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

С развитием инфокоммуникационных технологий появилась возможность создания архитектуры мультисервисных сетей, которые в рамках единой инфраструктуры с использованием подсистемы предоставления мультимедийных услуг на базе протокола IP (IMS) будут предоставлять единые услуги пользователям стационарных телефонных сетей с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов, а также сетей сотовой подвижной связи.

Основные закономерности передачи информации в системах, основные виды сигналов, используемых в телекоммуникационных системах, особенности передачи различных сигналов по каналам и трактам телекоммуникационных систем, принципы, основные алгоритмы и устройства цифровой обработки сигналов, принципы построения телекоммуникационных систем различных типов и способы распределения информации в сетях связи, современные и перспективные направления развития телекоммуникационных сетей и систем.

Пособие посвящено проектированию системы квантового распределения ключа по протоколу B92 с интерферометрами Маха - Цендера. Система содержит оптический однофотонный передатчик на станции Алиса и оптический однофотонный приёмник на станции Боб. Оптические передатчик и приёмник соединены волоконно-оптической линией связи на основе одномодового оптического волокна Corning®SMF-28e®ULL. В проектируемой системе для формирования и приёма квантового импульса используется ослабленный лазерный импульс. Учебное пособие готовит студента к разработке нормативной, технической и отчётной документации, представлять результаты профессиональной деятельности с использованием стандартов, норм и правил. Проектирование системы квантового распределения ключа по протоколу B92 с интерферометрами Маха - Цендера требует от студента анализа и учёта текущего состояния и тенденций развития технических средств защиты информации, сетей и систем передачи информации при решении задач профессиональной деятельности.

Учебное пособие «Цифровая обработка сигналов и сигнальные процессоры» в доступной форме изложен материал, описывающий процессы, происходящие в устройствах цифровой обработки сигналов (ЦОС). Описаны процессы дискретизации и квантования сигналов, приводятся сведения из теории Z-преобразования, быстрого преобразования Фурье, вейвлет-преобразования, обширный материал посвящен цифровым фильтрам, цифровым генераторам, фазорасщепителям, демодуляторам и т.д. Рассмотрена архитектура сигнальных процессоров и организация вычислений в них, приведены методики расчета различных устройств ЦОС и программы их расчета и моделирования. По сравнению с первым изданием расширен раздел «Дискретное преобразование Фурье» и добавлены материалы по синтезу цифровых фильтров в программной среде Matlab, Материал пособия содержит много рисунков, поясняющих происходящие в устройствах ЦОС процессы, а также временные диаграммы, графики и характеристики различных устройств ЦОС.

Конспект содержит лекционный материал по второй части специальной дисциплины «Системы коммутации», читаемой для студентов дневного и заочного отделений по специальности 210406 «Сети связи и системы коммутации», в котором подробно рассматриваются основные технические характеристики, структурные схемы и процессы установления соединений в зарубежных и отечественных цифровых системах коммутации, широко используемых на телефонных сетях в России. Отдельные разделы посвящены принципам технического обслуживания и проектирования цифровых систем коммутации.

Содержание учебного пособия составляет фундаментальное рассмотрение основных аспектов идентификационного анализа телекоммуникаций с последующими исследованиями возможностей практической реализации полученных решений. Основу изложения материала учебного пособия составляют авторские методы теории виртуализации: метод формирования виртуальных информационных образов, метод моделирования оценок виртуальных информационных образов, методы виртуализации информационных процессов, методы виртуализации идентификаторов.

Рассмотрены причины возникновения, механизмы формирования, а также основные характеристики и свойства основных видов радиопомех как естественного, так и искусственного происхождения.

Содержит краткие теоретические положения курса «Основы теории информации и кодирования», а именно: основы теории информации, основы теории кодирования и передачи информации по каналам связи, а так же примеры использования информационных моделей. Кроме этого пособие включает в себя лабораторный практикум, предназначенный для закрепления теоретического материала и представленный в виде подробного описания выполнения лабораторных работ. Для удобства пользования пособие содержит краткие справочные сведения по теории вероятностей, которые крайне необходимы при рассмотрении основных положений курса.

Приведено формализованное описание технологии транспорта виртуальных частных сетей (VPN). Показано, что при построении VPN целесообразно использовать в качестве критерия оптимальности значение суммарной минимальной пропускной способности, которую требуется выделить из ресурса магистральной первичной сети связи общего пользования.

В статье предлагается новый алгоритм выбора головного узла кластера в однородной беспроводной сенсорной сети CHSC (Cluster Head Selection for Coverage). В отличие от существующих алгоритмов, алгоритм CHSC при выборе головного узла учитывает не только энергетические параметры сенсорных узлов, но и величину покрытия ими заданной плоскости.

Возможные угрозы в корпоративных инфокоммуникационных (ИК) системах требуют комплексных мер защиты, обеспечить которые могут решения на базе технологии VoIP. Это тем более актуально в свете формирования базовых требований, которым должно соответствовать мультисервисное оборудование с пакетной коммутацией, претендующее на получение статуса «телекоммуникационное оборудование российского происхождения» [1].

Рассмотрен фильтр Калмана и записаны математические модели навигационных наблюдений для организации функционирования высокоточного абсолютного режима местоопределения. Анализируются особенности решения навигационной задачи в случае расположения навигационной аппаратуры потребителя на низкоорбитальном космическом аппарате (КА). Записаны уравнения фильтра Калмана, показано формирование вектора оцениваемых параметров, вектора наблюдения и матрицы наблюдений, матрицы шумов наблюдений и формирующей матрицы с учетом специфики решения задачи высокоточного местоопределения для низкоорбитального КА.

Инженерное решение, разработанное группой компаний «Телесофт»– «Интелсет ТСС», позволяет создать прототип платформы, выполняющей функции шлюза-коммутатора в мультисервисной сети. Платформа ориентирована на унифицированные коммуникации на базе IP, поддержку бизнес- и технологических процессов предприятий.

Согласно данным Ассоциации по контролю за мошенничеством (Communication Fraud Control Association, CFCA) [1], направленным на использование услуг связи без их оплаты (fraud), ежегодные потери операторов традиционных сетей связи из-за фрода составляют 3–5% доходов, и они ежегодно растут. Потери операторов от угроз фрода в сетях передачи голосовых данных по сетям IP (Voice over IP, VoIP) еще выше. Не менее разорительны для операторов и другие угрозы информационной безопасности (ИБ) в сетях связи, такими, например, как DoS-атаки (отказ в обслуживании), следствием которых является прекращение выполнения некоторых функций сети. DoS-атакам подвержены и сети ТфОП/ISDN (далее эту сеть будем обозначать ТфОП). В работах [2–4] приводится анализ таких атак, создаваемых злоумышленником с помощью нелегитимных сообщений обновления маршрутизации в сети общеканальной сигнализации ОКС-7.

Рассмотрены основы теории идентификационных измерений, описаны принципы программирования в среде разработки LabVIEW, моделирования сигналов и создания средств идентификационных измерений.

Предлагается метод взаимодействия с наземной беспроводной сенсорной сетью с использованием беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Предложенный метод обеспечивает оптимизацию траектории движения с целью минимизации времени доставки информации пользователю. Приводятся сравнительные оценки различных алгоритмов выбора траектории движения для сбора информации с узлов наземной беспроводной сенсорной сети.

Рассмотрены методы уменьшения вредного влияния длинных кабельных линий (КЛ) снижения на технические характеристики средств радиомониторинга. Показано, что при сильном ослаблении сигналов применение малошумящих предварительных усилителей не всегда приводит к желаемым результатам. Обоснована целесообразность интеграции цифровых радиоприемных устройств в конструкцию антенных систем для расширения динамического диапазона, улучшения чувствительности, точности измерений и пеленгования, а также возможности применения в качестве линий снижения недорогих гибких коаксиальных, Ethernet и оптоволоконных фидеров большой длины

В учебном пособии изложены теоретические основы прикладной теории информации. Особое внимание уделено методам и приемам решения практических задач, наиболее часто встречающихся в радиотехнике. В данное пособие включены разделы для самоконтроля в виде теоретических вопросов и практических заданий.

Учебное пособие посвящено вопросам моделирования распространения радиоволн с учетом рельефа местности с использованием программы Wireless InSite. Методы моделирования и особенности использования программы для расчета ослабления сигналов внутри и снаружи помещения. Материал пособия соответствует программе учебного курса «Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств», «Основы компьютерного моделирования», «САПР СВЧ».

Введение: существующие на сегодняшний день алгоритмы приема сверхширокополосных сигналов, как прави- ло, не учитывают наличие импульсных помех в канале. Это приводит к потере их работоспособности, что существен- но ограничивает область применения сверхширокополосных систем передачи данных на индустриальных объектах. Цель исследования: разработка и анализ эффективных алгоритмов приема сверхширокополосного сигнала на фоне импульсных помех. Результаты: предложена модель импульсной помехи, для которой была разработана оптимальная схема принятия решений о передаваемом сообщении. Несмотря на то, что данная схема является трудно реализу- емой, ее анализ позволил определить нижнюю границу для вероятности возникновения битовой ошибки. Проведен сравнительный анализ оптимального алгоритма и алгоритмов, наиболее часто используемых в современных трансиве- рах сверхширокополосных систем передачи данных: корреляционного приема и приема с двоичным квантованием. По результатам сравнения разработан перечень рекомендаций по областям применения рассмотренных алгоритмов: приемник с двоичным квантованием является эффективным в области низких значений отношения сигнал/помеха при большой скважности помеховых импульсов. Рекомендуемой областью применения корреляционного приемника явля- ются высокие значения отношения сигнал/помеха при их малой скважности. Практическая значимость: результаты ис- следования могут быть использованы разработчиками беспроводных решений по сбору и обработке данных, планиру- ющих применение сверхширокополосных систем передачи данных на предприятиях с высоким уровнем индустриаль- ных помех.

Обобщена модель развития структуры «классического» оператора, сущность которой заключается в максимизации экономического эффекта от реализации абонентам услуг связи. Исследование рынка информационных услуг выявило тенденцию к снижению стоимости радиционных услуг связи с дальнейшей перспективой достижения стоимости нулевого значения. Показано, что на рынке начинают преобладать модели, в которых компенсация затрат на их оказание производится за счет использования информации об абонентах при соблюдения норм законодательства. Выявлено, что эффективность бизнес-моделей, основанных на использовании информации об абонентах, увеличивается с повышением достоверности данных о пользователях информационных ресурсов. Показано, что оператор связи обладает наибольшим потенциалом в области сбора достоверной информацией о пользователях. Определен перечень сведений, которые необходимо собирать для дальнейшего развития подобных бизнес-моделей, выявлены их лучшие источники (устройства пользователей, системы мониторинга оборудования оператора, источники различных региональных социальноэкономических сведений). Для сбора и обобщения сведений о состоянии абонентского оборудования и других параметров региона, где развернута сеть оператора, предложено использовать измерительный комплекс Netmetrics с учетом дополнительных рекомендаций по расширению его функциональных возможностей. Разработана схема управления оператором, основанная на использовании сведений об абонентах и регионе, в котором развернута сеть. В качестве главной цели функционирования оператора предложено определить параметр «Выживание на рынке» с учетом компенсации внешних воздействий. Использование полученных результатов позволит повысить эффективность управления оператором мобильной связи с учетом изменения тенденций развития рынка инфокоммуникаций

Рассмотрена разработка программного обеспечения для современных многоразрядных микропроцессоров отечественного производства. Представлены практические работы по изучению архитектуры микропроцессора, применению его аппаратных модулей для решения различных задач, возникающих в приборостроении. Практические работы проводятся с использованием учебного микропроцессорного стенда.

Учебное пособие предназначено для самостоятельного изучения курса «Радиотехнические цепи и сигналы» (РТЦиС), который является базовым для радиотехнических специальностей и направлений, содержит избранные разделы и снабжено решениями многочисленных примеров и задач, позволяющих получить практические навыки их решения при изучении курса. Основные понятия и определения представлены конспективно. Приведены многочисленные рисунки и результаты моделирования в LabVIEW и Multisim.

Изложены вопросы проектирования радиоприемных устройств и их отдельных блоков на основе полупроводниковых приборов. Представлены задачи по таким темам, как входные цепи, усилители радиочастоты, преобразователи и усилители промежуточной частоты, детекторы. Рассмотрены шумовые характеристики радиоприемных устройств, а также их помехоустойчивость.

Пособие составлено в соответствии с требованиями ФГОС ВПО для подготовки бакалавров, содержит теоретический материал, контрольные вопросы, список сокращений, глоссарий, литературу. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 210700.62 – Инфокоммуникационные технологии и системы связи, профиль подготовки «Сети связи и системы коммутации».

Представлены практические работы, демонстрирующие использование различных методов оптимизации в программном обеспечении радиотехнических устройств и систем. Разработка программного обеспечения практических работ производится в программной среде Matlab.

Рассмотрены вопросы реализации базовых алгоритмов цифровой обработки сигналов на основе цифровых сигнальных процессоров отечественного производства. Представлены практические работы, позволяющие изучить преобразования сигналов с использованием аппаратных средств. Приведены типовые алгоритмы цифровой обработки сигналов и показана их реализация с учетом особенностей архитектуры микропроцессора.

В учебном пособии в доступной форме изложен материал, описывающий процессы, происходящие в устройствах цифровой обработки сигналов (ЦОС). Описаны процессы дискретизации и квантования сигналов, приводятся сведения из теории Z-преобразования, быстрого преобразования Фурье, вейвлет-преобразований, обширный материал посвящен цифровым фильтрам, цифровым генераторам,фазорасщепителям, демодуляторам и т. д. Описана архитектура сигнальных процессоров и организация вычислений в них, приведены методики расчета различных устройств ЦОС и программы их расчета и моделирования. Материал пособия содержит много рисунков, поясняющих происходящие в устройствах ЦОС процессы, а также временные диаграммы, графики и характеристики различных устройств ЦОС.