Электротехника

В статье приводится математическая модель процесса адаптации пакетной радиосети к условиям сложной помеховой обстановки, позволяющая оценить вероятностно-временные характеристики исследуемого процесса адаптации

Получены математические модели для электрофизических параметров полупроводника, определяющих ионизационные токи р-n переходов. В моделях учтено влияние температуры, концентрации носителей заряда и напряженности электрического поля. Проведенные расчеты показали, что наибольшее влияние температура и концентрация носителей заряда оказывают на время жизни и подвижность. Влияние электрического поля проявляется при напряженности, превышающей 102 – 103 В·см-1 Зависимость эффективности ионизации от температуры практически отсутствует.

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»

Основан в 1972 г. Публикуются статьи, посвященные технологическим, физическим и схемотехническим аспектам микро- и наноэлектроники. Особое внимание уделяется новым тенденциям в литографии, травлению, легированию, осаждению и планаризации на субмикронном и нанометровом уровнях, плазменным технологиям, молекулярно-пучковой эпитаксии и сухому травлению, а также методам исследования и контроля поверхностей и многослойных структур. Обсуждаются вопросы приборно-технологического моделирования и диагностики технологических процессов в реальном времени. Публикуются статьи о полупроводниковых приборах на базе новых физических явлений, таких как квантовые размерные эффекты и сверхпроводимость.

В работе представлены теоретические и экспериментальные исследования метода удаления полосовых помех на космических снимках земной поверхности на примере реальных изображений

Отмечается, что помимо основной погрешности значений угловой скорости вращения приводного вала имеет место дополнительная погрешность, обусловленная изменением суммарного момента сопротивления, вызванного резким возрастанием давления топлива в момент нагнетания и впрыска в измерительный канал стенда топливного насоса высокого давления (ТНВД). Рабочая область значений данной погрешности вследствие малого периода действия остается вне учета стендовым частотомером. Разработанная измерительная система позволяет проводить оценку текущей угловой скорости вращения приводного вала в пределах одного рабочего цикла, а также и ее неравномерность в последовательных рабочих циклах Это дает возможность оптимизации конструкции стенда в целях повышения его точности, назначения поправочных коэффициентов при регулировке ТНВД, а также анализа отдельных деталей и узлов испытуемого насоса на выходные параметры всего изделия.

Для оценки выходных характеристик систем бесперебойного электроснабжения предлагается использование математического моделирования. Для получения математической модели применена теория систем автоматического регулирования и метод перемен ных состояния

В работе предложен метод разбиения частотных субинтервалов на классы, соответствующие различному объему информации об изображении, данный метод основан на вычислении частотной концентрации энергии изображений

Представлена модель канала передачи измерительной информации в виде зависимости выходного сигнала от входного воздействия, аппроксимируемой степенным полиномом. Получены выражения для коэффициентов аппроксимации в случае передачи импульсного испытательного сигнала и приведен пример их расчета по результатам компьютерного моделирования канала программными средствами Electronics Workbench

Рассмотрены свойства СОК-кодов, представляющие наибольший интерес при проектировании физических экспериментальных установок для исследования крайне редких процессов. Отмечается факт недостаточного исследования математических свойств СОК-кодов при условии использования современной двоичной элементной базы. Авторами вводятся понятия контрольной и модулярной избыточности и ставится математическая проблема построения кода. Предлагается практический алгоритм построения СОК-кода и приводится расчет помехоустойчивости на примере передачи 16-битного сообщения. Полученные результаты могут быть интересны при проектировании и исследовании систем передачи данных с использованием помехоустойчивых свойств модулярных кодов

Проблематика управления транспортными сетями IP/MPLS, обусловленная ростом требований по обслуживанию мультисервисного трафика (речь, видео, web-приложения) является предметом интенсивных исследований в процессе построения сетей связи следующего поколения – NGN. Важнейшим рычагом такого управления является создание туннелей в транспортной сети, обеспечивающих передачу трафика определенного типа с заданным качеством обслуживания – QoS. В статье предложена модель для оценки вероятностно-временных характеристик таких туннелей, позволяющая оптимизировать процесс управления и его результат. Получены точные и приближенные формулы определения математического ожидания задержек.

В статье рассматриваются методики оценки защищенности информационнотелекоммуникационной сети различным воздействиям с использованием уязвимостей протоколов информационного обмена и обмена данными. Для этого конкретизируется понятие протокольного воздействия и протокольной защищенности информационно-телекоммуникационной сети. Вводится и показана зависимость оценки протокольной защищенности от информативности признаков протоколов. В качестве основного подхода используется метод анализа иерархий и распределения ресурса защиты. В качестве примера приводятся результаты оценки защищенности протоколов ИТКС в различных условиях. Делается вывод, что внедрение предлагаемого подхода позволит изменить существующие общепринятые взгляды и подходы к защите ИТКС

В статье предложено использовать приоретизацию в сетях Wi-Fi с плотным распределением устройств. Сначала производится классификация трафика по типам, после – объединение точек доступа по группам в зависимости от обслуживаемого типа трафика. Приоритезация выполнена в два этапа – конкуренция между станциями, принадлежащими одной точке доступа, которая дифференцирует разные типы трафика с разными требованиями к задержке, и конкуренция между точками доступа в одной группе

Статья посвящена исследованиям в области совершенствования частотных методов измерений различных параметров материалов и веществ с помощью индуктивных и емкостных датчиков. Для повышения точности приборов резонансного контроля предлагается использование многопараметровых методов измерений и линейной развертки частоты возбуждающего сигнала. Выполнены аналитические и экспериментальные исследования процессов, связанных с появлением дополнительных погрешностей измерений, возникающих от влияния активных потерь в контролируемом материале и от «сноса» резонансной частоты, определены пути уменьшения этих погрешностей

Предложена модификация распределений Пирсона для аппроксимации законов распределения экспериментальных данных, которая позволяет получить более широкий класс законов распределений, чем существующая система распределений Пирсона.

Разработана модель закона распределения непрерывных случайных величин, принимающих как положительные, так и отрицательные значения, на основе гамма-распределения

В статье рассматривается модель системы передачи информации, использующая несколько электропроводных линий связи и учитывающая явления взаимного влияния между ними. Предлагается решение задачи формирования базисных функций на входе и выходе линий связи смоделированной системы, позволяющее повысить скорость передачи информации и/или её достоверность

Статья посвящена исследованиям в области совершенствования частотных методов измерений различных параметров веществ и материалов с помощью индуктивных и емкостных датчиков. Для повышения точности приборов резонансного контроля предлагается использовать цифровые методы обработки и линейную частотную модуляцию возбуждающего сигнала.

Представлена модель канала передачи измерительной информации в виде зависимости выходного сигнала от входного воздействия, аппроксимируемой степенным полиномом. Получены выражения для коэффициентов аппроксимации в случае передачи импульсного испытательного сигнала и приведен пример их расчета по результатам компьютерного моделирования канала программными средствами Electronics Workbench

Предлагается в развитие [1, 2] метод синтеза структуры систем информационной безопасности для обеспечения конфликтной устойчивости взаимодействия социально-экономических организаций на основе «накрытия» множества объектов воздействия конкурирующих организаций её элементами (подсистемами, комплексами и средствами).

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.

Рассмотрена задача идентификации радиочастотных (РЧ) условий функционирования объектов радиомониторинга для оперативного и объективного выявления таких причинноследственных РЧ-отношений между радиоэлектронными средствами (РЭC) и средой, по которым бы определялся факт возникновения конфликта применения РЭC на основе механизма формирования и идентификации одноместных радиочастотных отношений.

В учебном пособии рассмотрен комплекс вопросов, связанных с аналоговой и аналого-цифровой схемотехникой информационно-измерительных систем (ИИС) и систем управления. Подробно описаны компоненты таких систем (микроэлектронные сенсоры, усилители сигналов, аналого-цифровые преобразователи и устройства отображения информации). Приведены схемы включения элементов ИИС и систем сбора данных (ССД), анализ их погрешностей, программы схемотехнического моделирования элементов ССД в пакете Multisim фирмы National Instruments.

Мы живем в эпоху нанотехнологий. Мы уже больше десяти лет прожили в эпохе нанотехнологий. Не знаете? Не верите? Сомневаетесь? Цель этой книги — дать знание, вселить веру, развеять сомнения. Взглянем на нанотехнологии непредвзято и увидим, что они есть не что иное, как новая синтетическая наукоемкая дисциплина, в рамках которой произошло долгожданное объединение физических, химических и биологических знаний. Вглядимся в окружающий мир, в нас самих — и увидим множество нанообъектов, составляющих материальную основу бытия. Посетим промышленные предприятия — и обнаружим разнообразные нанотехнологии. И наконец заглянем в будущее и представим, как нанотехнологии изменят нашу жизнь.

В книге в популярной форме рассказывается о междисциплинарном комплексе технологий, объединенных термином «нано». Одинаково просто рассказано как о «несложных» нанотехнологиях, связанных с вполне понятными на бытовом уровне эффектами, так и о технологиях квантовых, а равно технологиях, построенных на понимании и использовании механизма жизни. Легко и доступно рассказано о множестве возможных практических применений различных наноэффектов, т. е. тех технологий, которые нашли, или в ближайшем (а может и отдаленном) будущем найдут свое применение в различных секторах экономики и человеческой деятельности. Среди таких секторов энергетика, космонавтика, медицина и множество других.

В книге представлены базовые понятия теории переходной схемотехники, необходимые для разработки новой элементной базы суперкомпьютеров различных типов. Теорию переходной схемотехники отличает новая компонентная концепция синтеза наноструктур, в которой минимальным компонентом для синтеза схем является не транзистор, а материал и переход (связь) между материалами. Приводятся данные экспериментального 2D и 3D моделирования физических и электрических процессов в кремниевых переходных наноструктурах с минимальным топологическим размером 10–20 нм и сравнительный анализ четырех типов схемотехник.

Материал методического пособия представляет собой часть курса лекций для студентов очной и очно-заочной форм обучения физического факультета. В разделах учебного пособия на основе монографий, учебников, научных статей, различных электронных источников рассматриваются основные современные и перспективные направления функциональной электроники.

Дано краткое описание проекта по модернизации рабочих мест промежуточных испытаний пункта пооперационных испытаний ППК6-2. Рассмотрены технические решения запроектированной испытательной установки.

В связи с 75-летием создания Института машиноведения им. А.А.Благонравова РАН изложены основные этапы истории его развития и фундаментальные научные результаты, полученные его учеными и специалистами. Отмечается, что машиноведение как научная дисциплина, занимающаяся разработкой теории машин и их комплексными исследованиями, было положено в основу решения АН СССР о создании Института машиноведения в 1938 году в составе Отделения технических наук АН СССР. В задачи деятельности ИМАШ входило решение основных проблем, обеспечивающих научное понимание базовых вопросов машиноведения, его модернизации и создания новых конструкций машин и механизмов.

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.

Рассматривается метод оценки вариации задержки пакетов, которая нормируется для сети следующего поколения как один из показателей качества обслуживания. Предлагается использовать ряд Эджворта для аппроксимации функции распределения времени задержки пакетов, которая позволяет вычислить искомую вариацию задержки. Оценивается ошибка, обусловленная использованием ряда Эджворта.

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.

Рассматриваются вопросы радиочастотного контроля, проводимого в целях обеспечения информационной безопасности предприятий. Экспериментальные исследования электромагнитных излучений анализируются применительно к решению задач обнаружения сигналов, несущих конфиденциальную информацию. С помощью статистических методов осуществлена обработка сигналов базовых станций сотовой связи. Показано, что при определенных значениях частотного разрешения приемной аппаратуры квадратурные составляющие комплексного спектра анализируемых сигналов имеют гауссовское распределение.

Предложена методика расчета уровней угроз фрода и DoS в находящейся в эксплуатации системе SIP оператора связи, основанная на методах анализа иерархий (Analytic Hierarchy Process, AHP) и анализа пар (Set Pairs Analysis, SPA). В расчетах по этой методике, как и по предложенным авторами двум другим методикам (см. «ЭС» № 6, 2014, с. 35), учитываются уровни защищенности от угроз безопасности. Эти значения определяются по результатам тестирования с имитацией угроз на действующей сети оператора связи.

Анализируется состояние международной стандартизации программно-конфигурируемых сетей (Software-Defined Network, SDN), архитектура которых, в отличие от традиционной, предполагает отделение плоскости управления от плоскости передачи данных, а также использование специализированного протокола для обмена управляющей информацией между двумя плоскостями, например протокола OpenFlow.

В концепции сетей следующих поколений NGN (Next Generation Networks) в качестве базовой архитектуры для конвергенции фиксированных сетей и сетей сотовой подвижной связи Партнерским проектом по системам 3-го поколения 3GPP (3Generation Partnership Project) и проектом TISPAN (Telecommunications and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking) рекомендована мультимедийная подсистема на базе протокола IP — IMS (IP Multimedia Subsystem) [1].

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 настоящее время на государственных и коммерческих предприятиях активно используются средства радиосвязи для обмена служебной информацией. Отдельные образцы средств радиосвязи базируются на стандартах передачи информации повышенной скрытности, имеют малые массогабаритные параметры, обеспечены аккумуляторами большой емкости для длительной работы, могут быть запрограммированы для функционирования по определенному алгоритму. Высокий уровень технических характеристик и незначительная стоимость современных средств радиосвязи облегчают злоумышленникам несанкционированную передачу информации конфиденциального характера непосредственно из офисов и служебных помещений предприятий.

Оценка параметров случайного сигнала в условиях априорной неопределенности [1–3] – тема этой статьи. В беспроводных системах связи частотный сдвиг, постоянные составляющие, а также разбаланс синфазной и квадратурной компонент сигнала являются искажениями, ограничивающими качество приема. Для компенсации указанных недостатков разработано много алгоритмов, работающих по определенному пилот-сигналу [4]. Как правило, структура таких алгоритмов зависит от вида используемой тестовой последовательности, часто представляющей собой один и тот же повторяющийся символ.

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.

В ближайшем будущем в соответствии с прогнозами развития телекоммуникаций в мире [1, 2] будет насчитываться несколько триллионов беспроводных телекоммуникационных устройств. Можно предположить, что значительная часть этих устройств будет работать в беспроводных сенсорных сетях (БСС), осуществляющих мониторинг различных характеристик окружающей среды и расположенных в ней объектов. В связи с этим все большую актуальность приобретают исследования как сенсорных сетей в целом, так и трафика, генерируемого в этих сетях, в частности. В статье рассмотрены два приложения всепроникающих сенсорных сетей (USN – Ubiquitous Sensor Networks): медицинская БСС и БСС слежения за целью. Выявлено, что в обоих сценариях трафик, поступающий на шлюз сети, обладает свойством самоподобия. Для оценки степени самоподобия трафика использованы три метода вычисления параметра Хёрста: R/S-анализ, метод Хигучи и локальный метод Виттла. Кроме того, обнаружена зависимость показателя Хёрста от интервала между передачей пакетов в сценарии для медицинской сенсорной сети.

Как известно, основным конструктивным элементом линейно-кабельных сооружений (ЛКС) волоконнооптических линий передачи (ВОЛП) являются оптические кабели (ОК), обладающие рядом существенных особенностей по сравнению с традиционными электрическими кабелями связи. Среди преимуществ это прежде всего высокая и все увеличивающаяся пропускная способность линейного тракта (до 40 Гбит/с и более), постоянно возрастающая длина регенерационных участков (до 600 км и более). К недостаткам следует отнести значительное время восстановления работоспособности поврежденных ОК, большую длину оптических кабельных вставок. Особенностью же технической эксплуатации ЛКС является то, что часть работ и операций технического обслуживания (ТО) ОК, связанная с надзором за сохранностью кабеля, не может быть автоматизирована.

Как определено в Рекомендациях Е.800 Международного союза электросвязи – МСЭ-Т (ITU-T Recommendation E.800), качество обслуживания (QoS – Quality of Service) представляет собой совокупность характеристик сервиса, имеющих отношение к возможности удовлетворять установленные и предполагаемые потребности пользователя [1].

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].

Информационное сообщение о Международной научной конференции «Колебания и волны в механических системах», прошедшей в Москве в ноябре 2012 года.

В работе на основе теории сетей и сигнальных графов предложены методы прямого описания сложных технологических комплексов.

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.

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.

Приведена методика расчета нормативов для группового ЗИП на ремонтно-эксплуатационное обслуживание оборудования связи. Обоснованные нормативы ЗИП, с одной стороны, обеспечивают требуемую надежность оборудования связи, с другой, — снижают затраты на длительное хранение избыточных запасов сменных частей (СЧ) в процессе эксплуатации. Подтверждена необходимость строгого теоретического обоснования нормативов ЗИП. Как показывает конкретный расчет: при относительно низкой наработке на отказ (немногим более половины года) ежегодное пополнение ЗИП составляет всего 20% от общего количества защищаемого оборудования.

Анализируются проблемы, связанные с распространением сообщений безопасности через транспортную ad hoc сеть VANET (Vehicular Ad Hoc Network). Производится обзор и классификация существующих методик оптимизации широковещательных рассылок. Предложен алгоритм управления процессом распространения сообщений безопасности, позволяющий минимизировать объем генерируемого в сеть трафика.