Наведено загальну характеристику типових обчислювальних мереж - зірко- та деревоподібної, кільцевої, петльової, шинної. Розглянуто способи передачі даних, описано передавальне середовище. Встановлено призначення фундаментальних протоколів, проаналізовано проблеми проектування мереж, запропоновано моделі взаємозв'язку відкритих систем. Висвітлено матеріали про мережі з опитуванням/вибором, розкрито особливості їх будови та функціонування. Показано переваги та недоліки супутникових мереж, обгрунтовано можливості їх використання для передачі даних. Охарактеризовано супутникові пристрої компенсації затримки.

Дана общая характеристика типичных исчислительных сетей - звездо- и деревообразной, кольцевой, петельной, шинной. Рассмотрены способы передачи данных, описана передаточная среда. Установлено назначение фундаментальных протоколов, проанализированы проблемы проектирования сетей, приведены модели взаимосвязи открытых систем. Изложены материалы о сетях с опросом/выбором, раскрыты особенности их строения и функционирования. Показаны преимущества и недостатки спутниковых сетей, обоснованы возможности их использования для передачи данных. Охарактеризованы спутниковые устройства компенсации задержки.

Уперше запропоновано метод підвищення перешкодозахищеності радіотехнічних систем на підставі адаптивного методу високошвидкісної передачі кодованої інформації, який використовує понад- (ПВЧ) і крайньовисокочастотний (КВЧ) діапазони в процесі прийому радіосигналу залежно від його рівня. Описано особливості застосування методу підвищення ефективності функціонування радіосистем з урахуванням впливу нелінійних ефектів, що виникають у разі розповсюдження радіохвиль ПВЧ і КВЧ діапазонів. Доведено можливість стійкого прийому-передачі інформації в істотно нестаціонарних каналах зв'язку з апріорно невідомими моментами зміни якісних показників передачі. Охарактеризовано основні напрямки підвищення ефективності функціонування систем радіозв'язку з урахуванням впливу нелінійності в радіоприймальних системах.

Побудовано нелінійну динамічну модель антенної системи. Здійснено аналіз нестаціонарних рівнянь збуреного руху, зокрема з вітровими навантаженнями. Досліджено кінематичні рівняння двовісної антенної системи з довільним розташуванням осей на рухомій основі та показано їх зв'язок з відповідними динамічними рівняннями та рівняннями збуреного руху. Проведено дослідження щодо стійкості за Ляпуновим вільної антенної системи для різних режимів та показано необхідність використання керувань. Одержано керовану нестаціонарну математичну модель антенної системи у канонічній формі Гесенберга та Фробеніуса. Розроблено модальне керування для моделі десятого та восьмого порядків. Розв'язано обернену задачу синтезу оптимального керування, аналітично знайдено функцію Ляпунова та показано, що керування є оптимальним у сенсі мінімуму побудованого квадратичного критерію якості. Оцінено час перехідного процесу антенної системи на скінченному інтервалі часу, визначено умови її вчасного виходу на задану динамічну точність супроводу.

Розроблено метод підвищення пропускної спроможності радіоканалу керування космічними апаратами (КА) для низькоорбітальних угрупувань з метою побудови понадвисокочастотних (ПВЧ) і крайньовисокочастотних (КВЧ) радіотехнічних систем (РТС) наземного комплексу управління (НКУ) у процесі реалізації однопунктної технології побудови. Наведено спосіб підвищення пропускної спроможності ПВЧ і КВЧ РТС на базі алгоритму адаптивного прийому сантиметрового та міліметрового діапазонів довжин хвиль. Запропоновано пристрій наведення антен наземних РТС НКУ, що забезпечує підвищення точності наведення та супроводу без істотного збільшення енергетичних витрат у радіоканалі. З врахуванням особливостей побудови наземного сегмента керування, розроблено методику оцінки пропускної спроможності НКУ однопунктної технології.

Знайдено нові структурні властивості сімей кодів Ріда - Соломона (РС). Розкрито сильну структуру частотно-часової циклічності РС-кодів і встановлено, що довільний РС-код завжди може бути представлений у формі сімей рипараметричних дискретних функцій, або у вигляді своїх базових (БКС) і породжувальних (ПКС) кодових слів. Урахування цих властивостей під час розробки практичних схем кодеків дозволяє зменшити складність їх технічної реалізації. Побудовано еквівалентні коди Ріда - Соломона і коди, задані дискретним перетворенням Віленкіна - Крестенсона над полями Галуа, та встановлено їх структурні та дистанційні властивості. Запропоновано поділ потужності коду РС на непересічні парціальні підкоди з метою зменшення складності технічної реалізації кодеків, розроблено регулярний алгоритм рекурентного синтезу безлічі БКС і ПКС для побудови кожного парціального коду. Запропоновано регулярні алгоритми неалгебричного кодування РС-кодів на основі безлічі БКС та імовірнісного декодування РС-кодів на базі безлічі КС. Розроблено регулярний алгоритм і економічні схеми ковзного кореляційного декодування РС-кодів на базі знайдених структурних властивостей частотно-часової циклічності. Проведено оцінку складності технічної реалізації кодеків розрізнення ансамблів шумоподібних сигналів з використанням сімей РС-кодів і розроблено практичні рекомендації щодо їх застосування.

Запропоновано нову математичну модель функціонування гібридних мереж зв'язку, яка дозволяє на базі запропонованих коефіцієнтів розділення потоків знаходити затримку даних у гілках наземної мережі та супутниковому каналі залежно від вхідного навантаження, а також імовірність відмов у встановленні з'єднання для мовних викликів. На базі даної моделі вперше розроблено методику визначення оптимального плану розподілу потоків у всій гібридній мережі зв'язку, включаючи наземну і супутникові мережі. Методику побудовано на базі числового розв'язання задачі оптимізації середньої затримки даних у допустимій області змінних методом послідовного квадратичного програмування (FSQP). З використанням агрегативного підходу створено імітаційний алгоритм функціонування досліджуваної системи.

Розроблено, узагальнено та розвинуто теоретичний підхід до математичного моделювання динамічних характеристик об'ємно-розподілених об'єктів. Створо модель такого об'єкта за умов спеціальних середовищ. Установлено фізичні закономірності розподілу по простору концентрації елементів об'ємно-розподіленого об'єкта та швидкостей їх поступального руху залежно від часу на підставі законів механіки стосовно суцільних середовищ у полі земної гравітації. Наведено метод практичного розрахунку швидкості та концентрації елементів у кожній точці простору у кожен момент часу як розв'язання рівнянь механіки у спеціально вибраній системі координат. Шляхом послідовного застосування доведених теорем обгрунтовано можливість і методику побудови спеціальних систем координат. Розроблено математичний апарат для дослідження поляризаційних характеристик окремих елементів об'ємно-розподіленого об'єкта, а також для оцінювання середньої поляризаційної матриці розсіювання сукупності елементів, що знаходяться в імпульсному об'ємі радіолокаційної станції. Проведено теоретичні й експериментальні дослідження стосовно організації просторово-часової обробки сигналів на фоні перешкод. Синтезований автокомпенсатор забезпечує середнє значення коефіцієнта заглушення 32 - 34 дБ, що еквівалентно підвищенню потужності сигналу більш, ніж у 1 500 разів. Це суттєво підвищує перешкодозахищеність навігаційних систем і систем супутникового зв'язку.

Висвітлено проблеми розробки узагальнюючої моделі для дослідження спіральних антен з різними геометричними параметрами. Теоретичне дослідження характеристик випромінювання проведено на основі розв'язання задачі електродинаміки з застосуванням методу векторного потенціалу з модельним розподілом струму у вигляді поступальної хвилі з уповільненою фазовою швидкістю, яка уточнювалася шляхом порівняння теоретичних і експериментальних досліджень характеристик випромінювання. Розроблено методику оптимізації геометричних параметрів еліптичних і циліндричних спіральних антен за умови формування осьового випромінювання з поляризацією, що наближається до кругової, де | LAMBDA | >= 0,7 за обмеженого рівня бічного і заднього випромінювання. Для визначення опору випромінювання спіральної антени застосовано метод наведених ЕДС. Проведено експериментальне дослідження характеристик випромінювання та вхідного опору еліптичних спіральних антен у діапазоні частот. Розроблено нові випромінювальні антени для систем рухомого супутникового зв'язку.

Побудовано модель каналу зв'язку "літак - супутник - наземна станція" для моделювання передачі ADS-В повідомлень за допомогою низькоорбітального супутникового комплексу Iridium. Одержано залежності коефіціента двійкових помилок від типу модуляції сигналу, втрат на лінії, діаметра антен, нелінійності підсилювача високої потужності та коефіцієнта підсилення супутникового транспондера.

Набула подальшого розвитку математична модель метеорного каналу зв'язку, яка відрізняється тим, що в ній враховується нерівномірність амплітуди сигналу протягом часу існування сліду та зміна смуги пропускання каналу як від сліду до сліду, так і протягом часу існування окремого сліду, що дозволило підвищити ефективність його використання. Вперше сформульовано критерії для визначення якості метеорної системи передачі інформації, що дозволило чітко визначити цільову функцію за оптимізації її параметрів. Запропоновано нові методи підвищення пропускної здатності, зменшення часу очікування та збільшення коефіцієнта використання метеорного радіоканалу за створення метеорної системи передачі інформації. Запропоновано нову методологію побудови повністю цифрових систем метеорного зв'язку, яка відрізняється тим, що вся система зв'язку виконується у вигляді програмно-реалізованої системи.

Досліджено подальший розвиток узагальненої моделі метеорного радіоканалу (МРК), що, на відміну від існуючих, враховує наявність когерентної та некогерентної компонент розсіяного сигналу. Вперше запропоновано модель МРК, що заснована на евристичному розв'язанні дифракційної задачі у разі розсіяння сигналу на іонізованому метеорному сліді (МС), яка, на відміну від відомих моделей, дозволяє оцінити зміну форми сигналу довільного виду за розсіяння. На основі запропонованої моделі розсіяння на МС із заданим значенням об'ємної електронної щільності одержано новий аналітичний вираз, що дозволяє розрахувати потужність когерентної компоненти розсіяного сигналу й описати особливості дифракційних коливань її рівня, що спостерігаються. Вперше запропоновано метод оцінювання ймовірності появи в зоні радіовидимості МС з дзеркальною точкою відбиття, заснований на використанні апріорної статистики розподілу радіантів метеорів та оцінки ефективної довжини МС, який дозволяє уточнити розташування областей з високою ймовірністю утворення іонізованих МС, що мають точку дзеркального відбиття й інтенсивність розсіяння достатню для прийому сигналів, за різної протяжності радіоліній та заданих характеристик приймально-передавального обладнання. Для забезпечення підвищення точності ймовірнісних розрахунків запропоновано новий метод, що дозволяє забезпечити щільну укладку рівновеликих елементів на поверхні сфери та коректно задавати координати центрів елементів, до яких прив'язується точка входу метеороїда в метеорну зону. Запропоновано та досліджено новий метод виявлення МС і синхронізації складних сигналів, переданих по МРК, який відрізняється від відомих тим, що не використовується пороговий пристрій виявлення та синхронізації сигналів і забезпечується можливість ефективної роботи за умов впливу негаусівських завад та інтерференційних завмирань.

Запропоновано метод адаптивного передавання даних у системах дистанційного зондування Землі, супутникових системах зв'язку, радіорелейних системах передавання прямої видимості та інших аналогічних системах із використанням амплітудної модуляції багатьох складових. Показано можливість застосування такого методу для підвищення ефективності розглянутих систем.

Вперше проаналізовано електромагнітну сумісність (ЕМС) супутникових систем зв'язку (ССЗ), які обслуговують Єменську республіку, аргументовано доцільність і необхідність поліпшення електромагнітної обстановки (ЕМО) як всередині системи, так і міжсистемно. Обгрунтовано заходи щодо поліпшення ЕМО для конкретних напрямків зв'язку та в цілому в системі. Запропоновано застосування алгоритмів адаптивної компенсації перехідних завад для зменшення їх впливу на ССЗ із повторним використанням частот. Для забезпечення міжсистемної ЕМС розроблено вдосконалений алгоритм управління в ССЗ, синтезований відносно базису спостереження, який можна реалізувати як адаптивний компенсатор завад, що реалізується відносно різних фізичних параметрів. Даний алгоритм не потребує окремого каналу управління. Розроблено методику оцінки ймовірності появи поодиноких і групових порушень умов ЕМС, що дозволяє аналізувати ЕМО в угрупуваннях радіоелектронних засобів різного призначення.

Розроблено методи порівняльного аналізу, алгоритмів і структур пристроїв формування та генерування в системах радіотехніки та телекомунікацій, а також математичні основи побудови нових підкласів сигналів для систем мобільного зв'язку, що базуються на технологіях з кодовим поділом каналів. Розв'язано задачі формулювання вимог до сигналів, які використовуються для передачі дискретних повідомлень у радіосистемах з CDMA. Проведено порівняльний аналіз методів формування оптимальних сигналів, побудованих на базі псевдовипадкових послідовностей (ПВП) для радіосистем з CDMA. Проаналізовано й оцінено алгоритми формування ПВП. Уточнено принципи оцінювання якості датчиків. Проведено диференціювання вимог до генераторів ПВП, які використовуються у стільникових системах зв'язку. Модифіковано існуючі та розроблено нові алгоритми та пристрої генерації ПВП для систем зв'язку з кодовим поділом каналів. На основі ПВП GMW з властивостями ортогональності досліджено особливості використання нових класів сигналів в інформаційних системах з кодовим поділом каналів і синтезовані певні похідні системи сигналів. Завдяки проведеним дослідженням одержано закономірності взаємокореляційних спектрів пар послідовностей з надвисокими піками взаємної кореляції, які дозволяють проводити відбір послідовностей для систем зв'язку з CDMA серед всього класу послідовностей, збільшуючи число послідовностей з прийнятними кореляційними властивостями. Побудовано нові сімейства m-подідних послідовностей високої лінійної складності, які можуть бути застосовані у широкосмугових системах багатодистанційного доступу зі стрибаючою частотою.

  Скачати повний текст

Індекс рубрикатора НБУВ: З841-01 + З884.17-01

Рубрики:

Теоретичні основи радіотехніки

Космічний радіозв'язок

Шифр НБУВ: РА361554 Пошук видання у каталогах НБУВ 

The performance of cellular systems depends upon a good channel allocation technique. In this article genetic algo-rithm based distributed dynamic fault tolerant channel allocation model is proposed. The channel allocation algorithm in the proposed model is based on mutual exclusion algorithm for distributed system. The article describes a chromosome structure, fitness functions and an example of algorithm.

Указано, что производительность систем сотовой связи зависит от эффективности выделения каналов. Предложена распределенная отказоустойчивая модель выделения каналов на базе генетического алгоритма. Алгоритм распределения каналов в предлагаемой модели основан на алгоритме взаимного исключения для распределенных систем. Приведены особенности формирования структуры хромосом для генетических алгоритмов, фитнесс-функции и пример алгоритма.

Вказано, що продуктивність систем сотового зв'язку залежить від ефективності розподілу каналу. Запропоновано розподілену відмовостійку динамічну модель розподілу каналів на основі генетичного алгоритму. Алгоритм розподілу каналів у запропонованій моделі базується на алгоритмі взаємного виключення для розподілених систем. Описано особливості формування структури хромосом для генетичних алгоритмів, фітнес-функції і приклад алгоритму.

Освещена национальная система спутниковой связи. Проанализированы современное состояние спутниковых теллекомуникаций, состояние стандартизации в области спутниковых технологий в Европе и Украине. Проведена оценка целесообразности построения национальной системы спутниковой связи. Рассмотрена спутниковая связь как составная часть мультисервисной сети ОАО "Укртелеком". Описан геостационарный спутник национальной системы связи. Освещены перспективы использования турбо-кодов в спутниковых системах связи.

Рассмотрены тенденции развития спутниковых радиотехнологий, методы матричного моделирования алгоритмов линейной обработки многомерных сигналов в телекоммуникационных системах, модемы земных станций спутниковой связи. Изложен вариант реализации цифрового фильтра на программируемых логических интегральных схемах, вопросы синтеза и воспроизведения сигнальных функций в системах связи с коррелятивным кодированием. Осуществлен параметрический синтез цифрового регулятора системы автосопровождения по направлению при стационарном случайном задающем сигнале и аддитивной помехе на входе.

Систематизировано изложены необходимые сведения для расчета энергетического потенциала спутниковых радиолиний и параметров сетей спутниковых связей. Приведены характеристики некоторых типов бортовых ретрансляторов космических аппаратов связи, определены требования к земным станциям спутниковой связи. Представлена последовательность выполнения расчета пропускной способности спутниковой сети передачи данных и элементов проектирования системы цифрового телевизионного вещания.

Розроблено показники для локальної оцінки структурної надійності безпроводових епізодичних мереж, які враховують одночасно як структурні, так і функціональні характеристики мережі, такі як: навантаження, створюване вузлами мережі, спосіб обробки заявок на вузлах мережі, обмежені пропускні спроможності каналів та ін. Запропоновано інтегральний показник, який дозволяє оцінити надійність мережі в цілому. Розроблено числові алгоритми розміщення повітряних ретрансляторів для оптимізації показників локальної та глобальної оцінки структурної надійності мережі.

Проведен анализ пропускной способности спутникового канала связи глобальной системы передачи полетных данных (ГСППД). Показана необходимость сжатия полетной информации. Расчет эффективности сжатия позволил обосновать необходимость использования параметрических методов т.к. линейные методы не дают требуемых коэффициентов сжатия 15 раз и более. Обзор методов сжатия позволил выбрать методы сжатия для ГСППД - дифференциальное сжатие с предсказателем в цепи обратной связи. Смоделирован метод дифференциального кодирования с предсказателем в цепи обратной связи на примере полетных данных БЛА. Полученные данные доказали применимость данного метода сжатия в ГСППД. Использование такого сжатия позволит увеличить продуктивность и уменьшить затраты на передачу данных ГСППД, что позволит увеличить полетную безопасность в целом.