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

В статье предложен новый подход к формированию требований к показателям надежности процесса функционирования телекоммуникационных систем на основе метода приоритетных путей, обеспечивающий значительное снижение затрат для достижения требуемого качества процесса функционирования телекоммуникационных систем

Рассмотрены методы выделения объектов изображений посредством инвариантных функций моментов, организации иерархических агломеративных алгоритмов, промежуточных и главных моментов инерции. Проведен синтез методов цепного кодирования контуров изображений и моментных инвариантных функций

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».

Тема статьи - интермодуляционные помехи в системах связи с многостанционным доступом на основе кодового разделения каналов. Цель работы - разработка метода анализа и исследование характеристик интермодуляционных помех, возникающих при нелинейных преобразованиях совокупностей сложных сигналов, для обоснования целесообразности дальнейшего изучения проблемы использования нелинейных режимов в устройствах их формирования и усиления.

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].

Предложена многоступенчатая пирамидальная структура системы анализа/синтеза сигналов с формированием группового сигнала на нескольких поднесущих. Предполагается, что на каждой ступени преобразования объединение и разъединение частотных каналов с четными и нечетными номерами выполняется с помощью цифровых гребенчатых фильтров, отличающихся «прореженностью» импульсной характеристики с коэффициентом децимации, кратным степени двойки. Показано, что переход от одноступенчатой к многоступенчатой пирамидальной структуре системы анализа/синтеза сигналов позволяет уменьшить приведенные вычислительные затраты в десятки раз.

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.

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

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

На основе метода максимального правдоподобия выполнены синтез и анализ оптимального алгоритма обнаружения гауссовского случайного импульса с огибающей произвольной формы и неизвестным временем прихода, наблюдаемого на фоне белого шума. Показано, что предложенный обнаружитель допускает существенно более простую техническую реализацию по сравнению с известными аналогами. С помощью статистического моделирования на ЭВМ определена эффективность и установлены границы применимости асимптотически точных формул для его характеристик.

Рассматривается задача инфраструктурной поддержки сети VANET с помощью беспилотного летательного аппарата (БПЛА) представленного как один из узлов сети Предлагается метод корректировки оптимального расстояния между узлом сети на базе БПЛА и другими узлами на открытой местности для обеспечения и расширения зоны взаимодействия узлов наземного сегмента сети VANET

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.

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.

Качество обслуживания (QoS) является одной из основных характеристик любой сети связи, включая сеть, базирующуюся на архитектуре IMS. В процессе обработки различных сигнальных сообщений в узлах IMS-сети возникают задержки. При этом размер задержки варьируется в зависимости от типа запрашиваемой услуги. В статье предлагается комплексный подход к анализу величины задержки при рассмотрении различных случаев.

Цель: исследование потенциальных возможностей помехоустойчивого кодирования для одной из основных моделей многоуровневой NAND flash-памяти в зависимости как от условий записи и хранения данных, так и заданного уровня надежности хранения данных.

Предлагается распределенный подход к организации вычислительных мощностей сети, позволяющий за счет внедрения нескольких уровней облачных вычислительных центров разной мощности добиться сокращения времени передачи данных по сети для большого количества соединений

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.

Приведены модели и алгоритмы, необходимые для создания транспортной сети VPN в виде наложенной сети связи. Они позволяют определить необходимую минимальную пропускную способность виртуальной транспортной сети (ВТС), которую требуется выделить из ресурса магистральной первичной сети связи общего пользования (ССОП). Основное отличие предложенной математической модели и алгоритма формирования ВТС: совместный учет топологической структуры первичной сети связи, на базе которой реализуется ВТС, и непосредственно топологической структуры ВТС; учет информации о количестве и распределении трафика конечных точек ВТС, возможных алгоритмов маршрутизации потоков и ограничений на сетевые ресурсы.

В работе для задач статистической радиотехники, получены аппроксимации финитных распределений в виде рядов по полиномам Якоби с весовой функцией, представляющей обобщенное бета-распределение. Найдены уравнения для расчета параметров полиномов Якоби и предложена методика их решения. Приведен пример аппроксимации финитного распределения. Произведено сравнение точности аппроксимации плотности вероятности первыми членами ортогонального ряда Якоби по евклидовой метрике и критерию омега-квадрат. Показано, что учет полиномов Якоби третьего и четвертого порядка достаточен для достаточно хорошей аппроксимации финитных распределений

Рассмотрены алгоритмы оценки спектральной мощности (интенсивности) гауссовской стохастической несущей случайного импульса с неизвестным временем прихода, наблюдаемого на фоне белого шума. Найдены аналитические выражения для характеристик оценок спектральной мощности импульса с непрерывно дифференцируемой модулирующей функцией. Выполнена оптимизация алгоритма максимального правдоподобия методом нормировки оценки, позволяющая компенсировать смещение и уменьшить рассеяние оценки

Рассмотрены основы теории обнаружения сигналов, включающие классический подход и метод адаптивного обнаружения с постоянным уровнем ложных тревог (ПУЛТ-обнаружители). Даны алгоритмы расчета показателей обнаружения целей и различные варианты построения оптимальных обнаружителей.

Постановка проблемы: в системах радионавигации и радиосвязи широкое распространение получают сигналы на основе псевдослучайных последовательностей большой длины. При вхождении в связь приемное устройство рабо- тает как последовательный обнаружитель и осуществляет поиск и обнаружение псевдослучайных последовательностей по задержке. При наличии ограничений на время вхождения в связь для реализации ускоренного поиска могут быть использованы модулирующие псевдослучайные последовательности с трехуровневой периодической автокорреляци- онной функцией, к числу которых относятся нелинейные последовательности с локально оптимальными корреляцион- ными свойствами. Цель работы — исследование статистических вероятностно-временных характеристик ускоренно- го двухэтапного поиска по задержке последовательностей с локально оптимальными корреляционными свойствами. Результаты: обоснован принцип ускоренного поиска сигналов по задержке с использованием псевдослучайных после- довательностей, обладающих трехуровневой периодической автокорреляционной функцией, и построен направленный граф, описывающий процесс двухэтапного поиска таких последовательностей по задержке в пространстве состояний с верхним и нижним порогами обнаружения. Исследование вероятностно-временных характеристик процесса поис- ка — вероятности правильного обнаружения псевдослучайной последовательности по задержке и среднего времени поиска — показало, что при надежном обнаружении сигнала на нижнем пороге выигрыш в среднем времени поиска по сравнению с обычным последовательным поиском имеет порядок половины корня квадратного от числа символов в периоде псевдослучайной последовательности. Практическая значимость: показаны возможности существенного уменьшения среднего времени поиска псевдослучайных последовательностей по задержке по сравнению с обычным последовательным поиском и «компенсации» увеличения вероятностей ложного обнаруж

на основе метода максимального правдоподобия выполнен синтез алгоритмов оценки времени прихода быстро флуктуирующего радиоимпульса, представляющего собой отрезок реализации узкополосного гауссовского случайного процесса. При этом амплитуда и фаза радиоимпульса имеют соответственно релеевское и равномерное распределения вероятностей. Получены аналитические выражения для характеристик эффективности предложенных алгоритмов оценки в условиях высокой апостериорной точности и при отсутствии аномальных ошибок. Проведено сравнение эффективности рассмотренных 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 учебно-методическом пособии рассмотрены общие принципы и математические модели преобразования сигналов при цифровой обработке, базовые алгоритмы цифровой фильтрации сигналов, методы синтеза цифровых фильтров, оценки обеспечения их точности.

В большинстве стран Европы на ГТС используются низкочастотные кабели с различными конструктивно-электрическими характеристиками: • магистральный и распределительный с бумажной, сплошной или пористо-сплошной полиэтиленовой (ПЭ) изоляцией жил; • распределительный со сплошной или пористо-сплошной ПЭ-изоляцией жил; • абонентский с поливинилхроридной изоляцией жил.

Практикум включает в себя описание трех лабораторных работ, соответствующих программе дисциплины «Сигналы в радиотехнических и телекоммуникационных системах». По каждой работе приводятся теоретические сведения, необходимые для квалифицированного выполнения заданий, а также содержание и порядок выполнения работы с контрольными вопросами и списком литературы. Лабораторные занятия проводятся на персональном компьютере. Рис. 44. Табл. 9. Библиогр.: 15 назв.

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.

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.

Рассматривается метод использования телефонных сетей, построенных на основе низкочастотного кабеля (НЧ) с групповым сердечником из звездных четверок, для организации широкополосного доступа по цифровым абонентским линиям (DSL). Анализируются параметры, ограничивающие скорость передачи DSL-доступа. Приводится описание оригинального метода Шчепановича - применение виртуальных пар, что позволяет использовать 50% абонентских линий в существующих телефонных сетях для организации широкополосного DSL-доступа посредством систем передачи xDSL. Благодаря этому методу компании-операторы связи даже в условиях экономического кризиса смогут оптимизировать инвестиции в существующие сети

В учебном пособии рассмотрены вопросы анализа обнаружителей сигналов при проведении лабораторного практикума по курсу «Радиотехнические системы передачи информации». Предназначается для студентов специальностей 11.05.01 «Радиоэлектронные системы и комплексы», 11.05.02 «Специальные радиотехнические системы» и 11.05.04 «Инфокоммуникационные технологии и системы специальной связи» дневной и дистанционной форм обучения, а также специалистов, повышающих квалификацию в центрах переподготовки кадров.

Учебное пособие посвящено изложению основных теоретических и прикладных вопросов, связанных с методами и средствами обработки сигналов; содержит большое количество поясняющих примеров и иллюстраций. Подготовлено на основе Государственного образовательного стандарта по направлению 230100 (552800) – «Информатика и вычислительная техника» для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 230105 – «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем». Может быть полезно студентам других родственных специальностей, а также для переподготовки и повышения квалификации специалистов.

Конспект лекций содержит теоретический материал по курсу «Цифровая обработка сигналов». Рассматриваются свойства сигналов и спектров, свойства преобразования Фурье, фильтры как линейные системы, особенности построения цифровых сигнальных процессоров, спектрально-корреляционная обработка случайных сигналов. Приводятся формулы для расчета фильтров Баттерворта, Чебышёва и Кауэра. В приложении представлены формулы и алгоритмы, используемые для расчета эллиптических фильтров.

Предлагаемый вниманию читателей справочник очень популярен в Великобритании. Его авторам удалось собрать и компактно объединить под одной обложкой огромное количество информации. Здесь кратко рассмотрены практически все аспекты теории и практики современной радиосвязи — от распространения электромагнитных волн до спецификаций радиотехнического оборудования. Описаны даже способы шифрования и передачи конфиденциальной информации. Не остались без внимания и вопросы формирования, обработки и передачи сигналов в таких современных видах связи, как мобильная радиосвязь, спутниковая и транкинговая связь, беспроводная телефония. Кроме последовательного систематического изложения вопросов радиосвязи книга содержит много разнообразной информации справочного характера. Кажется, что здесь есть все — от международного кода «Q» и азбуки Морзе до формул и таблиц для расчетов радиотехнических цепей и сведений о кодировке электронных компонентов.

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.

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

Методические указания содержат задание и порядок выполнения курсовых работ, разработаны в соответствии с ФГОС ВО по направлению подготовки 11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи, 12.03.03 Фотоника и оптоинформатика, и предназначены для студентов 4 курса для проведения практических занятий.

Описаны основы теории вейвлет-преобразования, включающей в себя различные его разновидности (непрерывное, дискретное и т. п.), а также основные аспекты, связанные с применением этой теории в задаче фильтрации одномерных цифровых сигналов.

В статье описан способ получения забойной информации в процессе бурения скважины, основанный на амплитудно-импульсной модуляции аэрогидродинамического шума турбобура. Установлена зависимость влияния гидростатического давления по стволу скважины, температуры и плотности бурового раствора на собственную частоту акустического фильтра, и обоснована необходимость подавления звука в широкой полосе частот для разработки фильтра. Приведены методика и результаты расчета геометрических параметров одно- и двухкамерных акустических фильтров на эффективность поглощения звуковой энергии волн.

Рассматривается применение метода конечных элементов к определению напряженно-деформированного состояния тела при нелинейной зависимости между напряжениями и деформациями. Предлагается модификация метода начальных напряжений, которая в отличии от итерационного метода, рассмотренного в [1], позволяет найти решение за один шаг. Метод иллюстрирован на примере расчета цилиндрической заготовки при ее изгибе с растяжением по жесткому пуансону

Одна из актуальных задач теории пространственно-временной обработки сигналов - обнаружение и оценивание числа источников радиоизлучений, принимаемых антенной решеткой. Традиционный подход к решению задачи состоит в том, что мощности шумов в различных каналах приема предполагаются одинаковыми и априорно известными. На практике подобное допущение, как правило, не выполняется. В статье предлагается методика обнаружения и оценивания числа источников радиоизлучения на коротких выборках данных в условиях априорной неопределенности мощностей шумов в каналах приема.

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.

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.

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.

в статье предложен алгоритм оценки временного положения сверхкороткого сигнала, принимаемого на фоне аддитивного белого гауссовского шума. С целью уменьшения количества операций, выполняемых в устройстве оценивания, классический алгоритм оценки был модифицирован в соответствии с теорией Compressive Sensing. На основе проведенного статистического моделирования получены ряд зависимостей характеристик оценки, таких как смещение и рассеяние, от ряда параметров. Проведено сравнение точности оценки для предлагаемого алгоритма и классического алгоритма максимального правдоподобия, позволяющее определить условия его практической применимости

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.

В работе выполнен анализ пропускной способности асинхронной системы связи, основанной на передаче и распознавании ортогональных сигналов. Рассмотрены асимптотические характеристики системы связи при M-ичной модуляции и неизвестных временных запаздываниях информационных символов

Рассмотрен алгоритм оценки дисперсии случайной компоненты и амплитуды регулярной компоненты узкополосного радиосигнала с неизвестной начальной фазой. Предполагается, что амплитуда и фаза случайной компоненты сигнала имеют соответственно релеевское и равномерное распределения вероятностей, а время корреляции этой компоненты много меньше длительности сигнала. Найдены аналитические выражения для смещений и рассеяний этих оценок, выполнен анализ точности оценок

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.

Сейсмические системы охраны протяженных периметров функционируют, как правило, в нестационарных и неоднородных условиях. Параметры сейсмических сигналов, возбуждаемых человеком при движении по поверхности грунта, изменяются в зависимости от типа грунта, а также от сезонных природно-климатических факторов. Поэтому одной из важных задач при разработке таких систем является реализация процедур автоматической настройки алгоритмов обработки сигналов при изменении внешних условий. Реализация автоматической или полуавтоматической настройки позволит ускорить процесс развертывания системы на новых объектах, а также повысить надежность уже существующих систем. Одним из параметров сейсмического сигнала, которые зависят от свойств среды, является длительность импульса. В статье предложен алгоритм статистической оценки длительностей импульсов, основанный на анализе функций максимального правдоподобия. Его реализация позволит осуществлять обработку сигналов в режиме реального времени. Алгоритм исследован методом статистического моделирования, полученные результаты позволяют говорить о достаточно высокой точности его работы. Кроме того, проведены исследования, моделирующие работу алгоритма в условиях априорной неопределенности, даны рекомендации по выбору входных параметров алгоритма.