Общая теория электросвязи. Передача и распространение электрических сигналов, помехи, искажения, качество сигналов

Методическая разработка предназначена для студентов специальности 210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» Квалификация выпускника - магистр.

Изложены математические основы описания сигналов с помошью разрывных функций, спектрального анализа периодических и непериодических сигналов, теории радиосигналов. Рассмотрены примеры решения задач. Предназначено для студентов, обучающихся по специальности 013800 Радиофизика и электроника и направлению подготовки 550400 Телекоммуникации очной и заочной форм обучения (дисциплины "Аналоговые цепи и сигналы". "Введение в теорию сигналов", блок ОПД. ФТД). Ил. 50. Табл. 1. Библиогр.: 7 назв.

Методическая разработка предназначена для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Устройства цифровой обработки сигналов».

Журнал «Электросвязь» — ежемесячный научно-технический журнал по проводной и радиосвязи, телевидению и радиовещанию, предназначенный для широкого круга специалистов в области связи и информатизации. Основан в 1933 г. Журнал «Электросвязь» — это: - результаты новейших научных исследований, обеспечивающих повышение эффективности сетей связи, методы их проектирования с использованием перспективных технологий как отечественных, так и зарубежных; - вопросы создания экономически эффективных служб связи, внедрения новых услуг, управления сетями, их технического обслуживания на основе современных решений; - оперативная информация о деятельности и технической политике Министерства информационных технологий и связи РФ, администраций связи других стран СНГ, Регионального содружества в области связи, Международного союза электросвязи. Публикации в «Электросвязи» учитываются Высшей Аттестационной Комиссией при Министерстве Образования РФ при защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата и доктора наук.

Журнал «Электросвязь» — ежемесячный научно-технический журнал по проводной и радиосвязи, телевидению и радиовещанию, предназначенный для широкого круга специалистов в области связи и информатизации. Основан в 1933 г. Журнал «Электросвязь» — это: - результаты новейших научных исследований, обеспечивающих повышение эффективности сетей связи, методы их проектирования с использованием перспективных технологий как отечественных, так и зарубежных; - вопросы создания экономически эффективных служб связи, внедрения новых услуг, управления сетями, их технического обслуживания на основе современных решений; - оперативная информация о деятельности и технической политике Министерства информационных технологий и связи РФ, администраций связи других стран СНГ, Регионального содружества в области связи, Международного союза электросвязи. Публикации в «Электросвязи» учитываются Высшей Аттестационной Комиссией при Министерстве Образования РФ при защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата и доктора наук.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре радиофизики физического факультета Воронежского государственного университета.

Журнал «Электросвязь» — ежемесячный научно-технический журнал по проводной и радиосвязи, телевидению и радиовещанию, предназначенный для широкого круга специалистов в области связи и информатизации. Основан в 1933 г. Журнал «Электросвязь» — это: - результаты новейших научных исследований, обеспечивающих повышение эффективности сетей связи, методы их проектирования с использованием перспективных технологий как отечественных, так и зарубежных; - вопросы создания экономически эффективных служб связи, внедрения новых услуг, управления сетями, их технического обслуживания на основе современных решений; - оперативная информация о деятельности и технической политике Министерства информационных технологий и связи РФ, администраций связи других стран СНГ, Регионального содружества в области связи, Международного союза электросвязи. Публикации в «Электросвязи» учитываются Высшей Аттестационной Комиссией при Министерстве Образования РФ при защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата и доктора наук.

Приведены теоретические предпосылки и исходные положения аппарата вейвлет-преобразования, признаки вейвлет-функций, свойства вейвлет-преобразования, методы вычисления и области применения вейвлет-преобразований с примерами их практической реализации. Предлагаемое пособие может быть использовано при изучении дисциплин «Компьютерные технологии обработки и анализа медико-биологической информации», «Методы обработки медицинской информации» и «Электроника и микропроцессорная техника», в курсовом и дипломном проектировании.

Журнал «Электросвязь» — ежемесячный научно-технический журнал по проводной и радиосвязи, телевидению и радиовещанию, предназначенный для широкого круга специалистов в области связи и информатизации. Основан в 1933 г. Журнал «Электросвязь» — это: - результаты новейших научных исследований, обеспечивающих повышение эффективности сетей связи, методы их проектирования с использованием перспективных технологий как отечественных, так и зарубежных; - вопросы создания экономически эффективных служб связи, внедрения новых услуг, управления сетями, их технического обслуживания на основе современных решений; - оперативная информация о деятельности и технической политике Министерства информационных технологий и связи РФ, администраций связи других стран СНГ, Регионального содружества в области связи, Международного союза электросвязи. Публикации в «Электросвязи» учитываются Высшей Аттестационной Комиссией при Министерстве Образования РФ при защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата и доктора наук.

Журнал «Электросвязь» — ежемесячный научно-технический журнал по проводной и радиосвязи, телевидению и радиовещанию, предназначенный для широкого круга специалистов в области связи и информатизации. Основан в 1933 г. Журнал «Электросвязь» — это: - результаты новейших научных исследований, обеспечивающих повышение эффективности сетей связи, методы их проектирования с использованием перспективных технологий как отечественных, так и зарубежных; - вопросы создания экономически эффективных служб связи, внедрения новых услуг, управления сетями, их технического обслуживания на основе современных решений; - оперативная информация о деятельности и технической политике Министерства информационных технологий и связи РФ, администраций связи других стран СНГ, Регионального содружества в области связи, Международного союза электросвязи. Публикации в «Электросвязи» учитываются Высшей Аттестационной Комиссией при Министерстве Образования РФ при защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата и доктора наук.

Представлены устройства синхронизации, используемые в радиосвязи и радионавигации. На основе моделей Стратоновича анализируется помехоустойчивость систем амплитудной, частотной и фазовой манипуляций (телеграфии). Рассматривается синхронизация в широкополосных системах. Приводятся статистические характеристики цифровых систем синхронизации при наличии шумовых и гармонических помех.

Рассмотрена работа ключевого формирователя гармонических сигналов, имитирующего работу усилителя, использующего усиление в классе «А». Показано существенное снижение уровней гармоник четных порядков по сравнению с формирователями, работающими в двухтактном режиме усиления.

Предлагается модель источника трафика для сенсорных сетей слежения за целью. Доказывается, что для узлов таких сетей удобно использовать ON/OFF модель, приводятся параметры распределения длин ON- и OFF-интервалов, полученные в результате имитационного моделирования.

Приводится анализ статистических оценок повреждаемости подземных оптических кабелей связи при различных способах прокладки. Показано, что за пределами городской черты повреждаемость оптических кабелей облегченной конструкции, проложенных в защитных полимерных трубах, более чем в два раза ниже по сравнению с бронированными оптическими кабелями в земле.

Интенсивное развитие средств телекоммуникаций порождает циркулирование огромных объемов информации по каналам связи разной структуры. Развитие технических средств и возникновение новых коммуникационных технологий стимулируют рост требований, предъявляемых к качеству услуг связи, что обуславливает актуальность разработок в области помехоустойчивости систем передачи данных. Перспективным направлением в сфере сохранения целостности информации при передаче по ненадежным каналам связи является формирование сигнально-кодовых конструкций (СКК) [1], обеспечивающих хорошие дистанционные характеристики ансамблей сигналов.

В учебно-методической разработке приводится систематизированный материал по методу и средствам измерения вносимого затухания ОВ на макроизгибах. Рассмотрены физические механизмы возникновения потерь на макроизгибах и методика теоретического расчета.

Системы подвижной радиосвязи обладают рядом существенных особенностей, связанных с нестационарностью обслуживаемого трафика. Основными причинами, определяющими эту нестационарность, являются изменения: удельной нагрузки, вызванные различными субъективными факторами; числа абонентов на обслуживаемой территории, обусловленные их мобильностью [2].

В работе предложен ряд систем передачи данных с гибридной решающей обратной связью, приведено описание и результаты имитационного моделирования предложенных систем. Рассмотрены системы с блочным, сверточным и комбинированным корректирующим кодированием.

Конспект содержит лекционный материал по специальной дисциплине «Сигнализация в цифровых сетях», читаемой для студентов дневного и заочного отделений по специальности 210406 «Сети связи и системы коммутации». В лекциях подробно рассматриваются основные принципы реализации и протокольные процедуры общеканальной системы сигнализации №7 (ОКС№7) и системы сигнализации по двум выделенным сигнальным каналам (2ВСК), широко используемых на телефонных сетях связи в России. Рассмотрены базовые процессы установления телефонных соединений с использованием данных систем сигнализации. Отдельные разделы посвящены принципам построения и проектирования сетей сигнализации ОКС№7, а также перспективному протоколу SIGTRAN.

В первой части учебного пособия рассматриваются физические основы волоконной оптики. Объясняется физический принцип распространения оптического излучения в волоконных световодах. Описываются конструкция и структурные параметры наиболее типичных кварцевых волокон. Излагаются основы волновой теории распространения излучения в волоконных световодах. В рамках этой теории устанавливаются зависимости волноводных свойств от структурных параметров волокна и частоты (длины волны) излучения. Дается феноменологическое и математическое описание основных физических явлений, приводящих к искажению оптических сигналов при распространении в оптическом волокне, а именно дисперсии света и оптических потерь. Указываются способы их учета и минимизации. В пособии выводятся формулы, позволяющие самостоятельно рассчитывать различные характеристики оптических волокон. Для сравнения приводятся параметры наиболее распространенных коммерческих телекоммуникационных волокон.

Общий показатель ошибок складывается из суммы показателей ошибок отдельных участков составного канала связи. Ошибки в процессе передачи информации накапливаются, что негативно отражается на качестве передачи.

Хорошо известно, что потребность в широкополосном доступе (ШПД) увеличивается с каждым днем. Для решения этой задачи на городских телефонных сетях многими операторами внедряются волоконно-оптические системы передачи, например ПОН (пассивная оптическая сеть).

Рассматривается состояние линейных трактов современных волоконно-оптических систем передачи. Отмечается отсутствие нормирования линейных трактов по основным параметрам, присущих многоканальным системам передачи с частотным разделением каналов. Обсуждаются пути стандартизации линейных трактов волоконно-оптических систем передачи нового поколения.

Группирование ошибок создает известные проблемы при передаче, но оно позволяет прогнозировать качество передачи в будущем по результатам предыдущих попыток. Именно это свойство в статье предлагается использовать при построении приоритетных логических каналов.

Разработана универсальная установка измерения и контроля параметров электронных блоков фотоприемных устройств, позволяющая проводить тестирование сложных электронных блоков без монтажа специального оборудования и оснастки. Высокая универсальность установки заключается в наличии широкого набора средств для работы с цифровыми и аналоговыми сигналами, а также гибко настраиваемым программным обеспечением. Для подключения к измерительному тракту достаточно разработки жгутов и программного обеспечения, использующего модули АЦП, ЦАП, порты цифрового ввода-вывода и стандартное контрольно-измерительное оборудование, размещенное в 19’ серверной стойке, управляемое по интерфейсам IVI, NI DAQ, SCPI и VISA. В качестве примера применения измерительной установки представлены исследования характеристик электронного тракта блока телеметрии

Данная статья написана по результатам тестирования оборудования действующей сети одного из российских операторов сети связи общего пользования.

Радикальные изменения, происходящие в телекоммуникационной системе, стимулируют пересмотр методологических подходов к проектированию сетей. В статье обсуждаюся аспекты выбора структуры сети связи.

Предлагается новый вид дуплексной связи, основанный на разделении передаваемого и принимаемого на каждой радиостанции сети связи сигналов по направлению их распространения (на соседнюю станцию/от соседней станции). При реализации метода в антенно-фидерном тракте каждой станции примененяются циркуляторы и компенсаторы помех (КП). С помощью КП помеха, проникающая в тракт приема от своего передатчика из-за несовершенства циркуляторов, подавляется. Дана оценка необходимого числа КП, обеспечивающих необходимое для качественного приема сигналов подавление в тракте приема помех, создаваемых своим передатчиком. Предлагаемый метод позволяет в два раза повысить эффективность использования радиочастотного спектра по сравнению с традиционными системами с частотным и временным дуплексом.

Предложен способ вычисления границ пропускной способности каналов связи с замираниями на основе оценок ряда параметров случайного процесса, соответствующих мгновенным значениям огибающей наблюдаемого сигнала.

Постановка задачи. Изменение параметров пилот-сигнала при прохождении его через ступени петли обратной связи (ОС) влияет на точность установки мощности передатчика абонентской станции (АС) [1]. Анализ влияния неточности установления значения мощности на параметры системы проведен там же [1]. Синусоидальный пилот-сигнал проходит через турбулентную среду распространения электромагнитных волн и претерпевает различные искажения. Поэтому на входе схемы измерения отношения сигнал/помеха (ОСП) действует случайный процесс и определяются вероятностные характеристики этого процесса в зависимости от характеристик канала связи и ступени его прохождения.

Статья посвящена вопросу прогнозирования дополнительных потерь из-за растительности при нахождении одного из терминалов радиолинии внутри или за лесным массивом. В предложенном материале рассматривается наиболее востребованная при территориальном планировании СПС модель расчета. Приводится экспериментальная оценка значений параметров этой модели для растительности, характерной для северозапада России.

Цель статьи - изыскание метода решения проблемы деления полосы частот речевого сигнала.

Рассмотрена возможность минимизации рассеяния оценки временного запаздывания радиоимпульса по положению абсолютного максимума огибающей сигнала на выходе резонансного одноконтурного усилителя

предложен новый подход для повышения скорости передачи информации при заданной достаточно узкой полосе частот канала, основанный на анализе переходных процессов в режекторном фильтре

Рассмотрена система приема-передачи информации, основанная на манипуляции статистическими характеристиками (коэффициентами эксцесса и асимметрии) стохастического несущего колебания. Задача извлечения полезной информации из принятого колебания сформулирована в терминах задачи обнаружения изменения свойств случайных процессов (задача «разладки»). Для извлечения полезной информации использован дискриминантный метод анализа. Рассмотрены некоторые варианты построения дискриминантных функций. Путем математического моделирования на ЭВМ рассматриваемого алгоритма найдены характеристики дискриминантной процедуры анализа. Выполнено сравнение полученных характеристик с характеристиками оптимальных алгоритмов

В ноябре 2004 года рабочей группой IEEE 802.22 (802.22 WG) была предпринята попытка формирования первого в мире стандарта нового беспроводного воздушного интерфейса, основанного на концепции когнитивного радио (Cognitive Radio) [2]. Стандарт получил название WRAN – Wireless Regional Area Network. Стандарт 802.22 предназначен для работы на частотах, отведенных для ТВ-диапазона. В международном масштабе этот диапазон включает полосу частот от 47 до 910 МГц. Таким образом, устройства WRAN функционируют в свободных частотных каналах, являясь, соответственно, нелицензированными абонентами для данного спектра. Подробное описание стандарта можно найти в работах [3, 4].

В адаптивных системах передачи данных вне зависимости от применяемой модели канала возникает необходимость расчета вероятности возникновения m ошибок в блоке длиной n элементов (далее P(m,n)). Различные методики вычисления P(m,n) для случая, когда канал описывается простой Марковской цепью или моделью Гилберта, рассмотрены в [3, 4, 7, 8]. В [5] приводится обзор существующих алгоритмов, а также результаты сравнения методик по параметрам погрешности и вычислительных затрат. Как и для любого метода расчета, соотношение сложность вычисления – точность играет основную роль и будет использовано в работе при сравнении полученных выражений с существующими.

В данном учебном пособии показано, как с помощью встроенных средств MATLAB провести анализ формы сигнала с использованием функции неопределенности для основных типов сигналов, таких как прямоугольный импульс и сигнал с линейной частотной модуляцией.

Сегодня направленная передача сигналов на базе технологии «интеллектуальных» или «адаптивных» антенн все шире применяется в распределенных радиосистемах передачи информации (РРСПИ) с динамической сетевой топологией, известных в англоязычной литературе как wireless mobile ad hoc networks [1]. Хотя применение направленной передачи сигналов потенциально позволяет повысить дальность, скрытность, помехозащищенность, пропускную способность и ЭМС системы, оно так же может вызывать и новые проблемы.

Настоящая работа посвящена анализу уязвимостей сети передачи голоса по IP-сетям (Voice over IP, VoIP) [1], построенной на основе архитектуры сети связи следующего поколения (New Generation Network, NGN), широко применяемой операторами связи. Ряд особенностей NGN создают предпосылки для реализации угроз безопасности. Это, во-первых, использование нескольких типов протоколов, таких как протоколы управления соединением (Session Initiation Protocol (SIP), а также протоколы группы SIGTRAN), протоколы управления медиашлюзами (MGCP, MEGACO/H.248), передачи медиаданных и управления медиапотоками (RTP/RTCP). Другой особенностью NGN является распределенная архитектура сети, когда ее отдельные компоненты могут находиться в разных IP-сетях и разных административных доменах сети.

Рассматривается комплекс факторов, влияющих на деятельность российских и зарубежных MVNO. Для их анализа предлагается использовать метод корреляционно-регрессионного анализа (КРА). Факторы классифицированы и разбиты на две группы: а) характеризующие уровень развития рынка сотовой подвижной связи (СПС) и, частично, всего инфокоммуникационного рынка; б) отражающие макроэкономические параметры. Отмечена возможность внедрения бизнес-моделей виртуальных операторов СПС практически в каждом регионе России.

Будущее внедрения сетей LTE в России связано с необходимостью реформирования использования радиочастотного спектра (РЧС) на основе национальных процедур его высвобождения и перепланирования.

Сервис тестирования представляет собой набор разнотипных приложений, работающих на образовательном ресурсе и реализующих процесс учебного тестирования. При разработке сервиса тестирования необходимо изучать различные параметры проектируемого сервиса. Важной частью анализа параметров является анализ поступающего на сервис потока заявок. Заявками для сервиса служат поступающие за тестовыми заданиями запросы. В данной работе с помощью методов математической статистики исследуется входящий поток заявок на сервис тестирования.

Рассмотрены подходы к организации времячастотного распределения (ВРЧ) в режиме реального времени на основе экстремальной фильтрации. Показано сходство (аналогия) с преобразованием Хуанга-Гильберта

В данной статье рассматривается задача сегментации изображений в условиях непараметрической априорной неопределенности относительно распределений яркостных классов. Отсчеты изображения предполагаются независимыми. В таких условиях применимы ранговые алгоритмы сегментации, но недостатком таких алгоритмов, оценивающих порог по одной рабочей выборке с фиксированным положением или подбором положения, является значительная чувствительность к взаимному расположению области класса и выборки. В отличие от существующих ранговых методов предлагаемый алгоритм использует критерий максимального правдоподобия, вычисляемого по нескольким выборкам. Также в статье изложен способ эффективного вычисления решающей статистики для предлагаемого метода и метода, использующего подбор положения выборки. Способ заключается в предварительном сопоставлении номера выборки каждому рангу и использовании номера выборки для вычисления приращения логарифмической функции правдоподобия. Работа алгоритма была проверена на моделях изображений с нормальными распределениями классов. Приведены зависимости вероятности ошибки по критерию Котельникова от дисперсии распределений классов, количества наблюдений классов в рабочих выборках и расположения пространственно сгруппированных наблюдений класса относительно выборок. Характеристики подтверждают возможность решения задач сегментации полутоновых изображений устойчиво к изменению положения сгруппированных наблюдений.

Предложен новый алгоритм выбора головного кластерного узла с использованием нечеткой логики и диаграмм Вороного для всепроникающих сенсорных сетей (CHSFL–VD). Проведено сравнение с известными алгоритмами LEACH и Fuzzy C–Means. Результаты моделирования показывают, что предложенный алгоритм уменьшает потребление энергии и продлевает жизненный цикл сети по сравнению с известными алгоритмами.

Описан подход к построению АСУС объединенной автоматизированной цифровой системы связи ВС РФ и систем автоматизированного управления конкретным узлом связи. Указаны соответствующие нормативные документы и предложения по применению стандартов и рекомендаций. Приводится обоснование использования концепции TMN и краткая ее характеристика. Предлагается вариант схемы построения САУК на базе концепции TMN.

Существует несколько методов реализации низкоскоростных вокодеров, в т. ч. MELP (Mixed Excitation Linear Prediction). В статье рассматриваются наиболее эффективные сегодня методы практической реализации низкоскоростных (1, 2-2, 4 кбит/с) MELP-вокодеров, предназначенных для работы в канале с высоким процентом канальных ошибок, и основные направления совершенствования данных методов.

Рассмотрены способы организации, классификация и технологии создания виртуальной частной сети (VPN). Показано, что современные технологии VPN позволяют организовать наложенные сети с необходимым набором заданных свойств: с независимой системой адресации, с заданной пропускной способностью, надежностью и информационной безопасностью.

Знание уровня риска угроз информационной безопасности (ИБ) позволяет при проектировании, испытаниях и эксплуатации сети связи принимать решения по повышению ИБ за счет усиления защиты от угроз, которым соответствует наиболее высокий уровень риска. В работе анализируются математические модели оценки уровней угроз, принятые для нескольких сетей связи. Анализ проводится на основе материалов ETSI, работ отечественных и зарубежных специалистов. Все модели разделены на модели, построенные с использованием предварительного расчета риска угрозы ИБ и без предварительного расчета. Обоснована возможность использования двух из рассмотренных моделей для оценки уровня угроз ИБ фрода в системе сигнализации протокола SIP при передаче речи и данных по сетям IP.