автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.17, диссертация на тему:Исследование методов и средств радиоконтроля и разработка концепций его совершенствования в Российской Федерации

Список использованных сокращений

ВВЕДЕНИЕ

1. ЗАДАЧИ РАДИОКОНТРОЛЯ И АНАЛИЗ ЕГО СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ

1.1. Место радиоконтроля в системе управления использованием радиочастотного спектра

1.2. Обзор зарубежных систем радиоконтроля

1.3. Основные тенденции развития радиосвязи

1.3.1. Наземные системы подвижной радиосвязи

1.3.2. Спутниковые системы подвижной радиосвязи

1.3.3. Системы телевизионного вещания ;

1.3.4. Системы радиовещания и звукового сопровождения телевидения

1.4. Обоснование требований к системе радиоконтроля РФ 39 Выводы

2. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ РАДИОКОНТРОЛЯ

2.1. Контроль параметров радиоизлучений

2.1.1. Контроль параметров излучений измерительными приборами

2.1.2. Контроль параметров излучений на основе комплексного использования аппаратных средств и программного обеспечения

2.1.3. Особенности измерения параметров при радиоконтроле в различных диапазонах частот

2.2. Обзор отечественных и зарубежных средств измерений, используемых при радиоконтроле

2.2.1. Современные зарубежные средств измерений

2.2.2. Отечественные комплексы для радиоконтроля

2.3. Организация метрологической службы в системе радиоконтроля

2.3.1. Цели и задачи метрологической службы

2.3.2. Принципы организации метрологической службы

2.3.3. Метрологические требования к средствам измерений постов радиоконтроля

2.4. Основные отечественные и международные документы по контролю качества систем радиосвязи и управлению использованием РЧС 74 Выводы

3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛИ ПОСТА РАДИОКОНТРОЛЯ КАК СИСТЕМЫ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

3.1. Постановка задачи

3.2. Пост радиоконтроля как сервисная система

3.3. Базовая модель функционирования поста радиоконтроля

3.4. Исследование базовой модели функционирования поста РК с различными дисциплинами обслуживания очереди

3.4.1. Дисциплина обслуживания очереди заявок FIFO

3.4.2. Дисциплина обслуживания очереди заявок МПВО 103 Выводы

4. РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ СОЗДАНИЯ ЕДИНОЙ СИСТЕМЫ РАДИОКОНТРОЛЯ В РФ И НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЕЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ

4.1. Основные принципы создания национальной системы радиоконтроля

4.2. Разработка предложений по структуре системы радиоконтроля

4.3. Перспективы создания национальной системы радиоконтроля

4.4. Разработка предложений по созданию единой системы радиоконтроля Московского региона

4.4.1. Анализ электромагнитной обстановки в Московском регионе

4.4.2. Предложения по организационной структуре системы РК Мо- 139 сковского региона

4.4.3. Предложения по управлению системой радиоконтроля Мое- 143 ковского региона

4.4.3.1. Общие требования к управлению системой РК

4.4.3.2. Административное управление использованием РЧС

4.4.3.3. Оперативное управление системой РК

4.4.3.4.Административное управление развитием системы надзора за РЭС Московского региона

4.5. Предложения по реализации проекта единой системы радиоконтроля УКВ диапазона Московского региона Выводы Заключение

Интенсивное развитие в Российской Федерации в последние годы рыночных отношений в области телекоммуникаций, выделение части радиочастотного спектра в рамках конверсии привело к значительному росту числа радиоэлектронных средств современных систем радиосвязи (УКВ-ЧМ радиовещания, спутниковой связи, сотовой подвижной радиосвязи, цифровых радиорелейных линий), принадлежащих физическим и юридическим лицам-операторам коммерческих систем радиосвязи. Ввиду ослабления административно-дисциплинарной ответственности и усиления криминогенной обстановки в Российской Федерации, уже в настоящее время создается хаотическая обстановка в "радиоэфире". Это вызывает необходимость ужесточения государственного надзора за использованием радиочастотного ресурса, т.к. несоблюдение норм на параметры излучений радиоэлектронных средств создает недопустимые помехи правительственной связи, системе управления государством, народным хозяйством, воздушным, морским и железнодорожным транспортом и обороной страны, а также помехи радиоэлектронным средствам иностранных государств, что приводит к снижению престижа Российской Федерации на международном уровне.

Распад СССР и образование новых независимых государств привело к нарушению целостной системы радиоконтроля Российской Федерации. В настоящее время система радиоконтроля состоит из 11-ти приемных центров и 86-ти городских радиоконтрольных пунктов. Приемные центры, располагаемые вне городов на земельных участках площадью 15-20 га, состоят из технических зданий, антенных полей, систем автономного гарантированного электро и водоснабжения, а также жилых зданий для размещения обслуживающего персонала. Городские радиоконтрольные пункты располагаются в домах повышенной этажности на площадях 50-70кв.м. Приемные центры и городские радиоконтрольные пункты укомплектованы, как правило, отечественным измерительным оборудованием. Имеется некоторое количество импортной техники, закупленной в 19799

1980 гг. Капитальные сооружения приемных центров и измерительное оборудование всей системы радиоконтроля в целом имеет износ до 80%.

Таким образом, существующая система радиоконтроля не позволяет обеспечить контроль за соблюдением параметров излучений радиоэлектронных средств современных и перспективных систем радиосвязи. Учитывая складывающуюся ситуацию с использованием радиочастотного спектра Правительство Российской Федерации своим постановлением от 5 июня 1994 г. № 643 (п.2) поручило Министерству связи Российской Федерации разработать предложения по совершенствованию системы радиоконтроля за параметрами излучений радиоэлектронных средств (высокочастотных устройств) в Российской Федерации.

Мероприятия по совершенствованию службы РК связаны со значительными финансовыми затратами, поэтому рациональное их проведение должно базироваться на глубоком анализе всех сопутствующих факторов, использовать имеющийся на сегодняшний день арсенал методов и средств РК и учитывать зарубежный опыт организации радиоконтроля. Таким образом, определение перспектив совершенствования системы радиоконтроля в РФ является важной государственной задачей и требует серьезного научного обоснования.

Цель диссертации состоит в разработке общей концепции создания единой государственной службы радиоконтроля в РФ и определении перспектив ее реализации.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

- анализ тенденций развития СРС;

- обоснование требований к системе радиоконтроля РФ;

- анализ методов, аппаратных и программных средств радиоконтроля и целесообразности их применения;

- разработка и исследование математической модели поста РК как системы массового обслуживания;

- определение идеологии создания единой системы РК в РФ;

10

- разработка предложений по созданию единой системы радиоконтроля Московского региона.

В первой главе работы определяются назначение и функции радиоконтроля, который является опорным элементом системы УИ РЧС, анализируются тенденции развития СРС, формулируются основные требования к системе радиоконтроля России.

Вторая глава посвящена анализу методов и технических средств радиоконтроля, обзору современного отечественного и зарубежного оборудования, предназначенного для решения задач РК. Здесь же рассматриваются цели, задачи и принципы организации метрологической службы в системе РК и анализируется потребность в нормативных документах, регламентирующих процедуры контроля параметров излучений службами РК.

В третьей главе проведено исследование одной из важнейших составляющих системы РК - совокупности постов РК, рассматриваемой как СМО. Проведено сравнительное исследование двух дисциплин обслуживания заявок пользователей на устранение помех средствам радиосвязи аналитически и методом имитационного моделирования на ЭВМ.

В заключительной главе разрабатывается концепция создания единой системы радиоконтроля в РФ, а также приводятся результаты ее практического приложения при создании интегральной системы РК Московского региона.

11

Выводы:

1. Сформулированы принципы, на основе которых разрабатывается концепция совершенствования национальной системы РК. Опираясь на эти принципы, можно утверждать, что разработка концепции должна вестись на основе комплексного подхода с учетом существующих в настоящее время организации и технического оснащения служб РК в структуре Госсвязьнадзора РФ.

2. Рассмотрена общая структура национальной системы РК, рекомендуемая МСЭ и определены функции ее основных элементов. Показано, что все рекомендуемые элементы системы РК в настоящее время

155 имеются в наличии. Для создания единой системы необходимо провести их техническое переоснащение, а также организовать между ними устойчивые внутренние связи.

3. Предлагается проведения реорганизации существующей и создания современной системы радиоконтроля в два этапа. На первом этапе она должна проводиться в более развитых в экономическом отношении регионах России (Московский, Санкт-Петербургский, Самарский, Екатеринбургский и некоторые другие), на втором - в остальных регионах. Реализация этапов должна базироваться на новых нормативных актах, таких как перерабатываемый закон «О связи», законопроекты «О радиочастотном спектре» и «О радиоконтроле»

4. Проведен анализ ЭМО в Москве и Московской области для обоснования требований к техническим средствам РК, а также для определения ожидаемой загрузки этих средств в различных частях региона и на различных участках УКВ диапазона. Показано, что на участке 20-100 МГц работают более 60% всех ИРИ диапазона, а средняя загрузка участка превышает среднюю загрузку диапазона 20-2000 МГц в 1,5 раза.

5. Предложена организационная структура единой системы РК Московского региона, а также ее структура управления, включающего административное управление использованием РЧС, оперативное управление и административное управление развитием системы.

6. Определены требования к техническим параметрам единой системы РК Московского региона и к ее основным составным элементам, таким как ПОУ системы, стационарные РКП, ПУ пеленгаторной сетью, стационарные пеленгаторные посты, а также мобильные станции РК.

7. Составлен план-график реализации проекта интегральной системы РК в УКВ диапазоне для Москвы и Московской области.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Цель диссертации состояла в разработке научно обоснованной концепции создания единой государственной службы радиоконтроля в Российской Федерации и определения перспектив ее реализации.

Решение столь серьезной проблемы потребовала аналитической переработки обширного материала, касающегося мировых тенденций развития радиосвязи, зарубежного опыта организации радиоконтроля и его состояния в России, методов, аппаратных и программных средств РК, характеристик отечественного и иностранного оборудования для оснащения радиоконтрольных комплексов, а также вопросов финансового обеспечения. Важными шагами на этом пути были обоснование требований к системе радиоконтроля РФ и определения идеологии создания единой национальной системы РК.

Учитывая, что существенным элементом системы РК, определяющим ее техническую эффективность и экономическую рентабельность является совокупность постов радиоконтроля, особое внимание было уделено системному подходу к описанию их функционирования. Предложенная методика, основанная на представлении постов РК моделью системы массового обслуживания, позволяет оптимизировать режимы работы постов в условиях реальной ЭМО, что подтверждено исследованием модели в ряде типичных ситуаций.

Практическое приложение выдвинутые концептуальные идеи получили при разработке и проектировании интегральной системы РК в УКВ диапазоне для Московского региона.

Сформулированные в диссертации рекомендации и предложения позволяют принять на государственном уровне обоснованные решения об административных и технических путях создания единой службы РК в РФ и ее перспективном развитии. Необходимость введения в строй такой системы обусловлена требованиями максимально эффективного использования национального радиочастотного ресурса и полноценной интеграции сетей связи России с мировыми телекоммуникационными структурами.

157

1. Справочник по радиоконтролю/ МСЭ, - М.,1995.

2. В.Б. Булгак, JI.E. Варакин и др. Концепция развития связи Российской федерации// Технологии электронных коммутаций. Том 61.-М.:Экотрендз, 1996.

3. А.А.Гоголь, М.А.Сивере, Ю.А.Ковалгин и др. Современные и перспективные системы радиосвязи // Материалы семинара сотрудников Государственного надзора за связью в Российской Федерации /СПбГУТ.-СПб, 1998.-С.62-81.

4. Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. -М.:Экотрендз, 1997. 239с.

5. Тамаркин В.М., Громов В.Б. Сергеев С.И. и др. Транкинговые системы радиосвязи. -М.:МЦНТИ, 1997. 108с.

6. Невдяев JI.M. Мобильная спутниковая связь (Справочник). -М.:МЦНТИ, 1998.-155с.

7. Горностаев Ю.М. Мобильные системы третьего поколения. -М.:МЦНТИ, 1998.-163с.

8. Беспроводный доступ абонентских линий. Справочник по подвижной наземной связи. МСЭ, 1997. - 124с.

9. Кривошеев М.И. Создание основ международной стандартизации телевидения высокой четкости (ТВЧ) и перспективных ТВ систем 4.1 и 4.2 // Техника кино и телевидения. 1996. - №1, №3.

10. Кривошеев М.И. Телевидение сверхвысокой четкости//Техника кино и телевидения. 1996. - № 10.

11. Новаковский C.B. Новая эра телевизионного веща-ния//Электросвязь.-1997.-№10. -С.20-21.

12. Василевский Ю.А. Микроволновая многоточечная распределительная ТВ-система//Техника кино и телевидения.-1997.-№9.-С.25-26.168

13. Кривошеев М.И., Федунин В.Г. Многопрограммное цифровое спутниковое ТВ вещание // Техника кино и телевидения. 1997. -№12.-С.-18-25.

14. Спутниковая связь и вещание. :Справочник.-3-е изд., перераб. и доп./В.А.Бартенев, Г.В.Болотов, В.Л.Быков и др.;Под ред.Л.Я.Кантора.-М.: Радио и связь, 1997. -528с.

15. Спутниковые системы связи и вещания. Ежегодник. -М.: Радио и связь, 1997.

16. Звуковое вещание/А.В.Выходец, П.М.Жмурин, И.Ф.Зорин и др.; Под ред. Ю.А.Ковалгина: Справочник. -М.: Радио и связь, 1993. -464с.

17. Быховский М.А. Управление использованием радиочастотного спектра и развитие радиосвязи и вещания в России //Электросвязь, 1997. -№12. С.17-21.

18. Рекомендация 8М.377 МСЭ-Р. Точность измерения частоты на станциях, используемых для международного радиоконтроля.

19. Рекомендация ТР.768 МСЭ-Р. Сигналы эталонных частот и точного времени.

20. Рекомендация БМ.378 МСЭ-Р. Измерение напряженности поля на контрольных станциях и ускоренные методы таких измерений.

21. Рекомендация Р1.845 МСЭ-Р. Измерение напряженности поля в диапазоне ВЧ.

22. Регламент радиосвязи. Том 1, М.: Радио и связь, 1990.

23. Рекомендация ЭМ.443 МСЭ-Р. Измерение ширины полосы на контрольных станциях.

24. Рекомендация ЭМ.328 МСЭ-Р. Спектры и ширина полосы излучений.

25. Рекомендация 8М.182 МСЭ-Р. Автоматический контроль занятости радиочастотного спектра.169

26. Radio Monitoring Test System TS 9961 for frequency range 20 MHz 1000 MHz according to the CCIR Recomendations. Rohde & Schwarz, Instruments Division, May, 1993

27. Radio Monitoring Test System TS 9965 for frequency range 10 kHz -1000 MHz (Option 2000 Mhz) according to the CCIR Recomendation. Rohde & Schwarz, Instruments Division, July, 1993.

28. Mobile Radio Monitoring System TS 9965 according to the CCIR Recomendation for the frequemy range 10 kHz to 1000 MHz. Rohde & Schwarz, Instruments Division, Sep-tember, 1993.

29. Rohde&Schwarz. Test & Measurement Products 96/97/. Munchen,1998.

30. Hewlett Packard. Test and Measurement Catalog, 1997.31. «Савой». Комплексы и устройства. Каталог фирмы. ОАО «Луч», г.Белгород, 1996 г.32. «АРК» ЗАО «Иркос». Каталог фирмы ЗАО «Иркос». г.Москва,1997 г.

31. Измерительный комплекс «Икар». Руководство пользователя. Ярославский Госуниверситет, Лаборатория цифровой обработки сигналов, г.Ярославль, 1997 г.

32. Пост Радиоконтроля «ИРГА». ТО и ИЭ. ТОО «ИРГА». СПб,1998 г.

33. Закон Российской Федерации от 27.04.1993 № 4871-ГОб обеспечении единства измерений".

34. Правила по метрологии ПР50.2.009-94 "ГСИ. Порядок проведения испытаний и утверждения типа средств измерений".

35. Руководящий документ отрасли "Связь" РД45.002-96 "Руководство по установлению номенклатуры средств измерений, подлежащих поверке".170

36. Правила по метрологии ПР50.2.006-94 "ГСИ. Поверка средств измерений. Организация и порядок проведения"

37. Положение о метрологической службе Министерства связи Российской Федерации

38. Типовое положение о метрологической службе предприятия или объединения отрасли "Связь"

39. Правила по метрологии ПР50-732-93 "ГСИ. Типовое положение о метрологической службе государственных органов управления и юридических лиц".

40. Логинов Н.А. Организация метрологической службы в системе радиоконтроля// Метрология и измерительная техника в связи, 1998. -№1.- С.4.

41. Правила по метрологии ПР50.2.013-97 "ГСИ. Порядок аккредитации метрологических служб юридических лиц на право аттестации методик выполнения измерений и проведения метрологической экспертизы документов".

42. ГОСТ Р 51000.3-96 "Общие требования к испытательным лабораториям".

43. А.С. Михайлов. Измерение параметров ЭМС РЭС М.: Связь, 1980 г.

44. Бадалов A.JL, Михайлов А.С. Нормы на параметры электромагнитной совместимости РЭС: Справочник М.: Радио и связь, 1990.47. Рекомендации МККР, 1990.

45. Spectrum Management and Computer aided Technique. Handbook. CCIR, Geneva, 1983. (Справочник по применению ЭВМ для управления использованием спектра, 1983. Пересмотрен в 1986г., МСЭ, Женева).

46. Booklet on National Frequency Management IFRB, CCIR, Second Edition, Geneva, 1988. (Буклет по национальному управлению частотным планированием - МКРЧ, МККР, Второе издание, Женева, 1988).171

47. Егоров Е.И., Калашников Н.И., Михайлов A.C. Использование радиочастотного спектра и радиопомехи. М.: Радио и связь, 1986. - 304с.

48. Окунев Ю.Б., Постников В.П. Принципы системного подхода к проектированию в технике связи. М.: Сов.Радио, 1976. 176с.

49. Теория систем и методы системного анализа в управлении и связи/Волкова В.Н., Воронков В.А., Денисов A.A. и др. М.: Радио и связь, 1983.

50. Казаков Е.С. Статистическая теория систем управления в пространстве состояний. -М.: Наука, 1975-452с.

51. Кристофидес Н. Теория графов. Алгоритмический подход. -М. Мир, 1978.-432с.

52. Кокс Д. Смит У., Теория очередей. М.: Мир, 1966.

53. Карлин С., Основы теории случайных процессов. М.: Мир, 1971.

54. Хинчин А .Я. Работы по теории массового обслуживания. М. :Физматгиз, 1963.

55. Харин Ю.С. Малюгин В.И., и др., Основы имитационного и статистического моделирования. Минск: "Дизайн ПРО", 1997.

56. Прицкер. А. Введение в имитационное моделирование и язык СЛАМП, М.: Мир, 1987.

57. Максимей И.В. Имитационное моделирование на ЭВМ, М.: Радио и связь, 1988.

58. Логинов H.A. Госсвязьндзор и совершенствование системы радиоконтроля // Материалы семинара сотрудников Государственного надзора за связью в Российской Федерации /СПбГУТ. -СПб, 1998. С.4-8.

59. Логинов Н.А.Служба государственного надзора за связью в РФ и пути совершенствования системы радиоконтроля // Семинар по программе ТАСИС в рамках проекта Телерус 9601 «Радиоконтроль и управление радиочастотным спектром»: Материалы. -М., 1998.

60. Логинов H.A. Организация и обеспечение государственного надзора и контроля за деятельностью в области связи // Международная конференция «Телекоммуникации России»: Тез. докл. -СПб, 1997. -С.23-24.

61. Логинов H.A. На защите сетей связи и потребителей услуг // Вестник связи. -1996. -№ 10. С.35-37.

62. Логинов H.A. Государственный контроль и надзор за деятельностью в области связи // Международная конференция «Создание современной телекоммуникационной структуры России»: Тез. докл. -М., 1996.

63. Логинов H.A. Государственный надзор за связью в Российской Федерации // Материалы международного семинара по связи: Тез. докл. -М., 1995.

64. Постановление Правительства РФ N643 от 05.06.94 г.173

65. Логинов H.A., Панченко В.Е. База данных частотных присвоений РЭС и радиоконтроль основа управления радиочастотным спектром //Вестник связи.- 1997.- № 6.- С. 11-15.

66. Панченко В.Е. Место федеральной базы данных в задаче управления радиочастотным спектром // Материалы семинара «Радиоконтроль и управление радиочастотным спектром», 29 июня 3 июля 1998 г., СПб. - 1998.-С.14-19.

67. Логинов H.A. Госсвязьнадзор и совершенствование системы радиоконтроля. // Материалы семинара сотрудников Государственного надзора за связью в Российской Федерации /СПбГУТ.- СПб, 1998.- С.4-8.

68. Александров В.В., Загоскин В.В., Щепетков Н.П. Национальная система радиоконтроля в Российской Федерации// Материалы семинара сотрудников Государственного надзора за связью в Российской Федерации /СПбГУТ.-СПб. 1998.- С.9-13.

69. Диев Ю.А., Шумейко Е.Г., Ильин Ю.Д. Организация радиоконтроля в Москве и Московской области.

70. Логинов H.A., Павлюк А.П. Подход к автоматизации системы управления использованием радиочастотного спектра Российской Федерации // Тр-ды НИИР. -М., 1998. -С.5-13.

71. Зам. Председателя Государственного комитета

72. Российской федерации по связи и информатизации1. В.В.Тимофеев1998 г.1. АКТиспользования результатов диссертационной работы Н.А.Логинова «Исследование методов и средств радиоконтроля и разработка концепции его совершенствования в Российской Федерации»

73. Начальника Главгоссвязьнадзора1. Первый заместитель1. АКТиспользования результатов диссертационной работы Н.А.Логинова «Исследование методов и средств радиоконтроля и разработка концепции его совершенствования в Российской Федерации»

74. Результаты эксплуатации показали работоспособность и эффективность системы при выполнении технического контроля за использованием радиочастотного спектра средствами радиосвязи в Северо-Западном регионе.

75. Начальник Управления Госсвязьнадзора Россиипо Санкт-Петербургу и1. С.М.Алексеев