CN117056875B - 一种基于测试数据的电缆传输性能分析方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于测试数据的电缆传输性能分析方法及装置，涉及电缆传输性能分析技术领域。该基于测试数据的电缆传输性能分析方法及装置包含三个步骤，计算电缆工作数据预测值、测量电缆工作数据真实值，验证并修改预测值、基于电缆工作数据预测值搭建电缆传输性能回归模型，本发明能够实现对电缆传输性能综合分析，结合影响电缆传输性能四项因素，设置权重，通过搭建模型的方法计算电缆的传输性能指标，并对性能指标进行分析，如果指标不符合要求根据权重调整电缆的工作数据，本方法可以根据回归模型实时监测电缆的传输性能指标，如不达标即可做出调整，从而保证电缆的工作状态更加稳定，在性能测试的工作上省时省力。
Description
技术领域
本发明涉及电缆传输性能分析方法技术领域，具体为一种基于测试数据的电缆传输性能分析方法及装置。
背景技术
电缆是现代工业中广泛使用的重要组成部分，它们承载着电力和数据传输等关键任务，随着电缆工作时间的推移，各种内外部的原因会导致电缆的传输性能发生改变，如环境温湿度会影响标定电压内第i个电压值对应的电缆传输频率，内外噪音会对电缆的传输信号造成干扰，电源电压会影响电缆的带宽大小，传输频率改变的同时延迟也会改变，这些数据都和电缆的传输性能有着紧密的联系。
在现有的技术中，通过多方面考虑影响电缆的传输性能的因素，把所有测量所得的数据分类为电气参数数据和环境参数数据并对数据进行分析对比，构建模型或者矩阵来计算电缆的传输性能常数，采样数据非常全面，计算得出的传输性能也比较精确，或者通过增大负载提升传输性能，效率非常快。
例如公开号为：CN116094548A公开的基于测试数据的电缆传输性能分析方法、装置及电子设备，包括获取电缆的测试数据，对电缆的测试数据进行分类、生成参数对比分析组、构建性能矩阵和对比电缆的阻抗和信号损耗获得电缆的性能分析结果，该方法通过对比分析法生成对比分析组，从对比分析组中提取对比测试数据，使用电气参数数据构建矩阵，利用对比分析数据和矩阵计算电缆的阻抗和电缆传输常数。该方法测试的参数项比较多，采样的数据范围也很大，传输性能分析的较全面。
例如公开号为：CN107565546A公开的配电网电缆线路的传输性能提升***及方法，包括测量各个位置的第一温度值、测量各个环境位置的第二温度值、计算导体段的导体温度值、计算电缆当前最大负载安全冗余量，该方法根据当前最大负载安全冗余量来增大或限制增大电缆的负载，实现输电能力的最大效能的提升。该方法是通过导体内外温度的差距来计算的冗余量，再计算的负载，能够高效提升电缆的传输性能。
但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：
现有技术中，对电缆传输性能的影响因素考虑的不够全面，单靠阻抗和信号损耗计算电缆的传输性能分析结果比较单一，而且采样范围过大的时候计算过程会非常复杂，有的因素对电缆传输性能的影响并不大可以忽略不计，现有的技术方案也没有建立能够预测电缆传输性能的模型，无法提前得知电缆的工作状态。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于测试数据的电缆传输性能分析方法及装置，能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于测试数据的电缆传输性能分析方法，包括以下步骤：计算电缆工作数据预测值，所述工作数据预测值包括带宽预测值、延迟预测值、吞吐量预测值、丢包率预测值；测量电缆工作数据真实值，所述工作数据真实值包括带宽真实值、延迟真实值、吞吐量真实值、丢包率真实值，验证并修改工作数据预测值计算过程；基于电缆工作数据预测值搭建电缆传输性能回归模型。
进一步地，将指定电缆线接入与此电缆线适配的电源，确保电源输出良好，电压、电流、频率都控制在电缆的标定范围内，周围无干扰设备，等待电缆工作状态稳定；
预设电压控制装置，在电缆标定电压范围内将电压值均等分为n个值，给每个值进行编号为1,2,...i...n，按照编号小至大的顺序依次改变电缆工作时的电源电压，电压值每次改变后等待电缆工作状态稳定，测量电缆稳定工作状态下的传输频率、信号干扰、电缆长度；
基于测量所得的传输频率、信号干扰、电缆长度计算电缆带宽预测值，计算公式如下：
；
表示在特定电压下的电缆带宽预测值，/>表示标定电压内第i个电压值对应的电缆传输频率，/>表示标定电压内第i个电压值对应的电缆的信号干扰，L表示电缆的长度，U表示当前电压值，/>表示带宽的相关系数，n表示电压值的数量。
进一步地，将指定电缆线接入与此电缆线适配的电源，确保电源输出良好，电压、电流、频率都控制在电缆的标定范围内，周围无干扰设备，等待电缆工作状态稳定；
预设传输频率控制装置，在电缆标定传输频率范围内将传输频率值均等分为n个值，给每个值进行编号为1,2,...i...n，按照编号小至大的顺序依次改变电缆工作时的传输频率，传输频率的值每次改变后等待电缆工作状态稳定，测量电缆稳定工作状态下的电缆长度，子载波；
基于测量所得的电缆长度和子载波计算电缆延迟预测值，计算公式如下：
；
表示电缆延迟预测值，/>表示电缆长度，/>表示标定传输频率范围内第i个频率值对应的电缆的子载波，/>表示标定电压内第i个电压值对应的电缆传输频率，/>表示延迟相关系数，n表示传输频率值的数据量。
进一步地，首先测量指定电缆的截面积，然后将指定电缆线接入与此电缆线适配的电源，确保电源输出良好，电压、电流、频率都控制在电缆的标定范围内，周围无干扰设备，等待电缆工作状态稳定；
预设传输频率控制装置，在电缆标定传输频率范围内将传输频率值均等分为与在电缆标定电压范围内将电压值均等分数量相同的n个值，给每个值进行编号为1,2,...i...n，按照编号小至大的顺序依次改变电缆工作时的传输频率，传输频率的值每次改变后等待电缆工作状态稳定，测量电缆稳定工作状态下的信号干扰，传输距离；
基于测量所得的信号干扰和电缆的截面积计算电缆吞吐量预测值，计算公式如下：
；
表示电缆吞吐量预测值，/>标定电压内第i个电压值对应的电缆传输频率，表示电缆的截面积，/>表示标定电压内第i个电压值对应的电缆的信号干扰，/>表示吞吐量的相关系数，n表示传输频率值的数据量。
进一步地，将指定电缆线接入与此电缆线适配的电源，确保电源输出良好，电压、电流、频率都控制在电缆的标定范围内，周围无干扰设备，等待电缆工作状态稳定；
预设传输频率控制装置，在电缆标定传输频率范围内将传输频率值均等分为与在电缆标定电压范围内将电压值均等分数量相同的n个值，给每个值进行编号为1,2,...i...n，按照编号小至大的顺序依次改变电缆工作时的传输频率，传输频率的值每次改变后等待电缆工作状态稳定，测量电缆稳定工作状态下一段时间内的丢包数，并记录开始时间和结束时间；
基于测量所得的初始时间、结束时间、丢包数计算电缆丢包率预测值，计算公式如下：
；
表示电缆丢包率预测值，/>表示标定传输频率范围内第i个频率值对应的传输速率预测值，/>表示结束时间，/>表示开始时间，/>表示标定传输频率范围内第i个频率值对应的丢包数，/>表示丢包率相关系数，n表示传输频率值的数据量。
进一步地，在每次改变电压或传输频率后等待工作状态稳定，然后用网络分析仪测量电缆的工作数据：带宽真实值、延迟真实值、丢包率真实值，并将真实值记录下来，计算每次带宽真实值和带宽预测值的数差、延迟真实值和延迟预测值的数差/>、丢包率真实值和丢包率预测值的数差/>；
如果的大小在允许的误差范围内，则不需要调整带宽预测值、延迟预测值、丢包率预测值的计算过程，如果/>、/>和/>的大小不在允许的误差范围内，则调整计算公式中带宽相关系数/>、延迟相关系数/>和丢包率相关系数/>，使所有、/>、/>的大小控制在允许的范围内，最终确定/>、/>和/>的值。
进一步地，在每次改变传输频率后等待工作状态稳定，然后用网络分析仪测量电缆吞吐量真实值，并将吞吐量真实值记录下来，通过计算得到电缆吞吐量的偏差系数，计算公式为：
；
表示电缆吞吐量的偏差系数，/>表示电缆吞吐量真实值，/>表示电缆吞吐量预测值，/>表示电缆吞吐量允许的最大误差值，如果/>，则不需要调整电缆预测值的计算过程，如果/>的值大于1则调整计算公式中吞吐量相关系数/>，使所有的大小控制在小于1的范围内，最终确定的值/>,n表示传输频率值的数据量。
进一步地，电缆的传输性能由电缆带宽、延迟、吞吐量、丢包率所决定，对所得的工作数据预测值进行分析，确定带宽、延迟、吞吐量、丢包率的权重比，根据权重比搭建电缆传输性能指标回归模型，模型公式如下：
；
表示电缆传输性能指标，/>表示电缆带宽预测值，/>表示电缆带宽的权重比，/>表示电缆延迟预测值，/>表示电缆延迟的权重比，/>表示电缆吞吐量预测值，/>表示电缆吞吐量的权重比，/>表示电缆丢包率预测值，/>表示电缆丢包率的权重比，/>表示传输性能指标交换系数，n表示传输频率值的数据量。
进一步地，当电缆处于比较复杂的工作环境下时，电缆的传输性能会受到一定程度的影响，提高电缆的传输性能需要改变电缆的工作数据，根据传输性能指标回归模型分析需要调整的工作数据，按照权重比依次通过调整电源电压改变电缆的带宽，通过调整传输频率改变电缆的延迟，通过调整周围干扰设备改变电缆的丢包率，观察电缆的传输性能指标，直至符合要求。
一种基于测试数据的电缆传输性能分析的装置，包括：
预测值计算模块用于计算电缆工作数据预测值，所述工作数据预测值包括带宽预测值、延迟预测值、吞吐量预测值、丢包率预测值；
验证并修改预测值模块用于测量电缆工作数据真实值，所述工作数据真实值包括带宽真实值、延迟真实值、吞吐量真实值、丢包率真实值，验证并修改工作数据预测值计算过程；
搭建回归模型模块用于基于电缆工作数据预测值搭建电缆传输性能回归模型。
本发明具有以下有益效果：
（1）该基于测试数据的电缆传输性能分析方法能够提取电缆传输性能主要因素包括电缆的带宽、延迟、吞吐量和丢包率，等比例改变电压和传输频率计算四项因素的预测值，并利用预测值进行传输性能指标建模，模型起到预测性能指标的作用，相比于传统的基于经验论或统计方法更具有精准性和快速预测性；
（2）建模的同时为带宽、延迟、吞吐量、丢包率设置权重，当预测传输性能指标达不到要求时可以根据权重比有针对性地调节电缆的工作数据，通过改变影响电缆工作数据的电压，传输频率，减少周围干扰设备调节工作数据的值；
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1为本发明基于测试数据的电缆传输性能分析方法的总流程图；
图2为本发明基于测试数据的电缆传输性能分析方法中计算并验证电缆带宽预测值的过程细节流程图；
图3为本发明基于测试数据的电缆传输性能分析方法中计算并验证电缆延迟预测值的过程细节流程图；
图4为本发明基于测试数据的电缆传输性能分析方法中计算并验证电缆吞吐量预测值的过程细节流程图；
图5为本发明基于测试数据的电缆传输性能分析方法中计算并验证电缆丢包率预测值的过程细节流程图。
具体实施方式
本申请实施例通过信号发生器、频谱分析仪、时间域反射仪、串扰测试仪、延迟测试仪、包分析器测试电缆一定环境下状态稳定期间的工作数据，并把测试数据与预测数据相比较，分析两数据的差值或偏差系数，在允许误差范围内调整预测值的计算过程，利用预测值计算出电缆的传输性能指标，实现了测试电缆传输性能的方法问题。
本申请实施例中的问题，总体思路如下：
确定测试目标：测量带宽、延迟、吞吐量、丢包率，根据测试目标确定所需的测试方法和工具；
选择合适的测试工具：网络分析仪、包分析器、延迟测试仪，确保所选工具具备测量所需参数的功能，以便进行全面的测试；
准备测试环境：确保测试环境符合测试要求，包括连接电缆的设备、网络连接的配置和稳定性；
搭建传输性能模型，利用模型对传输性能进行预测。
请参阅图1，本发明实施例提供一种技术方案：一种基于测试数据的电缆传输性能分析方法，包括以下步骤：
计算电缆工作数据预测值，所述工作数据预测值包括带宽预测值、延迟预测值、吞吐量预测值、丢包率预测值；
测量电缆工作数据真实值，所述工作数据真实值包括带宽真实值、延迟真实值、吞吐量真实值、丢包率真实值，验证并修改工作数据预测值计算过程；
基于电缆工作数据预测值搭建电缆传输性能回归模型。
具体地，计算电缆的带宽预测值，其具体过程如下：预设电压控制装置，在电缆标定电压范围内将电压值均等分为与在电缆标定电压范围内将电压值均等分数量相同的n个值，给每个值进行编号为1,2,...i...n，按照编号小至大的顺序依次改变电缆工作时的电源电压，电压值每次改变后等待电缆工作状态稳定，测量电缆稳定工作状态下的传输频率、信号干扰、电缆长度；
基于测量所得的传输频率、信号干扰、电缆长度计算电缆带宽预测值，计算公式如下：
；
表示在特定电压下的电缆带宽预测值，/>表示标定电压内第i个电压值对应的电缆传输频率，/>表示标定电压内第i个电压值对应的电缆的信号干扰，L表示电缆的长度，U表示当前电压值，/>表示带宽的相关系数，n表示电压值的数量。
本实施方案中，将指定电缆线接入与此电缆线适配的电源，确保电源输出良好，电压、电流、频率都控制在电缆的标定范围内，周围无干扰设备，等待电缆工作状态稳定再进行测试。
具体地，计算电缆的延迟预测值，其具体过程如下：预设传输频率控制装置，在电缆标定传输频率范围内将传输频率值均等分为与在电缆标定电压范围内将电压值均等分数量相同的n个值，给每个值进行编号为1,2,...i...n，按照编号小至大的顺序依次改变电缆工作时的传输频率，传输频率的值每次改变后等待电缆工作状态稳定，测量电缆稳定工作状态下的电缆长度，子载波；
基于测量所得的电缆长度和子载波计算电缆延迟预测值，计算公式如下：
；
表示电缆延迟预测值，/>表示电缆长度，/>表示标定传输频率范围内第i个频率值对应的电缆的子载波，/>表示标定电压内第i个电压值对应的电缆传输频率，/>表示延迟相关系数，n表示传输频率值的数据量。
本实施方案中，将指定电缆线接入与此电缆线适配的电源，确保电源输出良好，电压、电流、频率都控制在电缆的标定范围内，周围无干扰设备，等待电缆工作状态稳定再进行测试。
具体地，计算电缆的吞吐量预测值，其具体过程如下：预设传输频率控制装置，在电缆标定传输频率范围内将传输频率值均等分为与在电缆标定电压范围内将电压值均等分数量相同的n个值，给每个值进行编号为1,2,...i...n，按照编号小至大的顺序依次改变电缆工作时的传输频率，传输频率的值每次改变后等待电缆工作状态稳定，测量电缆稳定工作状态下的信号干扰，传输距离；
基于测量所得的信号干扰和电缆的截面积计算电缆吞吐量预测值，计算公式如下：
；
表示电缆吞吐量预测值，/>表示标定电压内第i个电压值对应的电缆传输频率，/>表示电缆的截面积，/>表示标定电压内第i个电压值对应的电缆的信号干扰，/>表示吞吐量的相关系数，n表示传输频率值的数据量。
本实施方案中，将指定电缆线接入与此电缆线适配的电源，确保电源输出良好，电压、电流、频率都控制在电缆的标定范围内，周围无干扰设备，等待电缆工作状态稳定再进行测试。
具体地，计算电缆的丢包率预测值，其具体过程如下：预设传输频率控制装置，在电缆标定传输频率范围内将传输频率值均等分为与在电缆标定电压范围内将电压值均等分数量相同的n个值，给每个值进行编号为1,2,...i...n，按照编号小至大的顺序依次改变电缆工作时的传输频率，传输频率的值每次改变后等待电缆工作状态稳定，测量电缆稳定工作状态下一段时间内的丢包数，并记录开始时间和结束时间；
基于测量所得的初始时间、结束时间、丢包数计算电缆丢包率预测值，计算公式如下：
；
表示电缆丢包率预测值，/>表示标定传输频率范围内第i个频率值对应的传输速率预测值，/>表示结束时间，/>表示开始时间，/>表示标定传输频率范围内第i个频率值对应的丢包数，/>表示丢包率相关系数，n表示传输频率值的数据量。
本实施方案中，将指定电缆线接入与此电缆线适配的电源，确保电源输出良好，电压、电流、频率都控制在电缆的标定范围内，周围无干扰设备，等待电缆工作状态稳定再进行测试。
具体地，测量电缆带宽真实值、延迟真实值、丢包率真实值，使用真实值验证并修改电缆的带宽预测值、延迟预测值、丢包率预测值计算过程，其具体过程如下：在每次改变电压或传输频率后等待工作状态稳定，然后用网络分析仪测量电缆的工作数据：带宽真实值、延迟真实值、丢包率真实值，并将真实值记录下来，计算每次带宽真实值和带宽预测值的数差、延迟真实值和延迟预测值的数差/>、丢包率真实值和丢包率预测值的数差/>；
如果的大小在允许的误差范围内，则不需要调整带宽预测值、延迟预测值、丢包率预测值的计算过程，如果/>、/>和/>的大小不在允许的误差范围内，则调整计算公式中带宽相关系数/>、延迟相关系数/>和丢包率相关系数/>，使所有、/>、/>的大小控制在允许的范围内，最终确定/>、/>和/>的值。
本实施方案中，带宽相关系数和延迟相关系数以及丢包率相关系数是可以根据工作数据真实值随时进行调整的，带宽、延迟、丢包率的允许误差的范围不同。
具体地，测量电缆吞吐量真实值，计算电缆吞吐量的偏差系数，根据偏差系数调整吞吐量预测值的计算过程，其具体过程如下：在每次改变传输频率后等待工作状态稳定，然后用网络分析仪测量电缆吞吐量真实值，并将吞吐量真实值记录下来，通过计算得到电缆吞吐量的偏差系数，计算公式为：
；
表示电缆吞吐量的偏差系数，/>表示电缆吞吐量真实值，/>表示电缆吞吐量预测值，/>表示电缆吞吐量允许的最大误差值，如果/>，则不需要调整电缆预测值的计算过程，如果/>的值大于1则调整计算公式中吞吐量相关系数/>，使所有的大小控制在小于1的范围内，最终确定的值/>,n表示传输频率值的数据量。
本实施方案中，验证电缆吞吐量预测值和验证其他预测值的方法不同，吞吐量预测值的验证使用偏差系数，电缆吞吐量的偏差系数计算公式中分母的值永远不为零，保证计算公式的正确性，偏差系数表示预测值与真实值的偏差程度。
具体地，基于电缆工作数据预测值搭建电缆传输性能回归模型，其具体过程如下：电缆的传输性能由电缆带宽、延迟、吞吐量、丢包率所决定，对所得的工作数据预测值进行分析，确定带宽、延迟、吞吐量、丢包率的权重比，根据权重比搭建电缆传输性能指标回归模型，模型公式如下：
；
表示电缆传输性能指标，/>表示电缆带宽预测值，/>表示电缆带宽的权重比，/>表示电缆延迟预测值，/>表示电缆延迟的权重比，/>表示电缆吞吐量预测值，/>表示电缆吞吐量的权重比，/>表示电缆丢包率预测值，/>表示电缆丢包率的权重比，/>表示传输性能指标交换系数。
本实施方案中，对电缆传输性能影响最大的参数因素就是电缆的带宽、延迟、吞吐量和丢包率，为四项工作数据分别设置权重比，环境不同的情况下电缆的传输性能会相应改变，根据权重比来调节电缆的工作数据即可修正电缆的传输性能。
具体地，根据传输性能回归模型分析电缆的传输状态，基于权重比对电缆的工作数据进行相对应的调整，其具体过程如下：当电缆处于比较复杂的工作环境下时，电缆的传输性能会受到一定程度的影响，提高电缆的传输性能需要改变电缆的工作数据，根据传输性能指标回归模型分析需要调整的工作数据，按照权重比依次通过调整电源电压改变电缆的带宽，通过调整传输频率改变电缆的延迟，通过调整周围干扰设备改变电缆的丢包率，观察电缆的传输性能指标，直至符合要求，增加电源电压可以增强信号的幅值，进而增加信号的宽带，也可以增加信号的强度，提高信号的传输速率，提高信号与噪声的比率，通过逐步调整电源电压实现电缆的带宽的调整，通过调整传输频率改变电缆的延迟，通过调整周围干扰设备改变电缆的丢包率的变化，在调整电源电压以及干扰设备的过程中，电缆的传输性能指标会发生变化，实时观察电缆的传输性能指标，直到电缆的传输性能指标符合设定的要求。
本实施方案中，改变电缆带宽、延迟、吞吐量和丢包率的方法不同，改变电缆的带宽需要调整电源电压，改变电缆的延迟、吞吐量需要改变标定电压内第i个电压值对应的电缆传输频率，改变电缆的丢包率可以调整 传输频率或者设置抗干扰***。
一种基于测试数据的电缆传输性能分析的装置，包括：
预测值计算模块用于计算电缆工作数据预测值，所述工作数据预测值包括带宽预测值、延迟预测值、吞吐量预测值、丢包率预测值；
验证并修改预测值模块用于测量电缆工作数据真实值，所述工作数据真实值包括带宽真实值、延迟真实值、吞吐量真实值、丢包率真实值，验证并修改工作数据预测值计算过程；
搭建回归模型模块用于基于电缆工作数据预测值搭建电缆传输性能回归模型。
综上，本申请至少具有以下效果：
电缆计算所得的带宽预测值、延迟预测值、吞吐量预测值、丢包率预测值和测量所得的带宽真实值、延迟真实值、吞吐量真实值、丢包率真实值差值在***允许的范围内，利用预测值可以计算出符合实际的电缆传输性能指标，传输性能指标可以预测出电缆在最近一段时间内即将达到的传输性能，如果传输性能不符合要求，可以按照权重值进行调整。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的***、设备（***）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种基于测试数据的电缆传输性能分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
计算电缆工作数据预测值，所述工作数据预测值包括带宽预测值、延迟预测值、吞吐量预测值、丢包率预测值；
测量电缆工作数据真实值，所述工作数据真实值包括带宽真实值、延迟真实值、吞吐量真实值、丢包率真实值，验证并修改工作数据预测值计算过程；
基于电缆工作数据预测值搭建电缆传输性能回归模型，其具体过程如下：
电缆的传输性能由电缆带宽、延迟、吞吐量、丢包率所决定，对所得的工作数据预测值进行分析，确定带宽、延迟、吞吐量、丢包率的权重比，根据权重比搭建电缆传输性能指标回归模型，模型公式如下：
,
表示电缆传输性能指标，/>表示电缆带宽预测值，/>表示电缆带宽的权重比，表示电缆延迟预测值，/>表示电缆延迟的权重比，/>表示电缆吞吐量预测值，/>表示电缆吞吐量的权重比，/>表示电缆丢包率预测值，/>表示电缆丢包率的权重比，/>表示传输性能指标交换系数，n表示传输频率值的数据量；
计算电缆的带宽预测值，其具体过程如下：
将指定电缆线接入与此电缆线适配的电源，确保电源输出良好，电压、电流、频率都控制在电缆的标定范围内，周围无干扰设备，等待电缆工作状态稳定；
预设电压控制装置，在电缆标定电压范围内将电压值均等分为n个值，给每个值进行编号为1,2,...i...n，按照编号小至大的顺序依次改变电缆工作时的电源电压，电压值每次改变后等待电缆工作状态稳定，测量电缆稳定工作状态下的传输频率、信号干扰、电缆长度；
基于测量所得的传输频率、信号干扰、电缆长度计算电缆带宽预测值，计算公式如下：
；
表示在特定电压下的电缆带宽预测值，/>表示标定电压内第i个电压值对应的电缆传输频率，/>标定电压内第i个电压值对应的电缆的信号干扰，L表示电缆的长度，U表示当前电压值，/>表示带宽的相关系数，n表示电压值的数量。
2.根据权利要求1所述的一种基于测试数据的电缆传输性能分析方法，其特征在于，计算电缆的延迟预测值，其具体过程如下：
将指定电缆线接入与此电缆线适配的电源，确保电源输出良好，电压、电流、频率都控制在电缆的标定范围内，周围无干扰设备，等待电缆工作状态稳定；
预设传输频率控制装置，在电缆标定传输频率范围内将传输频率值均等分为与在电缆标定电压范围内将电压值均等分数量相同的n个值，给每个值进行编号为1,2,...i...n，按照编号小至大的顺序依次改变电缆工作时的传输频率，传输频率的值每次改变后等待电缆工作状态稳定，测量电缆稳定工作状态下的电缆长度，子载波；
基于测量所得的电缆长度和子载波计算电缆延迟预测值，计算公式如下：
；
表示电缆延迟预测值，/>表示电缆长度，/>表示标定传输频率范围内第i个频率值对应的电缆的子载波，/>表示标定电压内第i个电压值对应的电缆传输频率，/>表示延迟相关系数，n表示传输频率值的数据量。
3.根据权利要求2所述的一种基于测试数据的电缆传输性能分析方法，其特征在于，计算电缆的吞吐量预测值，其具体过程如下：
首先测量指定电缆的截面积，然后将指定电缆线接入与此电缆线适配的电源，确保电源输出良好，电压、电流、频率都控制在电缆的标定范围内，周围无干扰设备，等待电缆工作状态稳定；
预设传输频率控制装置，在电缆标定传输频率范围内将传输频率值均等分为与在电缆标定电压范围内将电压值均等分数量相同的n个值，给每个值进行编号为1,2,...i...n，按照编号小至大的顺序依次改变电缆工作时的传输频率，传输频率的值每次改变后等待电缆工作状态稳定，测量电缆稳定工作状态下的信号干扰，传输距离；
基于测量所得的信号干扰和电缆的截面积计算电缆吞吐量预测值，计算公式如下：
；
表示电缆吞吐量预测值，/>表示标定电压内第i个电压值对应的电缆传输频率，表示电缆的截面积，/>表示标定电压内第i个电压值对应的电缆的信号干扰，/>表示吞吐量的相关系数，n表示传输频率值的数据量。
4.根据权利要求3所述的一种基于测试数据的电缆传输性能分析方法，其特征在于，计算电缆的丢包率预测值，其具体过程如下：
将指定电缆线接入与此电缆线适配的电源，确保电源输出良好，电压、电流、频率都控制在电缆的标定范围内，周围无干扰设备，等待电缆工作状态稳定；
预设传输频率控制装置，在电缆标定传输频率范围内将传输频率值均等分为与在电缆标定电压范围内将电压值均等分数量相同的n个值，给每个值进行编号为1,2,...i...n，按照编号小至大的顺序依次改变电缆工作时的传输频率，传输频率的值每次改变后等待电缆工作状态稳定，测量电缆稳定工作状态下一段时间内的丢包数，并记录开始时间和结束时间；
基于测量所得的初始时间、结束时间、丢包数计算电缆丢包率预测值，计算公式如下：
；
表示电缆丢包率预测值，/>表示标定传输频率范围内第i个频率值对应的传输速率预测值，/>表示结束时间，/>表示开始时间，/>表示标定传输频率范围内第i个频率值对应的丢包数，/>表示丢包率相关系数，n表示传输频率值的数据量。
5.根据权利要求4所述的一种基于测试数据的电缆传输性能分析方法，其特征在于，测量电缆带宽真实值、延迟真实值、丢包率真实值，使用真实值验证并修改电缆的带宽预测值、延迟预测值、丢包率预测值计算过程，其具体过程如下：
在每次改变电压或传输频率后等待工作状态稳定，然后用网络分析仪测量电缆的工作数据：带宽真实值、延迟真实值、丢包率真实值，并将真实值记录下来，计算每次带宽真实值和带宽预测值的数差、延迟真实值和延迟预测值的数差/>、丢包率真实值和丢包率预测值的数差/>；
如果的大小在允许的误差范围内，则不需要调整带宽预测值、延迟预测值、丢包率预测值的计算过程，如果/>、/>和/>的大小不在允许的误差范围内，则调整计算公式中带宽相关系数/>、延迟相关系数/>和丢包率相关系数/>，使所有/>、、/>的大小控制在允许的范围内，最终确定/>、/>和/>的值。
6.根据权利要求5所述的一种基于测试数据的电缆传输性能分析方法，其特征在于，测量电缆吞吐量真实值，计算电缆吞吐量的偏差系数，根据偏差系数调整吞吐量预测值的计算过程，其具体过程如下：
在每次改变传输频率后等待工作状态稳定，然后用网络分析仪测量电缆吞吐量真实值，并将吞吐量真实值记录下来，通过计算得到电缆吞吐量的偏差系数，计算公式为：
；
表示电缆吞吐量的偏差系数，/>表示电缆吞吐量真实值，/>表示电缆吞吐量预测值，/>表示电缆吞吐量允许的最大误差值，如果/>，则不需要调整电缆预测值的计算过程，如果/>的值大于1则调整计算公式中吞吐量相关系数/>，使所有的大小控制在小于1的范围内，最终确定的值/>。
7.根据权利要求6所述的一种基于测试数据的电缆传输性能分析方法，其特征在于，根据传输性能回归模型分析电缆的传输状态，基于权重比对电缆的工作数据进行相对应的调整，其具体过程如下：
当电缆处于比较复杂的工作环境下时，电缆的传输性能会受到一定程度的影响，提高电缆的传输性能需要改变电缆的工作数据，根据传输性能指标回归模型分析需要调整的工作数据，按照权重比依次通过调整电源电压改变电缆的带宽，通过调整传输频率改变电缆的延迟，通过调整周围干扰设备改变电缆的丢包率，观察电缆的传输性能指标，直至符合要求，增加电源电压可以增强信号的幅值，进而增加信号的宽带，也可以增加信号的强度，提高信号的传输速率，提高信号与噪声的比率，通过逐步调整电源电压实现电缆的带宽的调整，通过调整传输频率改变电缆的延迟，通过调整周围干扰设备改变电缆的丢包率的变化，在调整电源电压以及干扰设备的过程中，电缆的传输性能指标会发生变化，实时观察电缆的传输性能指标，直到电缆的传输性能指标符合设定的要求。
8.一种基于测试数据的电缆传输性能分析装置，所述装置用于权利要求1所述的基于测试数据的电缆传输性能分析方法，其特征在于,包括预测值计算模块，验证并修改预测值模块，搭建回归模型模块，其中：
预测值计算模块用于计算电缆工作数据预测值，所述工作数据预测值包括带宽预测值、延迟预测值、吞吐量预测值、丢包率预测值；
验证并修改预测值模块用于测量电缆工作数据真实值，所述工作数据真实值包括带宽真实值、延迟真实值、吞吐量真实值、丢包率真实值，验证并修改工作数据预测值计算过程；
搭建回归模型模块用于基于电缆工作数据预测值搭建电缆传输性能回归模型，其具体过程如下：
电缆的传输性能由电缆带宽、延迟、吞吐量、丢包率所决定，对所得的工作数据预测值进行分析，确定带宽、延迟、吞吐量、丢包率的权重比，根据权重比搭建电缆传输性能指标回归模型，模型公式如下：，其中，/>表示电缆传输性能指标，/>表示电缆带宽预测值，/>表示电缆带宽的权重比，表示电缆延迟预测值，/>表示电缆延迟的权重比，/>表示电缆吞吐量预测值，/>表示电缆吞吐量的权重比，/>表示电缆丢包率预测值，/>表示电缆丢包率的权重比，/>表示传输性能指标交换系数，n表示传输频率值的数据量；
计算电缆的带宽预测值，其具体过程如下：
将指定电缆线接入与此电缆线适配的电源，确保电源输出良好，电压、电流、频率都控制在电缆的标定范围内，周围无干扰设备，等待电缆工作状态稳定；
预设电压控制装置，在电缆标定电压范围内将电压值均等分为n个值，给每个值进行编号为1,2,...i...n，按照编号小至大的顺序依次改变电缆工作时的电源电压，电压值每次改变后等待电缆工作状态稳定，测量电缆稳定工作状态下的传输频率、信号干扰、电缆长度；
基于测量所得的传输频率、信号干扰、电缆长度计算电缆带宽预测值，计算公式如下：
；
表示在特定电压下的电缆带宽预测值，/>表示标定电压内第i个电压值对应的电缆传输频率，/>标定电压内第i个电压值对应的电缆的信号干扰，L表示电缆的长度，U表示当前电压值，/>表示带宽的相关系数，n表示电压值的数量。
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