Український науково-дослідний інститут зв'язку

Тарасенко Ігор Анатолійович

УДК 621.396.662.072.

Підвищення показників якості

систем передачі інформаціі

05.12.13 –радіотехнічні пристрої та засоби телекомунікацій

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Київ – 2000

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Київському інституті зв'язку Української державної академії зв'язку ім. О.С.Попова.

Науковий керівник: Заслужений діяч науки і техніки України, доктор технічних наук, професор

Стеклов Василь Купріянович, ректор Київського інституту зв'язку

Офіційні опоненти: Доктор технічних наук, начальник кафедри Київського військового інституту управління і зв'язку, Почерняєв В.М.

Кандидат технічних наук, доцент, директор Одеського електротехнікуму зв'язку,

Скопа О.О.

Провідна організація – ВАТ Науково-виробниче підприємство "Сатурн" Державного комітету промислової політики України (м. Київ).

Захист відбудеться "21" грудня 2000 р. об 16 годині на засіданні спеціалізованої вищої ради К 26.849.01 в Українському науково-дослідному інституті зв'язку Державного комітету зв'язку та інформатизації України за адресою: 03680, Київ-110, вул. Солом'янська, 13.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Українського науково-дослідного інституту зв'язку.

Автореферат розісланий "17" листопада 2000 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої Ради Михайлов В.Ф.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми та стан питання. Стрімкий розвиток телекомунікаційних технологій у всьому світі, ставить перед Україною як європейською державою, Державним комітетом зв'язку та інформатизації України особливі завдання: задовольнити надання набору інформаційних послуг користувачам на сучасному якісно-технічному рівні. Основою могутнього комплексу, що забезпечує розмайіття передачі інформації, можливість свідомого керування та її обробки – є інформаційна мережа, яка з'явилась внаслідок інтеграції мереж зв'язку та ЕОМ. Завдання побудови такої системи передачі інформації зводиться до пошуку інформаційної мережі, яка компромісно оптимізує обмеження вхідних даних та спектр визначених умов. Відзначимо, що синтез мереж такого типу повинний бути векторним, тобто виконуватися з урахуванням декількох істотних показників якості, включаючи й економічні. Це обумовлено властивістю багатокрітеріальності складної системи.

Вирішенню проблеми побудови сучасних систем передачі інформації присвячено багато робіт українських та закордонних учених. Створення концепції побудови систем і багатокрітеріальної оптимізації, інформаційно-ентропійних методів, теорії масового обслуговування і теорії потенційної завадозахищеності пов'язано з роботами таких учених як Стеклов В.К., Зюко О.Г., Варакін А.Є., Гернер Н., Лазарєв В.Г., Пійль Е.И., Рогинський В.М., Харкевич О.Д., Кловський Д.Д., Фінк Л.М., Куо Ф.Ф., Бертсекас Д., Галлагер Р., Зайченко Ю.П., Гонта Ю.В., Френк Г., Гуткін Л.С., Батіщев Д.І., Шеннон К., Хазацький В.Є., Като М., Такаро М., Тома Е. та ін.

У відомій науковій літературі досліджуються різноманітні концепції побудови систем телекомунікацій, але всі вони мають недоліки - в основному придатні для однорідних мереж, а сучасні системи передачі інформації характеризуються широким спектром застосовуваного устаткування. Принципи ж побудови сучасних систем передачі інформації з різнорідним устаткуванням і наданням різноманітних послуг , розглянуті недостатньо. Не проведений глибокий порівняльний аналіз сучасних технологій побудови систем передачі інформації і недостатньо рекомендацій для їхнього застосування на мережах зв'язку України. Не розроблені універсальні алгоритми прийому багатопозиційних сигналів багатоканальних модемів. Не розраховані потенційні характеристики системи передачі такі як, завадозахищеність, затримка передачі інформації і точність синхронізації сучасних систем зв'язку.

Практично не проаналізовані методи підвищення показників якості систем передачі інформації, що дозволяють здійснити глобальний синтез систем передачі інформації з урахуванням всіх істотних окремих критеріїв, необхідних для забезпечення заданої точності параметрів.

Потребують свого удосконалення методи та універсальні алгоритми квазікогерентного прийому багатопозиційних сигналів багатоканальних модемів, а також методи підвищення їхньої завадозахищеності.

Недостатньо досліджені можливості мінімізації затримки передачі в існуючих системах і засоби створення ефективних цифрових каналів, а також методи підвищення точності систем фазової синхронізації (СФС) сучасних синхронних пристроїв систем передачі інформації.

Тема дисертаційної роботи, яка присвячена підвищенню основних показників якості системи передачі інформації, в сучасних умовах є особливо актуальною.

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є розробка методики розрахунку параметрів системи передачі інформації для підвищення основних якісних показників систем зв'язку та нових структур, оптимальних за швидкодією систем фазової синхронізації.

При цьому вирішуються такі задачі:

·

· розробка універсального алгоритму оптимального прийому багатопозиційних сигналів багатоканальних модемів з урахуванням умов їх фізичної реалізації;

· розробка методики підвищення завадозахищеності багатоканального модему з урахуванням різних співвідношень сигнал/завада на вході демодулятора;

· розробка методики розрахунку затримки передачі інформації з урахуванням спектру параметрів мережі;

· розробка нових структур та методики розрахунку комбінованих оптимальних за швидкодією систем фазової синхронізації.

Методи дослідження. Завдання дисертаційної роботи розв'язувались із застосуванням загальних методів теорії автоматичного управління, теорії електрозв'язку, теорії інваріантності, теорії масового обслуговування, теорії черг, методу статистичного моделювання, метода моделювання на ЕОМ та теорії чутливості і оптимального управління.

Наукова новизна результатів дисертаційної роботи полягає у вирішенні наукових проблем:

·

· розроблено універсальні алгоритми оптимального прийому багатопозиційних сигналів багатоканальних модемів з урахуванням умов їхньої фізичної реалізації, які відрізняються тим, що вони можуть бути застосовані для будь-яких практично реалізованих систем сигналів;

· запропоновано методику розрахунку завадозахищеності багатоканальго модему з урахуванням різних співвідношень сигнал/завада на вході;

· запропоновано методику розрахунку затримки передачі інформації з урахуванням окремих її складових на визначених ділянках передачі від джерела до споживача;

· представлено нові структури та методику їх синтезу оптимальних за швидкодією СФС, котрі дозволяють поліпшити перехідний процес еквівалентного об'єкту управління і не впливають на показники СФС в усталених режимах.

Вірогідність наукових результатів, висновків та рекомендацій, викладених в дисертаційній роботі, обгрунтована результатами експериментальних досліджень, коректним використанням математичного апарату та моделюванням на ЕОМ.

Особистий внесок автора. В дисертаційній роботі особисто автором проведені наступні дослідження:

·

· розроблено універсальні алгоритми оптимального прийому багатопозиційних сигналів багатоканальних модемів та за допомогою розроблених алгоритмів статистичного моделювання на ЕОМ проведено дослідження характеристики захищеності від завад і тривалість усереднення оцінюваних параметрів;

· проведені дослідження залежності затримки одержання інформації від інтенсивності надходження вимог, від швидкості їх обробки, кількості транзитів, а також вартості обладнання;

· проведені дослідження структури оптимальної за швидкодією системи фазової синхронізації та запропоновано методику синтезу пристрою керування і алгоритм розрахунку моментів переключення сигналу керування.

Апробація роботи. Основні теоретичні та практичні результати доповідались на науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу і наукових співробітників КІЗ Української державної академії зв'язку ім. О.С.Попова, Київ: 1997-2000 р.р.; на IV міжнародній НТК з телекомунікацій (Телеком-99); на міжнародній конференції “Сучасні проблеми засобів телекомунікацій, комп'ютерної інженерії та підготовки кадрів”, Львів-Славсько, 2000.

Реалізація результатів дисертаційної роботи. Тема дисертаційної роботи безпосередньо пов'язана з виконанням програми розвитку галузі зв'язку України відносно розробок радіотехнічних пристроїв та засобів телекомунікацій проведених в Київському інституті зв'язку УДАЗ ім. О.С.Попова.

Результати дисертаційної роботи знайшли застосування в держбюджетній науково-дослідній роботі, яка проводиться на кафедрі передачі дискретних повідомлень Київського інституту зв'язку УДАЗ.

Теоретичні і практичні результати дисертаційної роботи використовуються в учбовому процесі Київського інституту зв'язку УДАЗ ім. О.С.Попова.

Публікації. На тему дисертаційної роботи опубліковано 13 наукових праць та один навчальний посібник.

Структура та обСЯГ дисертації

Дисертаційна робота складається із вступу, чотирьох розділів, висновків, переліку використаної літератури та додатків. Загальний обсяг роботи складає 216 с., в тому числі 36 с. рисунків та таблиць, 10 с. переліку літератури та 25 с. додатків.

Основні тези, які виносяться на захист:

1. Аналіз сучасних технологій побудови систем передачі інформації і розробка рекомендацій їхнього застосування на мережах зв'язку України.

2. Універсальний алгоритм оптимального прийому багатопозиційних сигналів багатоканальних модемів.

3. Методика підвищення завадозахищеності багатоканального модему з урахуванням різноманітних співвідношень сигнал/завада на вході демодулятора.

4. Методика розрахунку затримки передачі інформації з урахуванням різних параметрів мережі зв'язку.

5. Нові структури оптимальних за швидкодією комбінованих систем СФС та методика розрахунку пристрою керування.

Зміст роботи

У вступі обгрунтовується актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовані мета та завдання дослідження, перераховані основні наукові результати дисертації, викладена їх коротка характеристика.

Перший розділ присвячений аналізу сучасних технологій передачі інформації. Системи передачі будуються для обміну цифровою інформацією між двома абонентами, розташованими на відстані. Основне завдання глобальних мереж - забезпечення надійного, швидкого, якісно-технічного зв'язку з найменшими затримками і вартістю. Глобальні мережі дають можливість організувати загальну мережу, що зв'язує департаменти й офіси, навіть якщо вони побудовані не тільки в одному місті, регіоні, країні, а навіть якщо вони розташовані в іншій частині світу. У принципі, основна задача зводиться до з'єднання організацій за допомогою вузлів мережі , що дозволяють застосувати різну комунікаційну стратегію і додатки. Показано, що технологія АТМ (Asynchronous Transfer Mode - асинхронний метод доставки) одна з центральних в еволюції існуючих мереж. ATM має важливі переваги перед існуючими технологіями передачі даних у локальних і глобальних мережах, дозволяючи реалізувати на більш високих швидкостях передачу відеоінформації, комп'ютерних даних і телефонних каналів одночасно однією фізичною лінією зв'язку. Ця обставина є найбільш важливою при побудові локальних мереж і об'єднання офісів у корпоративні мережі з інтеграцією послуг. Доступ до мережі АТМ починається зі швидкості 2 Мбіт/с. На даний момент у реальних умовах нашої держави достатньо мало компаній можуть застосувати програми, які будуть досить повно використовувати широку смугу пропускання. Тому найбільш ефективним є протокол передачі даних Frame Relay, що розрахований на швидкість від 64 Кбіт/с і вище. Показано, що найбільш вдалим рішенням побудови глобальної мережі є інтегроване використання цих протоколів, тобто магістральна мережа будується на основі протоколу АТМ з високими міжвузловими швидкостями і протоколом Frame Relay, як технологією забезпечення доступу для клієнтів з низькими швидкостями доступу.

В другому розділі пропонується оптимальний алгоритм когерентної обробки багаточастотних групових сигналів. Цей алгоритм надає можливість використання вищий рівень кратності маніпуляції в порівнянні з класичним методом прийому при однаковому співвідношенні сигнал/завада, тим самим він дає значний приріст швидкості передачі даних і можливість використання модемів навіть на лініях з порівняно низькою якістю та з незначними змінами у відношенні сигнал/завада із часом, а також з фазовим джитером.

Принцип оптимального алгоритму когерентної обробки багаточастотних групових сигналів полягає в тому, що на визначеному "плинному" інтервалі прийнятих інформаційних посилок після підтвердження рішення про варіант отриманого сигналу відбувається приведення й усереднення проекцій прийнятих варіантів сигналу стосовно визначеного заздалегідь. Потім, з отриманого нового варіанту за заздалегідь відомим відношенням між варіантами сигналів системи будується нова система сигналів, адаптована до стану даного каналу або підканалу передачі, і використовується приймачем для прийняття рішень про варіанти отриманих сигналів надалі.

При сучасній цифровій обробці прийнятих багаточастотних сигналів зручно переходити від високочастотного сигналу до його відображення через координати в двомірному просторі, що на практиці відповідає, наприклад, операціям переносу спектру або поділу ортогональних сигналів у багатоканальній системі. Оптимальний алгоритм має вигляд:

. (1)

Вхідні розміри х0 і у0 визначаються в результаті обробки прийнятої посилки сигналу, а розміри хj і уj , число яких дорівнює 2m , повинні бути відомі апріорно або обчислені (оцінені) у процесі прийому попередніх посилок сигналу. Для обчислення оцінок проекцій варіантів сигналу хj і уj використовується метод приведення та усереднення проекцій прийнятого сигналу.

Нехай, - різниця фаз між варіантом сигналу, на користь якого в демодуляторі приймається рішення на n-ій посилці і першого варіанту сигналу (в даному випадку приведення й усереднення будемо проводити на основі 1-го варіанта системи сигналів), - амплітуда сигналу, на користь якого приймається рішення на n-ій посилці. Тоді, приймає значення з дискретної множини дозволених фаз, обумовлених заздалегідь визначеною системою сигналів. Що стосується , то ця величина дорівнює фактичній амплітуді, прийнятої на n-ій посилці сумішного сигналу з завадою, проте надалі вона використовується як амплітуда того варіанту сигналу, на користь якого винесене рішення на n-ій посилці. Позначка “~” в обох випадках означає, що значення можуть бути помилковими. Тоді приведені проекції х1n і у1n прийнятого сигналу на n-ій посилці обчислюються через прийняті проекції х0n і у0n за формулами:

(2)

де і визначаються рішенням про переданий на n-ій посилці варіант сигналу, прийнятий за результатами обробки величин х0n і у0n .

Далі, значення, отримані шляхом приведення, усереднюються на "плинному" інтервалі в М посилок, що передують оброблюваним в даний момент:

(3)

Отже і - це незміщені та ефективні оцінки. Відзначимо, що при обчисленні оцінок нема необхідності в апріорних знаннях про середню потужність сигналу, який надходить, тому що в цей алгоритм входять тільки відношення амплітуд. За допомогою такого способу можна сформувати незміщені й ефективні оцінки проекцій всіх інших варіантів сигналу, що входять у дану систему.

(4)

де Djj- відома різниця фаз між j і 1-м варіантом сигналу системи, а аj і а1 їхні амплітуди відповідно.

Отже, одержуємо, адаптовану до співвідношення сигнал/завада каналу, нову систему сигналів, на основі якої приймається рішення про надходжені варіанти посилок сигналу. Даний алгоритм достатньо складний і його реалізація стала практично можлива тільки завдяки розвитку мікропроцесорної техніки.

Можливе застосування оптимального алгоритму когерентного прийому багаточастотних групових сигналів в сучасних пристроях доступу до мереж передачі даних, наприклад ADSL модем, що використовує лінійне кодування DMT.

У третьому розділі наведено результати аналізу затримки передачі інформації, окремих її складових на визначених ділянках передачі від джерела до споживача. Розглянуто два характерних варіанти мереж: із комутацією пакетів і комутацією каналів. У випадку з комутацією пакетів через мережу від джерела до одержувача за визначеним маршрутом, вибір якого визначається проектом мережі, передаються пакети, тобто блоки даних змінної або фіксованої довжини. При дослідженні мереж із комутацією пакетів проблеми черг виникають абсолютно природно. Пакети, що надходять на вхід мережі або проміжного вузла на шляху до пункту призначення, накопичуються, оброблюються з метою вибору відповідного каналу передачі до наступного вузла, а потім зчитуються цим каналом, у визначений для них час. Час, витрачений на очікування передачі в накопичувачі, є важливим параметром, що характеризує роботу мережі, оскільки затримка передачі з одного кінця в інший, в аналізований час входить як складова, і є однією з основних характеристик, що безпосередньо відчуваються користувачем. Час очікування залежить від часу обробки у вузлі і довжини пакета. Він залежить також від пропускної спроможності каналу передачі, яка визначається числом пакетів, переданих за секунду, інтенсивністю надходження пакетів до вузла (число пакетів за секунду) і дисципліни обслуговування при обробці пакетів. Найпростішою системою обслуговування є так звана черга типу М/М/1 - система з пуассоновським вхідним потоком і показовим розподілом часу обслуговування. Для такої системи достатньо легко одержати можливість станів як у випадку кінцевої, так і безмежної черги. Найбільш загальна залежність між середнім значенням часу затримки і середнім числом клієнтів (пакетів або викликів) у черзі, визначається формулою Літтла.

N=lT, (5)

де l - середня швидкість надходження вимог - відношення математичного очікування числа вимог, що надійшли за інтервал [0, t], до цього інтервалу.

Також розглянуто чергу з розподілом обслуговування загального виду і пуассоновським вхідним потоком (черга М/G/1). Цей варіант дає можливість визначити окремий випадок впливу фіксованої довжини пакету. У більш загальному випадку виведено формулу для середнього часу затримки в системі за довільною статистикою часу обслуговування (довжини пакета або тривалість заняття). Наведено результати аналізу черги з пріоритетами в однолінійній системі М/G/1.

У задачах оптимального проектування часто виникає необхідність одержати найкращі значення для декількох характеристик, тобто потрібно визначити також значення керованих перемінних, що забезпечують мінімум одночасно за усіма уведеними критеріями оптимальності Qk(x), k=1,2,…,s.... Ці критерії суперечливі й оптимізація за кожним з них призводить до різних значень керованих перемінних х. У зв'язку з цим для загального урахування всієї сукупності окремих критеріїв розглянуто векторний критерій оптимальності

Q(x)[ Q 1(x),…,Qs(x)]. (6)

Для побудови математичної моделі системи передачі інформації сформульована задача проектування. При цьому враховується структура мережі, інтенсивність множини вхідних потоків, процедура маршрутизації і загальна вартість мережі.

Запропоновано алгоритм мінімізації середньої затримки мережі множини значень коефіцієнтів розподілу трафіка, а також пропускну спроможність вузлів і каналів при заданої завадозахищеності. Метою є визначення залежності між затримкою і вартістю, застосування їх для порівняння різноманітних варіантів проектів систем.

У четвертому розділі розглядаються оптимальні за швидкодією комбіновані СФС, які відрізняються від традиційних оптимальних систем тим, що пристрій керування ПК із замкненого контуру управління винесено в розімкнений канал зв'язку за задавальним діянням (фаза вхідного сигналу СФС). Запропоновано оптимальні за швидкодією комбіновані СФС, які належать до класу систем із змінною структурою, що здійснюють подвійне керування. Проте на відміну від відомих систем із подвійним керуванням, у запропонованих системах оптимальне керування відбувається протягом усього перехідного процесу. У зв'язку з тим, що розімкнений зв'язок з ПК не впливає на стійкість замкненої системи і на її точність в усталених режимах, то можливо синтезувати пристрій керування тільки відповідно до умов оптимальності, не зважаючи на умови стійкості замкненої системи і вимоги до її точності в усталених режимах. Це забезпечує керування в комбінованих СФС у перехідних режимах із меншими відхиленнями від оптимального у порівнянні з замкненими системами. Замкнений же контур комбінованої системи синтезується відповідно до умов стійкості і вимог точності в усталених режимах без відповідного врахування умов оптимальності за швидкодією, що дає можливість досягнення високої динамічної точності. Крім того, для зменшення динамічних похибок системи в усталених режимах можна вводити додатковий зв'язок за задавальним діянням, який синтезовано, наприклад, з умови підвищення порядку астатизму.

Вирішене завдання аналізу, синтезу і практичної реалізації комбінованих СФС, оптимальних за швидкодією, із пристроєм керування, розташованим у розімкнутому каналі, для ступінчастого задавального діяння. При цьому розглянуто лінійні системи без урахування додаткових збурень, коли обмеження на фазові координати відсутні і враховуються тільки обмеження на сигнал керування , де - деяка допустима замкнена область визначення U, так і системи із урахуванням додаткових збурень. Аналізуються випадки, коли в якості об'єкта виступає замкнена система і власне об'єкт керування.

Рівняння елементів оптимальної за швидкодією комбінованої СФС (рис. 1) визначаються так:

Рис. 1.Структурна схема оптимальної за швидкодією комбінованої СФС.

(7)

де , та - оператори фільтра, еквівалентного інтегратора та генератора відповідно; ; - задавальне діяння (різниця фаз двох порівняних за фазою напруг), - керована величина (фаза керованого генератора)

Вирішено завдання побудови СФС з ПК, розташованим поза замкненим контуром (у розімкненому компенсаційному каналі керування), коли в перехідному процесі для збурення контур залишається замкненим і його вплив на цей процес послабляється замкненим контуром.

Структурна схема оптимальної за швидкодією комбінованої СФС при компенсації задавального діяння на сигнал керування (на перехідний процес) зображена на рис. 2.

Рис. 2. Структурна схема оптимальної за швидкодією комбінованої СФС при компенсації задавального діяння на сигнал керування.

Рівняння елементів системи визначаються так:

;

;

; (8)

при ;

при ;

.

Показано, що доцільно будувати оптимальну за швидкодією комбіновану СФС таким чином, щоб для задавального діяння система була розімкненою, а для збурення замкненою.

ВИСНОВКИ

Сукупність наукових положень, сформульованих і обгрунтованих у дисертаційній роботі складає рішення завдання підвищення якісних показників цих систем, таких як достовірність передачі, затримка проходження інформації через систему, швидкість доступу і точність синхронізації, а також побудови сучасних високошвидкісних систем передачі інформації.

Основними результатами роботи є аналіз сучасних протоколів побудови систем передачі інформації, розробка оптимального алгоритму прийому багатопозиційних сигналів багатоканальних модемів, розробка методики розрахунку затримки передачі, вирішення задачі побудови структури оптимальної за швидкодією системи фазової синхронізації.

В дисертації отримані такі теоретичні і науково-практичні результати:

1. Виконано порівняльний аналіз сучасних технологій передачі інформації і показано, що при побудові магістральної мережі і мережі доступу великої кількості абонентів доцільно використовувати технологію АТМ, яка дозволяє мінімізувати затримку передачі інформації в сучасних системах передачі інформації.

2. Показано, що для існуючої мережі зв'язку України доцільно використовувати технологію Frame Relay з нищими швидкостями доступу.

3. Розроблено універсальні алгоритми когерентної обробки багатопозиційних сигналів багатоканальних модемів з ортогональним поділом каналів, у тому числі оптимальний алгоритм, заснований на максимально правдоподібному оцінюванні проекцій сигналу.

4. Розроблено конкретні алгоритми когерентної обробки ефективних систем шістнадцяти позиційних сигналів з амплітудно-фазовою модуляцією, орієнтовані на цифрові методи реалізації.

5. За допомогою статистичного моделювання на ЕОМ визначені характеристики завадозахищеності розроблених алгоритмів і тривалість усереднення оцінюваних параметрів. Приведено можливе застосування даного алгоритму в сучасних пристроях високошвидкісного доступу до систем передачі інформації.

6. Запропоновано метод розрахунку затримки проходження інформації через систему передачі даних, що дозволяє знайти залежність цієї затримки від різноманітних параметрів, які визначають характеристику системи і структуру системи.

7. На основі розрахунку отримані залежності затримки одержання інформації від параметрів: інтенсивності надходження вимог, швидкості, методу обслуговування, а також вартості обладнання. Ці дані дозволяють мінімізувати затримку при різних умовах.

8. Сформульовано задачу оптимального проектування мереж, подано основні методи розрахунку головних параметрів системи передачі даних.

9. Вирішено завдання побудови структури оптимальної за швидкодією системи фазової синхронізації, котра відрізняється тим, що пристрій керування, який забезпечує оптимальний за швидкодією перехідний процес замкненого контуру, не впливає на його стійкість.

10. Запропоновано методику синтезу пристрою керування й алгоритм розрахунку моментів переключення сигналу керування.

11. Розроблено структуру оптимальної за швидкодією комбінованої СФС, яка відрізняється тим, що оптимізує перехідний процес власне керованого об'єкта (генератора), а для збурень СФС є замкненою системою з принципом керування за відхиленням.

За матеріалами дисертації опубліковані основні наукові праці:

1. Тарасенко И.А. Разработка и исследование универсального алгоритма оптимального квазикогерентного приема многопозиционных сигналов - Одеса: Праці IV міжнародної НТК по телекомунікаціям, 1999. – С.232-234.

2. Стеклов В., Беркман Л., Тарасенко И. Особенности проектирования системы управления интеллектуальной сетью – Львів: вісник Державного універсітету “Львівська політехніка”, № 387, 2000. – С.315-318.

3. Стеклов В.К., Беркман Л.Н., Мнищенко С.П., Тарасенко И.А. Информационный метод расчета пропускной способности каналов системы управления интеллектуальной сети - Одеса:Праці УНДІРТ, № 4 (16), 1998. – С.29-32.

4. Тарасенко И.А. Организация предоставления услуг ISDN абонентам Киевской ГТС- Одеса:Праці УНДІРТ, № 4 (16), 1998. – С.70-72.

5. Полищук В.Г., Тарасенко И.А., Охрущак В.П. Представление комбинированной ФАП методом пространства состояний - Одеса:Праці УНДІРТ, № 4 (16), 1998. – С.98-101.

6. Охрущак В.П., Стеклов В.К., Тарасенко И.А. Оценка чуствительности оптимальной по быстродействию системы ФАП к параметрическим возмущениям - Одеса:Праці УНДІРТ, № 2 (18), 1999. – С.73-77.

7. Беркман Л.Н., Стеклов В.К., Тарасенко И.А. Синтез оператора связи по задающему воздействию в комбинированной системе фазовой автоподстройки на основе К(D) изображений - Одеса:Праці УНДІРТ, № 1 (17), 1999. – С.29-31.

8. Худолий Д.А., Стеклов В.К., Тарасенко И.А., Охрущак В.П. Оптимальные по быстодействию системы ФАП - Киев: ж. “Зв'язок”, № 4, 1998. – С.41-45.

9. Полищук В.Г., Сергиенко Т.В., Тарасенко И.А. Анализ влияния параметров знаменателя оператора корректирующего устройства на переходный процесс в классе комбинированных систем ФАП - Одесса: сб. “Информатика и связь”, 1996. – С.200-209.

10. Steklov V.K., Berkman L.N., Tarasenko I.A. Features of designing of a management system of an Intellectual Network – Lviv-Slavsko: Proceedings of International Conference on Modern Problems of Telecommunications, Computer Science and Engineers Training , 2000. – С.123.

11. Полищук В.Г., Тарасенко И.А. Повышение точности систем ФАП при синусоидальных задающих воздействиях на основе K(D) изображений - Одесса: сб. “Информатика и связь”, 1996. – С.214-220.

12. Тарасенко И.А. Использование оптимального алгоритма когерентной обработки различных вариантов многочастотных групповых сигналов в современных устройствах доступа к сетям передачи данных - Одеса:Праці УНДІРТ, № 4 (20), 1999. – С.34-37.

13. Стеклов В.К., Тарасенко И.А. Оптимальный алгоритм когерентной обработки различных вариантов многочастотных групповых сигналов в современных устройствах доступа к сетям передачи данных – Харьков: “Всеукраинский межведомственный научно-технический сборник “Радиотехника”, выпуск 114, 2000. – C. 129-133.

14. Беркман Л.Н., Охрущак В.П., Тарасенко И.А., Руденко А.А. Синтез систем фазовой синхронизации - Киев: КИС УГАС им. А.С. Попова, учебное пособие, 1996. – 74 с.

Тарасенко І.А.“

Підвищенні показників якості систем передачі інформації”

Рукопис дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.12.13 – радіотехнічні пристрої та засоби телекомунікацій.

Український науково-дослідний інститут зв'язку, м. Київ, 2000 р.

Дисертація присвячена аналізу сучасних систем передачі інформації та розробці методик підвищення показників якості систем передачі таких як алгоритми та протоколи побудови систем, достовірність та завадозахищеність, затримка при передачі, а також точність та швидкодія систем фазової синхронізації. Розроблено універсальні алгоритми когерентної обробки багатопозиційних сигналів багатоканальних модемів з ортогональним поділом каналів, у тому числі оптимальний алгоритм, заснований на максимально правдоподібному оцінюванні проекцій сигналу. Поданий метод розрахунку затримки проходження інформації через систему передачі даних дозволяє знайти залежність цієї затримки від різних параметрів, що визначають характеристику системи і структуру системи. Розроблена структура оптимальної за швидкодією комбінованої СФС, яка відрізняється тим, що оптимізує перехідний процес власне керованого об'єкта (генератора), а для збурень СФС є замкненою системою з принципом керування за відхиленням. Запропоновано структуру оптимальної за швидкодією комбінованої системи фазової синхронізації, котра відрізняється тим, що пристрій керування, який забезпечує оптимальний за швидкодією перехідний процес, розташований в розімкненому каналі і не впливає на стійкість замкненого контуру.

Досліджені системи радіотехнічні пристрої та засоби телекомунікацій використані в науково-дослідних розробках та навчальному процесі.

Ключові слова: ATM, Frame Relay, завадозахищеність, достовірність, затримка, точність, швидкодія.

Тарасенко И.А.

"Повышение показателей качества систем передачи информации"

Рукопись диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.12.13 –радиотехнические устройства и средства телекоммуникаций.

Украинский научно-исследовательский институт связи, г. Киев, 2000 г.

Диссертация посвящена анализу современных систем передачи информации и разработке методик повышения показателей качества систем передачи таких как алгоритмы и протоколы построения систем, достоверность и помехозащищенность, задержка при передаче, а также точность и быстродействие систем фазовой синхронизации.

Проведен анализ современных систем передачи информации. Показано, что АТМ (Asynchronous Transfer Mode - асинхронный метод доставки) занимает центральную роль в эволюции существующих сетей. ATM имеет важные преимущества перед существующими технологиями передачи данных в локальных и глобальных сетях, дает возможность реализовать на более высоких скоростях передачу видеоинформации, компьютерных данных и телефонных каналов синхронно по одной физической линии связи. В настоящее время наиболее эффективным является протокол передачи данных Frame Relay, который рассчитан на скорости от 64 Кбит/с и выше. Наиболее удачным решением построения глобальной сети является интегрированное использование этих протоколов, когда магистральная сеть строится на основе протокола АТМ с очень высокими межузловыми скоростями и протоколом Frame Relay, как технологией обеспечения доступа для клиентов с относительно низкими скоростями доступа.

Разработаны универсальные алгоритмы когерентной обработки многопозиционных сигналов многоканальных модемов с ортогональным разделением каналов, в том числе оптимальный алгоритм, основанный на максимально правдоподобной оценке проекций сигнала, позволяющий использовать более высокий уровень кратности манипуляции в сравнении с классическим методом приема при одинаковом соотношении сигнал/шум. В этом случае появляется возможность значительного прироста скорости передачи данных и использования модемов на линиях относительно низкого качества c незначительными изменениями в отношении сигнал/шум во времени, а также с фазовыми дрожаниями.

Принцип оптимального алгоритма когерентной обработки многочастотных групповых сигналов состоит в том, что на определенном "скользящем" интервале принятых информационных посылок после принятия решения о варианте полученного сигнала происходит приведение и усреднение проекций принятых вариантов сигнала относительно определенного заранее варианта сигнала. На основе полученного нового варианта по заранее известным отношением между вариантами сигналов системы, строится новая система сигналов, адаптированная под состояние данного канала или подканала передачи и используется приемником для принятия решений о варианте полученных сигналов.

Таким образом, получена, адаптированная под соотношение сигнал/шум в канале, новая система сигналов, на основе которой принимается решение о вариантах поступающих посылок сигнала. Возможное применение оптимального алгоритма когерентного приема многочастотных групповых сигналов в современных устройствах доступа к сетям передачи данных, а именно ADSL модемы, которые используют линейное кодирование DMT.

Представлен метод расчета задержки прохождения информации через систему передачи данных, что позволяет обнаружить зависимость этой задержки от разнообразных параметров, которые определяют характеристику системы, и собственно структуру системы. При исследовании сетей с коммутацией пакетов требуется решение задачи проблемы очередей. Пакеты, которые поступают на вход сети или промежуточного узла по пути к пункту назначения, накапливаются, обрабатываются с целью выбора соответствующего канала передачи к этому узлу, а потом считываются в этот канал, когда наступит время их передачи. Время, израсходованное на ожидание передачи в накопителе, является важным параметром, который характеризует работу сети, поскольку задержка передачи с одного конца в другой, в анализируемое время входит как составная, и является одной из основных характеристик.

Разработана структура оптимальной по быстродействию комбинированной СФС, которая отличается тем, что оптимизирует переходный процесс собственно управляемого объекта (генератора), а для возмущений СФС является замкнутой системой с принципом управления по отклонению. Предложенные оптимальные по быстродействию комбинированные СФС относятся к классу систем с переменной структурой, которые осуществляют двойное управление. В отличие от известных систем с двойным управлением, в которых переходный процесс заканчивается не в оптимальном режиме, в предложенных системах оптимальное управление происходит на протяжении всего переходного процесса. Так как разомкнутая связь с УУ не влияет на устойчивость замкнутой системы и на ее точность в установившихся режимах, то становится возможным синтезировать управляющее устройство только соответственно условиям оптимальности, не учитывая условия устойчивости замкнутой системы и требований к ее точности в установившихся режимах.

Ключевые слова: ATM, Frame Relay, помехозащищенность, достоверность, задержка, точность, быстродействие.

Tarasenko I.A.

" Increasing of quality parameters of the information transmission systems "

Dissertation manuscript for the candidate's degree of of technical science on a speciality 05.12.13 - radioengineering and telecommunication media devices.

Ukrainian Research Institut of communications, Kiev, 2000.

The disertation is devoted to the analysis of transmission systems of the information and development of techniques to increase the quality parameters of transmission systems such as algorithms and protocols of system's construction, reliability and noise immunity, transmission delay, and also accuracy and response of systems of a phase locking.

The universal algorithms of coherent study of multiposition signals of multichannel modems with orthogonal section of channels, including optimum algorithm based on a maximum probable estimation of projections of a signal designed. The computational method of delay of passing of the information through through the system of data transfer is shown, that allows to find out relation of this delay to different parameters, which determine the characteristic of a system, and purely structures of a system. The structure of the optimum on response combined phase locking system is designed, that differs by that optimizes transient of own controlled object , and for disturbance PLS is by a closed system with a principle of control on deviation. The structure of a optimum on response combined system of a phase locking is offered, that differs by that a formation of control, that provides optimum on response transient located in a disconnected channel and does not influence stability closed to a contour.

Keywords: ATM, Frame Relay, noise immunity, reliability, delay, accuracy, response.

Підписано до друку “ 15 ” 11 2000 р. Об'єм І др.а.

Формат 60х84/16. Зам. Тираж 100

Друкарня Українського науково-дослідного інституту зв'язку, 03680, Київ-110, вул. Солом'янська, 13.