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

Проведен анализ риска информационной безопасности при реализации некоторых из фрод-угроз. Разработаны соответствующие алгоритмы атак злоумышленника и предложены способы защиты от них. Результаты получены с помощью тестирования, проведенного на стенде оборудования одного из российских операторов связи.

В работе рассматриваются современные подходы к организации высокопроизводительных вычислительных систем с применением программируемых логических интегральных схем (ПЛИС). Показываются преимущества подобного рода систем и приводится пример их реализации на базе модульной платформы PXIe

К числу широко известных и перспективных методов оценки частотно-временных характеристик сигналов относятся методы, основывающиеся на построении и анализе функции неопределенности. В задачах радионавигации и оценки местоположения источников радиоизлучения такими характеристиками являются взаимная временная задержка и относительный доплеровский сдвиг частоты, возникающие при распространении сигнала от источника до разнесенных в пространстве приемников. Функция неопределенности в данном случае используется для одновременной оценки задержки и доплеровского сдвига частоты. На основе расчета взаимных временных задержек построен разностно-дальномерный метод оценки местоположения объектов, а значение доплеровского сдвига частоты используется для оценки скорости движения излучающего объекта. Одной из серьезных проблем, возникающих при практическом применении функции неопределенности, является большой объем вычислений, требующихся для ее расчета. Основной целью данной работы является разработка вычислительно эффективного метода расчета функции неопределенности с использованием параллельных вычислений на графических процессорах.

Представлен анализ существенных отличий в технологиях формирования потоков MPEG-2TS и T2-MI, в методах настройки одночастотных сетей первого и второго поколений, обеспечивающих синхронную работу передатчиков в соответствии с международными стандартами цифрового телерадиовещания

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

Проанализирован ряд практических и теоретических проблем, возникающих при использовании стеганографии в кодах, исправляющих ошибки (Error Correction Code, ECC). Дан краткий анализ хорошо известных стеганографических приемов и методов. Изложены новые идеи применения стеганографических методов в кодах, исправляющих ошибки. Обоснована возможность и перспективность реализации стеганографических алгоритмов в кодах, исправляющих ошибки в цифровых многоцелевых дисках (Digital Versatile Disc, DVD), дисках Blu-Ray (BD) и голографических многоцелевых дисках (Holographic Versatile Disc, HVD).

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.

В период внедрения современных технологических решений, основанных на коммутации пакетов, возникла задача разработки национальных стандартов в области качества услуг связи. Ее решение позволяет обеспечить качество услуг в условиях цифровизации сетей на базе технологий NGN, конвергенции сетей и услуг. Основным фактором поддержки деятельности операторов в этом направлении является система соглашений об уровне обслуживания, методы эффективного управления SLA. Система SLA позволяет оператору получить интегральную картину обслуживания каждого пользователя услуги, отслеживать все случаи нарушения соглашений и оперативно принимать меры.

Обсуждаются проблемы, возникающие при оценке местоположения источников радиоизлучения (ИРИ) на основе разностно-дальномерных измерений, а также приводятся результаты натурных испытаний разностно-дальномерной системы, построенной на радиоприемной аппаратуре российского производства. Показано, что для обеспечения высокой точности оценки необходима прецизионная синхронизация работы всех радиоприемных устройств (РПУ), взаимная калибровка задержек сигналов в приемных трактах РПУ и тщательный выбор мест размещения приемных антенн. Применяемые в испытаниях измерительные приемники АРГАМАК-ИС могут быть без снижения точности оценки местоположения ИРИ заменены более бюджетными моделями (например, АРГАМАК-М) при условии оснащения их системой синхронизации

Предлагается метод демодуляции сигналов на основе обработки их совместных распределений, модифицированных процедурами временного нормирования. Приводятся результаты практических экспериментов по демодуляции сигналов частотной манипуляции. Представляются теоретические обоснования применимости разработанного метода

Представлена новая концепция развития сетей связи, предназначенная для обеспечения пользователей услугами по передаче тактильных ощущений, – Тактильный Интернет. Новые требования к сетям связи по задержкам передачи данных привели к появлению нового класса сетей – сетей связи со сверхмалыми задержками. Рассматриваются вопросы эволюции задержек скоростей передачи данных в сетях связи, оценивается влияние на этот процесс концепции Тактильного Интернета, и приводятся возможные приложения этой новой концепции

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».

В настоящее время концепция Интернета Вещей (ИВ) [1, 2] считается наиболее реальным вариантом развития сетей связи на долгосрочную перспективу. В качестве технологической базы ИВ предполагается использовать всепроникающие сенсорные сети (ВСС или USN от англ. Ubiquitous Sensor Networks) [3, 4], которые станут, по всей видимости, наиболее распространенным вариантом применения данной концепции. Уже само название этих сетей (всепроникающие) подчеркивает возможность организации на их базе сколь угодно большого числа приложений. ВСС образуются как самоорганизующиеся сети [5,6] и для них, как для всех сетей связи, также необходимо исследование характеристик трафика.

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.

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.

Вы держите перед собой путеводитель в увлекательный мир цифровой обработки сигналов. В живой и наглядной форме здесь излагаются вопросы представления сигналов и способы их математической обработки. Несмотря на кажущуюся простоту, книга довольно обстоятельно знакомит нас с такими сложными понятиями как функции корреляции и ряды Фурье, дискретное и быстрое преобразование Фурье, а также с другими способами цифровой обработки сигналов.

Мировые тенденции свидетельствуют о возрастании интереса пользователей к цифровому контенту - даже в условиях финансового кризиса. Для успешного вывода КОУ на рынок необходима продуманная маркетинговая стратегия.

Конспект содержит лекционный материал по дисциплине «Контроль качества предоставления услуг (SLA) в сетях IP/MPLS», читаемой для студентов очной полной формы обучения по направлению подготовки магистра «210700 - Инфокоммуникационные технологии и системы связи» магистерской программы «Информационные технологии и сервисы в инфокоммуникациях», в котором рассматриваются целый ряд технологий обеспечения качества предоставления услуг в IP ориентированных сетях. Содержание курса обеспечивает слушателей необходимым объемом знаний для анализа и решения задач обеспечения качества обслуживания в IP-сетях.

Рассматриваются основные методы автоматического управления с использованием математического описания этих систем в пространстве состояний, моделей на базе матричных операторов и рядов Вольтерра и нейронных сетей, методы анализа и синтеза линейных систем, а также структурированные модели систем управления, передаточные функции, структурные схемы, временные и частотные характеристики. Изложены вопросы наблюдаемости, управляемости и устойчивости одномерных и многомерных систем управления, удовлетворяющих различным крите- риям качества. Приводятся основные методы улучшения качества про- цессов управления и синтеза автоматических регуляторов. Проанализи- рованы основные методы их идентификации, показаны особенности применения временных, частотных, спектральных, стохастических не- параметрических и параметрических методов идентификации. Изложе- ние сопровождается многочисленными примерами, поясняющими тех- нологию использования MATLAB для решения задач управления и идентификации.

Функционирование современных цифровых телекоммуникаций в значительной степени зависит от качественных характеристик синхроинформации, передаваемой по сети. Синхронизация территориально распределенных объектов цифровых телекоммуникаций обеспечивается сетью тактовой синхронизации. Для формирования и распределения тактового синхросигнала по сети используются первичный эталонный генератор и ведомые устройства синхронизации (ВУС). Устройства прецизионного контроля (УПК) выполняют функции мониторинга синхроинформации.

в работе рассмотрена задача оценки информационных символов сигнала OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) при наличии шума и полосовой помехи. Проанализирован одноканальный алгоритм подавления помехи, основанный на применении оконной функции. Проведена оптимизация оконной функции по критерию минимума среднего значения рассеяния оценок информационных символов. Получены потенциальные характеристики алгоритма с учетом межсимвольной и межканальной интерференции. Проанализировано влияние длительности оконной функции на точность оценок. Проведено сравнение характеристик одноканального и многоканального алгоритмов подавления помехи

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

Учебное пособие содержит материал по дисциплине «Контроль качества предоставления услуг (SLA) в сетях IP/MPLS», читаемой для студентов очной полной формы обучения по направлению подготовки магистра «210700 -Инфокоммуникационные технологии и системы связи» магистерской программы «Информационные технологии и сервисы в инфокоммуникациях», в котором рассматриваются целый ряд технологий обеспечения качества предоставления услуг в IP ориентированных сетях. Содержание курса обеспечивает слушателей необходимым объемом знаний для анализа и решения задач обеспечения качества обслуживания в IP-сетях.

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.

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.

В работе предложена пространственно-временная модель сверхширокополосного канала связи. Приведены результаты исследований пространственно-временной автокорреляционной функции кодированного сверхширокополосного сигнала, вычислена потенциальная разрешающая способность сигнала по углу и временной задержке с учетом корреляции параметров. Определена структура сигнала на выходе многолучевого канала связи и найдена матрица Фишера

Интерес к построению моделей гармонического осциллятора связан с возможностью применения их в прикладных задачах обработки данных. Особый интерес представляет модель гармонического осциллятора с переменной частотой (модель квазигармонического осциллятора). Одним из важных достоинств такой модели является возможность использовать хорошо известные из механики математические свойства процессов колебаний гармонического осциллятора с медленно меняющейся частотой для задач обработки сигналов. Одним из таких свойств является наличие адиабатических инвариантов таких колебаний, которые позволяют получать одновременно с оценкой частоты сигнала и его амплитуду. Целью данной работы является вычисление локальной частоты и локальной амплитуды сигнала на основе модели осциллятора с флуктуирующей частотой с помощью теории адиабатических инвариантов и метода максимальной энтропии.

Представлены ключевые положения теории детерминированных и случайных сигналов, основы теории случайных процессов. Особое внимание уделено разбору спектральных представлений сигналов, применяемых в радиоэлектронике и приборостроении.

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].

Показана актуальность использования механизма обнаружения вторжения IDS в кластерной беспроводной сенсорной сети (БСС) для противодействия атакам, проводимым путем вброса злоумышленником нелегитимного сенсорного узла. Выполнение этим узлом функций головного узла кластера приводит к большому риску информационной безопасности всей кластерной области БСС. Дается описание предлагаемой системы обнаружения вторжений IDS на основе аномалий. При этом рассматриваются физический и канальный уровни сенсорного узла кластерной области.

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.

В работе представлены методические основы учета фрактальных свойств и метеорологических условий при построении системы поддержки принятия решений на выполнение авиационных задач на основе использования ком-плексных эндоморфизмов. Показаны особенности методологического подхода к построению комплексного управления авиационной системой «летчик – воз-душное судно – окружающая среда»

В статье приведены краткий анализ существующих ультразвуковых расходомеров, их достоинства и недостатки. В работе предлагается акустические шумы потока использовать в качестве полезного источника звуковых колебаний. Из акустических шумов потока с помощью резонатора Гельмгольца создается акустическая метка и по скорости ее прохождения между приемниками-гидрофонами определяется скорость потока, т. е. расход.

Для получения услуги в перспективных сетях связи пользователь может применить многофункциональное абонентское устройство в виде терминала SDR (Software Defined Radio), работающего на принципе программного управления протоколами и параметрами интерфейсов радиодоступа. В этих устройствах предусмотрена техническая возможность выбирать различные сети связи для получения требуемой услуги. Настояшая статья посвящена разработке метода решения задачи выбора сети.

Наличие метеообразований на пути распространения отраженного радиосигнала от цели до приемной антенны носителя приводит к ухудшению качества радиолокационного изображения на борту летательного аппарата. Рассмотрено влияние атмосферных нестабильностей на характеристики сигнала, отраженного от земной поверхности. Предложен математический аппарат, который сочетает в себе методы геометрической оптики и статистической радиофизики и позволяет численно оценить ошибки, вносимые атмосферой и метеообразованиями в параметры сигнала, принимаемого аппаратурой РЛС. Предлагаются перспективные способы повышения быстродействия имитационной аппаратуры на основе процессорных SIMD-архитектур и методов параллельной обработки сигналов на графических процессорах универсальных вычислений (CUDA и OpenCL).

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

Рассмотрен модифицированный алгоритм измерения параметров колебательных компонент измерительных сигналов на основе метода Прони. Определены погрешности измерения параметров частотных компонент сигналов. Даны рекомендации по применению предложенного алгоритма в информационно-измерительных системах

Видеотрафик играет все большую роль при внедрении услуг сетей связи следующего поколения (NGN). В статье рассмотрены особенности видеотрафика для NGN, в которой услуги по передаче видео реализуются на базе технологии IPTV. В основе изучения особенностей трафика IPTV лежат результаты измерений, проведенных на модельной сети ЦНИИС.

предлагаемый в настоящей статье алгоритм относится к разделу методов оценки канала распространения в системах связи, использующих orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) – ортогональное многочастотное мультиплексирование, а также single carrier frequency division multiplexing (SC-FDMA) – многочастотное мультиплексирование с единой несущей. Алгоритм может быть использован в аппаратуре базовой и абонентской станций в таких системах связи, как WiFi, LTE, LTE-A. В работе показано, что предложенный подход обеспечивает высокое качество оценки канала, близкое к потенциально достижимому при невысокой сложности алгоритма

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.

Дается математическая формализация задачи синтеза оптимальных канальных прекодеров для цифровых систем связи с посимвольной передачей Найквиста. Получено решение данной задачи методом вариационного исчисления и формулируются условия, при которых это решение приводит к финитным ортогональным сигнальным базисам. Приводятся результаты вычислительного эксперимента, подтверждающие хорошие свойства получаемых базисов

В работе предложен метод определения анизотропии изображений на основе анализа двумерных спектров сигналов и спектральных плотностей мощности. Предложены интегральные характеристики анизотропии. Приведены результаты эксперимента на текстурах с различным направлением анизотропии, которые подтвердили применимость предложенного метода

В мировой практике существует несколько подходов к изучению сетей мобильной связи, начиная c непосредственных измерений на реальной сети и заканчивая аналитическими, математическими выкладками. Если сеть уже существует, для определения ключевых показателей и их оптимизации применяются протокольные анализаторы, драйв-тесты, проводимые операторами посредством специализированного оборудования, и т.д. Эти методы весьма недешевы и зачастую довольно трудоемки.

В статье представлена модель мультисервисной сети связи с возможностью повторения заявки из-за блокировки или недоступности вызываемого устройства. Даны определения основным показателям обслуживания заявок. Получены соотношения между введенными показателями, облегчающие их измерение или вычисление.

Рассматриваются способы анализа и построения модели джиттера с использованием метода сингулярно-спектрального анализа ("Гусеница").

Рассмотрены известные подходы к синтезу широкополосных радиосигналов, используемых для передачи информации о диагностируемых объектах. Проанализированы их достоинства и недостатки. Обоснован метод формирования широкополосных радиосигналов на основе вейвлет-функций. Исследованы свойства нового класса сигналов и представлены результаты компьютерного моделирования, подтверждающие их высокую помехоустойчивость по отношению к широкополосным сигналам, используемым в системах передачи информации. Сформулированы рекомендации по практическому применению широкополосных сигналов на основе вейвлет-функций в инфокоммуникационных системах диагностируемых объектов

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 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.

В сетях сотовой подвижной связи третьего поколения начинают внедряться услуги нового поколения - инфокоммуникационные услуги. Так называют услуги электросвязи, предполагающие автоматизированную обработку, хранение или предоставление информации по запросу с использованием средств вычислительной техники как на входящем, так и на исходящем конце соединения.

Сегодня средства информационного воздействия различных злоумышленников и нарушителей на телекоммуникационные сети и системы управления (СУ) достигли такого уровня, что могут нарушить нормальную работу инфокоммуникационной сети специального назначения (ИКС СН), воздействуя не только на нее, но и на СУ. Поэтому к организации управления ИКС СН предъявляются особые требования, включающие не только традиционные способы обеспечения информационной безопасности СУ, но и способы выработки управляющих воздействий. При этом обеспечение нормальной работы современных ИКС СН в условиях интенсивных воздействий (в том числе компьютерных атак) предполагает, что в самой СУ необходимо использовать специальные методы управления, позволяющие рационально организовывать работу ИКС СН. В соответствии с особенностями построения и условиями функционирования ИКС СН предлагаются различные варианты организации управления, обеспечивающие их нормальную работу при интенсивных воздействиях на сеть.