遥测系统是指具有测量、传输和处理一定距离被测对象参数的系统，即将被测对象参数的近距离测量值传输到远距离测量站，实现远距离测量的系统。自适应遥测系统可以实现诸信源的频率特性和信道容量的匹配，并根据诸信源的信息活动和诸信源信息对用户的价值重新分配诸信源之间的信道容量。
中文名
自适应遥测系统
外文名
adaptive telemetry
功能
信道容量在诸信源之间重新分配
类属
多路数据传输系统应用示例
数传电台
应用学科
电子科学
通信工程
控制科学
自适应遥测系统系统简介
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遥测系统是指具有测量、传输和处理一定距离被测对象参数的系统，即将被测对象参数的近距离测量值传输到远距离测量站，实现远距离测量的系统。自适应遥测系统应能够根据信息活动和信息对用户的价值，实现信息源频率特性与信道容量的匹配，并在信息源之间重新分配信道容量。
可设计成自适应遥测系统，以提高系统的有效性和可靠性。在发送端实现自适应遥测系统对信源特性的自适应。例如，发送端可以根据信号频带的变化，根据信号频带的变化，自动调整定量分层数。自适应遥测系统对噪声源特性的自适应集中在接收端，即调整接收器与滤波器匹配，使输出信噪比最大化。在具有双向通道的遥测系统中，接收器可以通过反向通道通知发信机更改编码方法和调整系统。因此，自适应遥测系统在工作原理上也可视为具有多重反馈的遥测系统。大型集成电路和微处理机可制成高精度、高可靠性的自适应遥测系统。
图1 图1显示了自适应遥测系统功能示意框图。
在图1中，调节器采用零阶固定窗口预测器实现数据压缩，ξ1(t)、ξ2(t)、…、ξn(t)随机消息输出诸信源，λ1，λ2。。。λn输出样值流的强度是预测器输出的。根据随机过程理论分析，输出样值流的强度λ一般表达式为：
式中，Δ为预测器的窗口值；σ输入随机过程的平均值；ωI是随机过程角频率的平均值
其中，G(ω)对于随机过程的功率谱密度。假设如下：ξ1(t)、ξ2(t)、…、ξn(t)是正态分布的随机过程。
图1中显示的自适应服务器由输入装置、缓存器和时间标志生成器组成。它的功能是压缩数据后的n个消息流λ1，λ2，。。。λn转换为消息流，然后发送到信道。从群体服务理论可以看出，它有一定的服务原则和机制。假设这里讨论的自适应服务器的服务原则是优先服务原则，服务机制是每次只输出一个信息，每个信息的服务时间是固定的，等于T(消息流中消息之间的时间间隔是T)。实现优先权服原则的方法可以是输入装置根据输入端消息流的优先权形成和消息流λn:，然后送入缓存器，与时标一起输出至信道，也可以是由输入装置按其输出端消息流进入的顺序输出至缓存器，然后由缓存器按优先权原则输出一个和消息流。自适应服务器的参数是缓存器的容量N、缓存器的载荷p和传输消息的时间T。
在自适应服务器丢失可能发生在自适应服务器工作过程中。当一个消息进入缓存器时，之前进入缓存器的消息可能还没有从缓存器输出，那么刚进入缓存器的消息就要等待自己的传输时间。而且到达缓存器输入端的消息流是随机消息流，所以有随机延迟。当消息到达缓存器输入端时，如果缓存器容量已满，则不能将消息写入缓存器，导致消息丢失。由于这两种现象的存在，在恢复传输信息时会产生误差。
图1中的时标生器的重复周期是TM序列，其目的是用时间标记传输的信息，以匹配系统的时间统。
此外，由于信道上消息之间的顺序是随机的，因此每个消息结构中都应该有地址码。
自适应遥测系统的主要误差
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图1中显示的自适应遥测系统的主要误差是（假设自适应遥测系统的代码同步系统理想，无误差）
1)零阶预测器窗口误差；
2)消息时间采样误差；
3)信息元部在信道传输中产生的误差；
4)信道传输中地址码元错误造成的误差；
5)自适应服务器产生的消息丢失误差；
6)自适应服务器产生的信息延迟误差；
图2 信息恢复后的波形和消息丢失造成的误差的波形图2表示信息恢复后的波形和消息丢失造成的误差。
图2可见，在t2、t4、t6、t7.消息样值丢失发生在等待时间。一般来说，每个丢失事件都是独立事件.如果消息样值没有在观察到的时间间隔开始时丢失，则在此时间隔内Z5(t)=0.发生此事件的概率为1-PT，PT丢失任何消息样值的概率；如果消息样值丢失在观察时间隔的开始，但此时此刻的前一个游泳值并未丢失，则在此时间隔内|Z5|取值为Δ，事件发生的概率为1-PT。
自适应遥测系统自适应遥测系统
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自适应遥测系统基本原理
一般来说，遥测的采样顺序不能随意改变，即遥测波道提前分配，每次或每批飞行试验固定。为了更改此类系统的测量波道或参数，必须更改焊点或更改测量电缆网。
主要原因是从计数器或环形计数器中控制多个模拟门是否打开和关闭的信号。在时钟脉冲的推动下，这些控制信号一次又一次地循环，模拟门的打开和关闭也一次又一次地打开或关闭。
为了使多模拟门的采样顺序从顺序变为非顺序，必须将控制信号从顺序码组（地址）变为非顺序码组（地址变更）。在计数器和编码篡改顺序与三级计数器的对应关系矩阵之间插入一个地址/地址变换电路，即带有编码器的存储器可以满足此要求。
图3 存储器简图字线由顺序计数器的输出和318变换译码矩阵控制，其切换即字线上正电位的顺序仍按顺序循环。由于存储器各线的输出电位与相应字线上三个晶体管的射极接地有关，其输出电位可随意变化。当计数器输出状态为000时，零号线输出为010若以某种方式将零号字线上第一根管道的射极接地熔丝断开，则其输出将变为110，从而完成改写过程。由于存储器的输出是变址，因此采用变址控制多路模拟门，其采样顺序必须随意。这种最简单的存储器通常被称为熔断式只读存储器。
可以认为，使用重写或更换存储器来改变遥测的采样顺序是变程序遥测数据采集部分的基本工作原理和独特的工作特点。图3中显示的存储器和采样门在结构上附近放置，形成了一个完整的变程序遥测系统。该系统仅适用于完成小范围或小体积的测试任务。作为一种基本和标准状态，它仍然更实用和常用。
自适应遥测系统标准框图
图4 变程序遥测标准框图变程序遥测数据采集部分通常由控制器、总线和标准终端三个独特单元组成。如图4所示。
标准终端可以放置在每个测量点附近，可以通过重复使用的视频信道将变更后的信息返回到控制器，然后通过发射机发送到接收端。因此，弹出电缆网的连接显著简化，重量大大降低。
在测量低电平参数时，不需要使用现有遥测等长电缆或专用放大器。还应该看到，这种远程终端和重用总线的测量将直接影响传感器的布局，并使其与标准终端有更密切的电路和结构连接。从某种意义上说，标准终端与多路传感器的结合可以看作是一种新型的多路数字传感器。它们将物理量直接转换为脉码调制的数字量，并通过总线与控制器和信道连接，以完成信息的控制和传输。[2]
标准终端自适应遥测系统
图5 标准终端组成标准终端也可称为远程测量单元，其功能相当于一般脉码调制遥测调制器以前的单元。其组成如图5所示。
标准终端的主要功能是按要求的顺序收集和改变大量的模拟或数字信号。标准终端的主要组成部分是：
1.合路器:亦称交换子或时分开关，它完成数据的采集任务。较理想的合路器应能传递毫伏级低电平及6伏高电平之间的信号，能适应单端或双端输入。
2.可控（增益）放大器：其增益应根据程序要求而变化。高功率通常是1，低功率通常是200倍。中间分为几个齿轮，以适应不同的输入电平。配备可控增益放大器后，高低电平合路器可以节省大量个专用低电平放大器，不仅节省硬设备，而且降低功耗。
3.编码器:锯齿波、逐次反馈、折叠级联及反馈、级联混合等编码方法大致有四种。
4.逻解线：它控制整个终端。通常包括多个门电路、移位寄存器、计数器等数字电路。它接受串行变址码组和定时脉冲的串行和变换，控制采样，控制组信号放大器的增益和输入端接线模式，控制编码器的工作，并在规定的时间内按规定的字长将串行信息码发送到调/解。此外，逻辑线路还可以控制电源供电，使其只能在标准终端采样时接通电源，使终端处于信息发送状态。
5.调(制)/解(调)器:完成信道或总线编码并定期提取任务。PCM地址代码转换为适合总线或信道传输的波形或反向变换。设计应考虑紧急工作、代码变换、波形变换、基带限制和定期提取，并考虑所使用总线的工作特点。
自适应遥测系统控制器
控制器直接决定了变程序遥测系统的数据采集性能、适应性、通用性和可控性。每个标准终端根据控制器发送的指令完成数据采集、处理和分配任务。标准终端基本上是一个集成的功能块，因此控制器应根据使用对象和要求结合软硬件情况综合考虑。[2]
自适应遥测系统总线
1.选型:在变程序遥测系统中，数据和控制信号的传送均通过复用的传输线进行。
2.控制方式:控制器与标准终端间的总线数量。主要与控制方式有关。
3.布局:控制器与标准终端ST间的布局大致有三种。即:(1)直接并联控制(2)通过总线并联控制(3)通过总线串联控制[2]
词条图册
更多图册
参考资料
1.
张鸣瑞, 杨绍鹏. 自适应遥测系统消息传输速率浅析[J]. 遥测遥控, 1996(2):1-9.
2.
姚燕平. 自适应遥测简介(二)[J]. 遥测遥控, 1977(2):28-35.