ai和τi分別是廣域電力光網絡傳輸信道的傳輸時間延遲和負載，構建超高頻廣域電力光網絡業務信令傳輸信道模型，采用自適應調頻控制的方法，進行信道均衡調節[10]。

1.2 信道均衡配置

分析各奇異值內部差異性特征量，采用互功率譜密度估計法[11]，得到信道傳輸的加權特征分量：

(4)

(5)

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

(6)

式中，η為低頻分量重構的方法，分析廣域電力光網絡傳輸信令的聚類，得到廣域電力光網絡傳輸信道的均衡配置參數，抑制廣域電力光網絡傳輸的頻率參數畸變，得到本征模態分量為

(7)

式中，G表示信道的高頻本征模態分量，uk表示廣域電力光網絡傳輸信道傳輸的調制分量，采用經驗模態分解的方法[13]，得到時間衰減特征分量為

(8)

綜上分析，實現基于信道擴頻的廣域電力光網絡傳輸均衡調制，通過信道畸變補償方法實現廣域電力光網絡信道分配過程中的特征監測和模糊均衡配置[14]。

2 廣域電力光網絡的信令優化傳輸控制

2.1 廣域電力光網絡信令編碼

建立廣域電力光網絡信息傳輸的鏈路均衡配置模型，通過空間鏈路均衡調度，完成信道擴頻和均衡調節，判斷h11=h1-m11是否滿足收斂條件，采用自相關特征匹配法，分析廣域電力光網絡的測量信道表示為

(9)

(10)

在本征模函數疊加的條件下，提取 TEM 帶噪信號的特征分量，得到廣域電力光網絡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，建立廣域電力光網絡傳輸的空間信道均衡和信令編碼模型，提高信令傳輸的保密性，降低輸出誤碼率。

2.2 廣域電力光網絡的信令傳輸優化控制

通過空間鏈路均衡調度，實現廣域電力光網絡的業務信道擴頻處理，得到廣域電力光網絡的業務信令篩選控制輸出為

(12)

根據噪聲和原始信號的互相關特性，分析廣域電力光網絡的業務信道的模糊特征參數，得到互相關系數，結合對業務服務信令的傳輸時延，得到平均耗時Tservice以及原始信號的互相關系數Twait：

(13)

Twait=ni(t)+(g+l)+∑uk

(14)

式中，g為局域多項式特征分析，l為廣域電力光網絡業務信令鏈路通道，進一步得到廣域電力光網絡業務信令編碼和均衡調節的模糊度參數為

(15)

通過上述處理，通過空間鏈路均衡調度，實現廣域電力光網絡的業務信道擴頻處理，提高信令優化分配能力，得到廣域電力光網絡業務信令傳輸控制的優化實現結構圖如圖1所示。

圖1 廣域電力光網絡業務信令傳輸控制優化實現

3 仿真測試分析

為驗證本研究所提方法在實現廣域電力光網絡業務信令傳輸和均衡調節的應用性能，進行試驗測試分析，得到廣域電力光網絡業務信令傳輸的帶寬為12.4 dB，數據傳輸的鏈路長度為120 m，噪聲干擾-15 dB，廣域電力光網絡業務信令傳輸的損耗系數α=5，相關性約束參數的沖激響應特征分布常量δ={0.01,0.15,…,0.93,0.96}，信令傳輸的比特率為200 bit/s。根據上述參數設定，完成廣域電力光網絡業務信令傳輸，得到廣域電力光網絡業務信令散點分布如圖2所示。

圖2 廣域電力光網絡業務信令散點分布

以圖2的廣域電力光網絡業務信令為研究對象，得到廣域電力光網絡業務信令的空間交叉相關函數如圖3所示。

圖3 廣域電力光網絡業務信令的空間交叉相關函數

根據對圖3中廣域電力光網絡業務信令的空間交叉相關函數求取結果，均衡控制信令傳輸，得到優化結果如圖4所示。

圖4 信令傳輸的均衡控制輸出

分析圖4得知，本研究所提方法能有效實現廣域電力光網絡業務信令傳輸的均衡控制。將本研究所提方法與文獻[2]方法和文獻[3]方法進行對比來驗證本研究所提方法均衡控制的有效性,對比結果如圖5所示。

由圖5可知，相比文獻[2]方法和文獻[3]方法，本研究所提方法進行廣域電力光網業務信令傳輸的均衡性較好。

采用不同方法，得到信令傳輸的時延估計值如圖6所示。

分析圖6得知，本研究廣域電力光網絡業務信令優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果

圖6 廣域電力光網絡業務信令傳輸的時延對比

4 總結

構建廣域電力光網絡的信令傳輸編碼和優化擴頻分析模型，提高廣域電力光網絡的輸出穩定性，提出基于信道均衡控制的廣域電力光網絡業務的信令優化傳輸控制技術。為驗證所提方法的有效性，分析得知，所提方法進行廣域電力光網業務信令傳輸的均衡性較好，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行分析，測試指標不夠完善，在后續研究中將從這一方面深入研究。