автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Исследование и разработка способов борьбы с шумами и искажениями в каналах цифровых статистических систем передачи

МИНИСТЕРСТВО СВЯЗИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

о?

Московский технический универси1ег связи и информатики

------

>

"О

На правах рукописи

АБДЕЛЬ ЛАТИФА АХМАД

УДК 621.391

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ БОРЬБЫ С ШУМАМИ И ИСКАЖЕНИЯМИ В КАНАЛАХ ЦИФРОВЫХ СТАТИСТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ

Специальность: 05.12.13 - Системы и устройства

радиотехники и связи

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1996

Работа выполнена в Московском техническом университете связи и информатики (МТУСИ)

Научный руководитель: - доктор технических наук,

профессор В.Н.Гордиенко Научный консультант: - кандидат технических наук,

профессор И.А.Захаров

Официальные оппоненты: -

доктор технических наук, профессор В.А.Горохов кандидат технических наук, старший научный сотрудник A.A. Дубинин

Ведущее предприятие: Поволжский институт информатики, радиотехники и связи ( ПИИРС)

Защита диссертации состоится 1996 г.

в часов на заседании диссертационного совета К 118.06.03 в

Московском техническом университете связи и информатики по адресу: 111024, Москва, Е-24, ул. Авиамоторная, 8а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета Автореферат разослан " 1996 г.

/Л

Ученый секретарь '¡у специализированного совета

.О.Б.Матвеева

, o/f

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы и состояние вопроса. Важнейшим фактором в решении задач по повышению производительности труда и интенсификации производства является развитие информационно-вычислительных систем различного назначения, включая ЭВМ и средства доставки информации пользователям. Научно-технический прогресс, возрастающая сложность общественного производства и интенсификация деятельности человека в различных областях представляют новые качественные и количественные требования к сбору, обработке и доставке информации пользователям.

Телефонная связь до сих пор является наиболее распространенным видом связи во всем мире. Она несомненно характеризуется наибольшими капиталовложениями, а речь является источником наибольшей нагрузки средств связи. Во многих странах мира, в том числе и в России, одной из важнейших задач остается более полное удовлетворение потребностей населения и народного хозяйства в успугах телефонной связи . Поскольку большинство существующих каналов передачи используются для телефонной связи, эффективность работы отрасли в целом во-многом будет зависеть от интенсивности и масштабов развития телефонной сети.

Реализация планов телефонизации на основе широкого использования цифровых средств связи осуществляется в условиях резкого повышения стоимости кабельной продукции и оборудования систем передачи и коммутации при наличии инфляционных процессов.

Это требует поиска и внедрения более эффективных методов передачи, позволяющих повысить использование существующих и проектируемых цифровых трактов при минимальных дополнительных 2<31

затратах, например, за счет сокращения избыточности сигналов. В настоящее время во всем мире применение ресурсосберегающих технологий рассматривается в качестве одного из важнейших направлений развития отрасли связи.

Одним из возможных путей решения проблемы повышения эффективности средств связи является применение цифровых статистических систем передачи ( ЦССП ), в которых при формировании группового си шала учитываются паузы, возникающие при передаче телефонных сигналов, неравномерность распределения динамических уровней речи и ряд других обстоятельств. Применение ЦССП позволяет либо увеличить объем передаваемой информации ( при неизменных параметрах цифровых линейных трактов ), либо сократить число линейных трактов ( при сохранении объема передаваемой информации ), что в ряде случаев обеспечивает получение существенного экономического эффекта.

История практического применения статистических систем передачи началась с внедрения известной системы TASI ( Time Assignment Speech Interpolation. ), которая, несмотря на свою громоздкость, сложность и высокую стоимость ( оборудование размещалось на 12 стойках ), позволила существенно повысить технико-экономические показатели трансатлантической подводной кабельной магистрали. В дальнейшем использование цифровой элементной базы позволило создать ряд более компактных, надежных и экономичных статистических систем передачи. Тем не менее до последнего времени область применения ЦССП, в основном ограничивалась подводными и спутниковыми линиями связи ( например, подводная трансатлантическая магистраль ТАТ-9 на оптическом кабеле, успешно введенная в эксплуатацию в текущем десятилетии).

В настоящее время наибольшее практическое применение на спутниковых линиях телекоммуникационных сетей многих стран нашло оборудование из семейства ЦССП, разработанного компаниями ECI Telecom ( DTX-30, DTX-240T, DTX-240F и др.) и Alcatel ( Celtic-2G, Celtic-3G ). В большинстве этих систем принципы статистического уплотнения дополняются другими методами сокращения избыточности ( например, используется переход от формата ИКМ к формату АДИКМ ), что позволяет еще в большей степени повысить эффективность использования цифровых трактов.

В России исследования в области статистических систем передачи в основном проводились силами ученых и специалистов НИИР, ЦНИИС, МТУСИ, СибГАТИ и С-ПГУТ. В частности, специалистами НИИР завершена разработка ЦССП типа "Объем", "Октава" и "Оптимум", обеспечивающих повышение эффективности цифровых трактов при работе с ЦСП ИКМ-30 и ИКМ-15.

В раде публикаций российских и зарубежных авторов были рассмотрены различные вопросы, связанные с исследованием, проектированием и использованием ЦССП. Однако, несмотря на относительно большое количество теоретических работ и технических разработок, остаются нерешенными ряд вопросов, препятствующих более широкому применению ЦССП на сетях связи ( например, на местных сетях связи, отличающихся по ряду показателей от международной сети ).

Среди вопросов, которые оказались недостаточно изученными, следует отметить следующие:

анализ характера и условий возникновения различных шумов и искажений, возникающих в каналах ЦССП;

S3Z

разработка эффективного комплекса мероприятий, обеспечивающих уменьшение влияния ухудшающих факюров и устойчивое функционирование ЦССП при изменении условий работы;

оценка эффективности различных способов борьбы с шумами и искажениями в каналах ЦССП;

технико-экономический анализ различных вариантов применения ЦССП на сети связи с использованием современных показателей экономической эффективности и др.

Указанные обстоятельства и определили основные задачи, решаемые в данной диссертационной работе.

Целью работы является разработка и исследование комплекса специальных мер, обеспечивающих повышение технико-экономических показателей ЦССП за счет уменьшения влияния ухудшающих факторов. Основные задачи исследования. В соответствии с указанной целью диссертации были поставлены и решены следующие задачи:

классификация и анализ шумов и искажений в каналах ЦССП; разработка и анализ способов борьбы с шумами и искажениями в каналах ЦССП;

разработка методов оценки эффективности применения различных способов борьбы с влиянием ухудшающих факторов;

• количественная оценка эффективности предложенных мер и обоснованный выбор на ее базе комплекса мероприятий, обеспечивающих устойчивую работу ЦССП при изменении условий се функционирования;

разработка рекомендаций по практическому использованию полученных результатов;

технико-экономический анализ различных вариантов применения ЦССП на сети связи с использованием современных показателей экономической эффективности.

Методы исследования. Теоретической и методологической

основой исследований являются математические аппараты теории

\

вероятностей и массового обслуживания, теории статистической радиотехники, теории информации, теории цифровой обработки сигналов, а также методы статистического моделирования на ЭВМ.

Научная новизна определяется следующими основными результатами:

произведена классификация шумов и искажений, возникающих в каналах ЦССП, отмечены характерные особенности их проявления и условия возникновения;

предложены способы борьбы с шумами и искажениями в каналах ЦССП, для которых также отмечены "побочные' негативные явления, сопровождающие их использование;

разработаны методы аналитических расчетов и моделирования на ЭВМ, позволяющие оценить. эффективность применения различных способов борьбы с шумами и искажениями в каналах ЦССП;

обоснован выбор комплекса специальных мер, обеспечивающих допустимое качество передачи информации по каналам ЦССП при отклонении условий работы системы от расчетных;

проведен технико-экономический анализ различных вариантов применения ЦССП на сети связи с использованием современных показателей экономической эффективности.

Практическая ценность проведенных исследований заключается в следующем: 231

предложенные методы аналитических расчетов и моделирования на ЭВМ могут использоваться в процессе оптимизации параметров при проектировании ЦССЛ различного типа;

разработанные рекомендации и технические предложения по управлению процессом обработки сигналов могут быть положены в основу разработки оборудования перспективных ЦССП;

методика и расчетные схемы для оценки показателей экономической эффективности ЦССП создают базу для технико-экономического обоснования применения ЦССП на сети связи;

использование предложенных способов борьбы с влиянием ухудшающих факторов позволяет на 10-15% повысить технико-экономические показатели ЦССП.

Реализация результатов работы. Диссертационная работа выполнена по тематике научно-исследовательских работ, проводимых по Программе фундаментальных и прикладных исследований вузов связи РФ "Фундаментальные аспекты новых информационных и ресурсосберегающих технологий". Вклад автора в разработку проблемы. Основные научные положения, теоретические и практические выводы и рекомендации получены автором самостоятельно. Некоторые вопросы, связанные с моделированием ЦССП, решались с участием сотрудников кафедры многоканальной электросвязи МТУСИ.

Апробация работы. Основные материалы и результаты диссертации обсуждались в 1993-96 гг. на научных сессиях НТОРЭиС им. А.С.Попова и Международной Академии Информатизации (МАИ), научно-технических конференциях "Обработка сигналов в системах двусторонней телефонной связи" и профессорско-преподавательского состава МТУСИ, а также на заседаниях кафедры МЭС МТУСИ.

Г1 у б л и к а ц и и. Основные результаты диссертации изложены в 12 опубликованных работах перечень которых преде гавлен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация содержит введение, четыре раздела, заключение и список литературы. Общий объем работы составляет 181 страницу, включая 34 рисунка и 16 таблиц. Список литературы содержит 69 источников.

Результаты диссертационной работы, выносимые на защиту. •

1. Классификация шумов и искажений в каналах ЦССП и способов борьбы с ними.

2. Аналитические методы оценки эффективности различных способов борьбы с шумами и искажениями в каналах ЦССП.

3. Методы статистического моделирования на ЭВМ ЦССП различного типа с учетом способов борьбы с влиянием ухудшающих факторов.

4. Результаты количественной оценки параметров ЦССП, полученные путем аналитических расчетов и моделирования.

5. Рекомендации по динамическому управлению процессом обработки сигналов в ЦССП в процессе эксплуатации.

6. Расчетные схемы связи для различных вариантов применения ЦССП на сети связи.

7. Методика анализа экономической эффективности различных вариантов применения ЦССП.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, рассмотрено состояние вопроса, определены цели и задачи исследования.

В первом разделе проведен качественный анализ процессов обработки сигналов в ЦССГ1 различного типа.

Па основе анализа различных принципов формирования фуппового сигнала введены три типа ЦССП, для которых сформулированы базовые алгоритмы обработки сигналов:

ЦССП-А, использующие статистику активности каналов:

ЦССП-П, использующие принцип переменной длины кодового слова;

ЦССГ1-К - комбинированного типа.

Для каждого из указанных типов ЦССП рассмотрены возможные модификации и их особенности. Например, в ЦССП-А возможно использование сигналов управления (СУ) двух типов: СУ-1 и СУ-2, а ЦССП-П могут строиться с индивидуальной ( ЦССП-П-И ) и блочной (ЦССП-П-Б ) обработкой кодовых слов. Сигналы управления, используемые в том или ином виде в большинстве ЦССП, обеспечивают восстановление исходной информации на приеме. В большинстве ЦССП необходимо использование устройств определения состояния каналов (УОСК), обеспечивающих идентификацию состояния каналов: занят, свободен, активен, пассивен.

В результате анализа особенностей обработки сигналов в ЦССП различного типа выявлены причины возможного ухудшения качества передачи информации и произведена классификация шумов и искажений, возникающих в каналах ЦССП. Показано, что в каналах ЦССП возможны частичные потери и "переадресация" информации. Проведено четкое разграничение помех и искажений, для которых отмечены характерные особенности их проявления и условия возникновения.

Основными причинами возникновения специфических помех и искажений в каналах ЦССП являются:

ошибки п сигналах управления ЦССП и информационных сигналах;

перегрузка цикла передачи ЦССП;

особенности работы УОСК;

перефузка каналов управления ЦССП и др.

Показано, что специфические шумы и искажения в каналах ЦССП могу! проявляться в виде систематических или случайных потерь части информации, возникновения эффекта "потери собеседника", появления щелчков, посторонних звуков или слов на выходе каналов и т.п. При этом отмеченные шумы и искажения могут быть равномерно распределены между всеми входящими каналами ( абонентами ) или могут касаться только отдельных каналов.

Произведена разработка способов борьбы с отмеченными шумами и искажениями в каналах ЦССП, среди которых следует отметить следующие:

введение приоритета для части входящих каналов (абонентов); блокировка входящих каналов в периоды перегрузки; применение переменной длины цикла передачи ЦССП; сокращение разрядности кодовых слов в периоды перегрузки; адаптация параметров УОСК к условиям работы ЦССП; организация циклического сдвига порядка обслуживания абонентов; сохранение и восстановление на приеме предыдущих отсчетов вместо потерянных прн перегрузке;

выбор оптимальной дисциплины обслуживания очереди; введение на приеме "белого" шума в периоды отключения каналов; помехоустойчивое кодирование СУ; ввод в СУ корректирующих сигналов;

логический контроль за структурой передаваемых сигналов;

гчг

мажоритарный прием СУ и др.

Проведен качественный анализ отмеченных способов борьбы с шумами и искажениями. При этом в каждом случае указан т ип ЦССП. для которой может быть целесообразно применение данного способа.

Отмечены "побочные" негативные явления, сопровождающие использование каждого из предложенных способов борьбы с шумами и искажениями и учитываемые в дальнейшем при оценке их эффективности.

Второй раздел диссертации посвящен исследованию влияния методов борьбы с искажениями на основные параметры ЦССП путем аналитических расчетов.

Разработаны аналитические методы расчета допустимой вероятности ошибок Рош в линейном тракте ЦССП различного типа, базирующиеся на критерии "щелчка" и позволяющие оценить эффективность предложенных способов борьбы с влиянием ошибок как в сигналах управления, так и в информационных сигналах. Получены выражения для расчета вероятности искажения информации Риск , среднего количества ошибок в каналах Лл» за некоторое время и допустимого значения вероятности ошибок рош . Особое внимание уделено учету эффекта размножения ошибок в некоторых ЦССП, который может относиться как к одному каналу, так и распространяться на другае каналы.

Так, например, при использовании мажоритарного приема СУ в ЦССП-А с СУ-2 допустимая вероятность ошибки определяется выражением ¡¿п +-

■Кп.П (П

[™рсу> /СУ- О - ///»]

где р - коэффициенг активности каналов: ^ - общее число входящих каналов (абонентов): '¿и - число информационных каналов в цикле ЦССП; ^и - средняя длительность речевого отрезка; 7Ъ длительность цикла передачи; //? - число символов в коде номера входящего канала; С - число символов в коде номера канала в цикле ЦССП; Рсу - вероятность формирования СУ-2, относящегося к данному входящему каналу; рс- вероятность формирования СУ-2, относящегося к другим каналам; - частота дискретизации; /О» - число повторений СУ. При этом запись [лг] означает, что берется только целая часть . Разработаны аналитические методы расчета вероятности перегрузки для ЦССП различного типа с учетом предложенных способов борьбы с перегрузкой, что позволяет оценить эффективность их применения.

Получены выражения для оценки мощности шумов Pwk g , возникающих в каналах ЦССП при сокращении 6 разрядов в кодовых

словах, с учетом нелинейного кодирования сигнала. В частности, при 1

? 7

j z ( 'Ос -{

И £ Р: / у

+ * л (2)

- С ('-ъ.) f

J )

где S^i - величина шага квантования в i-ом сегменте характеристики компрессии;/в. - вероятность появления кодового слова, соответствующего i-ому сегменту; - номинальное число разрядов в кодовом слове; 2 -число входящих каналов, оказавшихся в перегрузке.

С целью сравнения различных способов обработки сигналов в ЦССП получены выражения, позволяющие оценить возможные потери помехозащищенности Л Л за счет совместного действия ошибок и 212.

перегрузки. При определении Л Й использовались следующие базовые выражения:

А .л = /о (рпеуо + /о'' ./]

Л ■//?о

(3)

ьЯ = + /Ъс* /а ' + ), 4

где А о - помехозащищенность в канале ЦССП. дБ; - мощность шумов в канале ЦСП; Ры. к - мощность специфических шумов в канале ЦССП.

На основе полученных соотношений произведена количественная оценка "Параметров ЦССП без учета и с учетом способов борьбы с влиянием ухудшающих факторов. В качестве примера на рис.1 приведены зависимости Р>ер от р^ для различных вариантов ЦССП при защите СУ от ошибок.

Рлср < '

б 5

Ь

3 {

/ /1/ -

-------

3 у *У ¿7

о.Ь

о^б' о,5 р

0,25" 0,Ъ 0.35 Рис. 1

На рис.1 зависимости 1-3 относятся к входящему каналу ЦССП-А с СУ-1, находящемуся в наихудшем положении, ( 1- базовый вариант, 2 -

при дисциплине обслуживания в порядке поступления заявок, 3 - ири циклическом чередовании порядка следования кодовых слов ). зависимость 4 относится к любому входящему каналу ЦССП-Л с СУ-2, а зависимость 5 - к наихудшему каналу ЦССИ-К.

В процессе сравнительного анализа большого количества полученных результатов установлено, что наиболее эффективно использование следующих способов борьбы с шумами и искажениями в каналах ЦССП: помехоустойчивое кодирование сигналов управления; циклическое чередование порядка следования кодовых слов входящих каналов в цикле передачи ЦССП;

обслуживание - каналов оказавшихся в перегрузке в порядке поступления заявок;

сокращение разрядности кодовых слов ( не более одного разряда ) при перегрузке ЦССП;

введение приоритета (при необходимости) для части каналов; адаптация параметров У ОС К к изменению условий загрузки ЦССП; применение блокировки части входящих каналов. Применение отмеченных мер позволяет значительно улучшить параметры ЦССП, влияющие на качество передачи информации. Например, для ЦССП-К при объединении трех первичных цифровых потоков в один {К3 =3) для ^ 0,4 имеем: 2,6 х 10"6 ,

Рпер~ 0, 001, а аА^ 0,15 дБ.

Третий раздел диссертации посвящен оценке эффективности методов борьбы с искажениями в каналах ЦССП путем моделирования на ЭВМ.

Произведен выбор статистической модели речевого сигнала, которая построена на сочетании двух нормальных распределений, описывающих распределение мгновенных значений сигнала при произнесении гласных и согласных звуков.

Разработаны блочные модели ЦССП различного типа, учитывающие псе основные факторы, влияющие на качество передачи информации по каналам ЦССП. и способы борьбы с шумами и искажениями. С целью сокращения необходимого машинного времени моделирование проводится в режиме масштабирования.

Общая схема модели содержит следующие блоки: блок ДСЧ ( ЭБ ), являющийся датчиком случайных чисел и служащий основой для имитации всех вероятностных величин в модели;

блок формирования бинарных символов ( ВУ ), служащий основой для имитации всех управляющих и информационных символов;

блок формирования кодовых-слов ( ), имитирующий кодовые группы входящих каналов;

блок формирования группового сигнала ( ТИ.), имитирующий сигнал в цикле передачи ЦССП;

блок формирования ошибок ( РЬ ), имитирующий ошибки при передаче группового сигнала по тракту моделируемой системы;

блок специальной обработки сигналов ( ЯБ ), имитирующий используемые меры борьбы с шумами и искажениями;

блок управления ( РСМ ), обеспечивающий управление указанными выше блоками, обработку и выдачу на печать результатов моделирования.

В процессе моделирования уточнены значения ряда параметров ЦССП, полученные в результате аналитических расчетов. В качестве примера на рис.2 приведены зависимости допустимого числа входящих каналов //доп от заданной вероятности перегрузки для различных

ЦССП ( зависимости 1 относятся к ЦССП-А с СУ-2, зависимости 2 - к ЦССП-П-И, а зависимости 3 - к ЦССП-П-Б ). При этом для ЦССП-А с СУ-2 и ЦССП-П-Б осуществлялась защита СУ от ошибок, а в ЦССП-П-И

использовалось циклическое чередование порядка обслуживания входящих каналов.

Из рис.2 следует, что для обеспечения 0,002 необходимо

применение дополнительных мер.

Моделирование ЦССП-К производилось для случая, когда применялось циклическое чередование порядка следования каналов, защита СУ от ошибок и обслуживание каналов в порядке поступления заявок. В табл.1 приведены результаты зависимости ^ п от ^ и , причем под "длиной перегрузки" £ п понимается число бит в цикле ЦССП, которых не хватает для передачи кодовых слов всех входящих каналов ( отрицательное значение свидетельствует о том, что в цикле остались свободные позиции).

Таблица 1

75 80 85 90 95 100 105 110

0,32 -67 -51 -36 -28 -12 -2 4 12

0,4 -34 -19 -7 5 13 25 39 52

0,5 -2 9 18 34 43 52 67 79

Результаты, приведенные в табл.1, подтверждают возможность достижения К3 =3 для ЦССП-К.

В целом результаты моделирования с достаточно высокой точностью совпадают с результатами расчетов ( расхождение не превышает 12% ), что подтверждает целесообразность использования аналитических методов для оценки параметров ЦССП. Подтверждена также эффективность отмеченных ранее способов борьбы с шумами и искажениями.

Полученные результаты позволяют выработать оптимальную стратегию обработки сигналов в ЦССП с учетом возникающих реальных ситуаций.

Четвертый раздел диссертации посвящен разработке рекомендаций по технической реализации и практическому использованию ЦССП.

Показано, что при изменении условий работы ЦССП ( изменение загрузки каналов, увеличение мощности шума, изменение коэффициента активности, выход из строя части оборудования и т.п. ) для поддержания допустимого качества передачи информации необходимо применять ряд специальных мер, связанных с управлением процессом обработки сигналов в ЦССП. Для этого в ЦССП необходимо организовать динамический контроль за определенными параметрами и состоянием оборудования. Это достигается путем ввода в состав оборудования модулей контроля параметров ЦССП ( модуль КП ), контроля состояния

г

к>

Групп. < тракты ЦСП

Кз

К Ьнешним. устроист[>о#/ сфра данных

Приемопередатчик Ц.ССП

Приемное тронсмулыпиплексное оборудование Передающее трансмультилл&ксное оЗорудоЬанир

ис

7Т

ос

<2.

Модуль

КАО

к1

увио

у РОС

УлраЬ/1ЯК?щеа |/и ус/пройстЗо

V

Модуль ■

кл

д&оо'ение приоритета ЛС

Рис. 3

1

J

Групп.

тракт

ЦССП

трактов ( модуль КСТ ) и кош роля и диагностики оборудования ЦССП (модуль КДО) ( см. рис.3 ). Указанные модули в процессе взаимодсмсшия с управляющим устройством обеспечивают необходимое управление мультиплексным оборудованием ЦССП.

На основе проведенных исследований для ЦССП различного типа сформулированы конкретные рекомендации по использованию рассмотренных способов борьбы с влиянием ухудшающих факторов при отклонении условий работы ЦССП от расчетных.

Показано, чго при оценке экономической эффективности применения

ЦССП на сети связи помимо традиционных показателей ( приведенные

затраты (Спр), срок окупаемости ( Ток ), годовой экономический эффект

( Э<р ) и др.) следует использовать показатели, характерные для

современной экономической ситуации ( дисконтированная стоимость

о

( Ьп ), рентабельность инвестированных средств (^ис) и др.). В последнем случае учитывается, что фактическая ценность одной и той же суммы денег в текущий момент выше, чем в тот или иной момент в будущем. Количественная оценка экономических показателей может осуществляться с использованием приведенной методики.

Составлены расчетные схемы для оценки экономической эффективности различных способов применения ЦССП: на существующих магистралях; при строительстве новых магистралей и в качестве резервного оборудования. Для этих схем проведен технико-экономический анализ с использованием различных показателей и с учетом зависимостей этих показателей от длины магистрали, числа каналов и показателей надежности.

Полученные результаты могут использоваться при технико-экономическом обосновании применения ЦССП на сети связи.

Основные результаты диссертационной работы, посвященной исследованию способов борьбы с влиянием ухудшающих факюров на качество передачи информации по каналам ЦССП, состоят в следующем.

1. На основе анализа различных принципов формирования группового сигнала введены три типа ЦССП:

ЦССП-А, использующие статистику активности каналов:

ЦССП-П, использующие принцип переменной длины кодового слова;

ЦССП-К ( комбинированного типа ).

Для каждого типа ЦССП рассмотрены их модификации ( ЦССП-Л с СУ-1 и с СУ-2, ЦССП-П-И, ЦССП-П-Б и др. ) для которых сформулированы базовые алгоритмы обработки сигнала, используемые в дальнейших исследованиях.

2. На основе анализа особенностей обработки сигналов в ЦССП различного типа выявлены причины возможного ухудшения качества передачи и произведена классификация и четкое разграничение помех н искажений, возникающих в каналах ЦССП. Отмечены характерные особенности их проявления и условия возникновения.

3. Произведена разработка способов борьбы с шумами и искажениями в каналах ЦССП и проведен качественный анализ их эффективности с указанием типов ЦССП, для которых' целесообразно их применение. Отмечены "побочные" негативные явления, сопровождающие использование каждого из предложенных способов и учитываемые в дальнейших исследованиях.

4. Для оценки эффективности предложенных способов борьбы с влиянием ухудшающих факторов для различных ЦССП разработаны аналитические методы расчета основных параметров, определяющих качество передачи информации: вероятности перегрузки Рг>ер > допустимой вероятности ошибок Р0ш ; потерь помехозащищенности л й.

5. Разработаны блочные машинные модели ЦССП различного типа, которые позволяют оценить эффективность способов борьбы с шумами и искажениями как по отдельности, так и в совокупности. В моделях учитываются все основные факторы, влияющие на качество передачи информации по каналам ЦССП.

С целью сокращения необходимого машинного времени моделирование осуществляется в режиме масштабирования.

6. На основе разработанных аналитических методов расчета и машинных моделей произведена количественная оценка параметров ЦССП различного типа. Результаты моделирования с достаточно высокой точностью совпадают с результатами аналитических оценок ( расхождение результатов не превышает 12% ).

В результате сравнительного анализа полученных численных оценок, в частности, установлено, что наиболее эффективно использование следующих способов борьбы с шумами и искажениями: помехоустойчивое кодирование сигналов управления; циклическое чередование порядка следования кодовых слов входящих каналов в цикле передачи ЦССП;

обслуживание каналов, оказавшихся в перегрузке в порядке поступления заявок;

сокращение разрядности кодовых слов (не более одного разряда) при перегрузке ЦССП;

адаптация параметров УОСК к изменению условий загрузки ЦССП; блокировка каналов и др.

Наиболее высокими показателями обладают ЦССП-А с СУ-2, ЦССП-П-Б и ЦССП-К, для которых при применении отмеченных мер характерны следующие показатели:

ЦССГ1-А -/Г, =2. -2.5 х I 0'л . /Ое/> -0.008. лй =О.Зд1У.

ЦССП-П-Б -К, =2, -"2,6x10'6 . -0.0025, й/1 =4.5дБ;

ЦССП-К - Ко -3. <2.6 х 10 " -0.001, л Я =0.15дБ.

7. Для управления процессом обработки сигналов в ЦССП при изменении условий работы необходимо организовать динамический контроль за определенными параметрами и состоянием оборудования. Это достигается путем ввода в состав оборудования модулей контроля параметров ЦССП, контроля состояния трактов и контроля и диагностики оборудования ЦССП. Указанные модули в процессе взаимодействия с управляющим устройством обеспечивают необходимое управление мультиплексным оборудованием ЦССП.-

На основе проведенных исследований сформулированы конкретные рекомендации по управлению процессом обработки сигналов в ЦССП.

8. При оценке экономической эффективности применения ЦССП целесообразно помимо традиционных показателей использовать показатели, характерные для современной экономической ситуации ( дисконтированная стоимость, рентабельность инвестированных средств и ДР- )•

Отказ от применения предложенных мер борьбы с влиянием ухудшающих факторов приведет к снижению экономических показателей на 10-15% и ухудшению качества передачи информации.

Составлены расчетные схемы для оценки экономической эффективности применения ЦССП на существующих магистралях, при строительстве новых магистралей и в качестве резервного оборудования. Для этих схем проведен технико-экономический анализ с использованием различных показателей и с учетом зависимости этих показателей от длины магистрали, числа каналов, показателей надежности и т.п.

Полученные результаты могут использоваться при технико-экономическом обосновании применения ЦССП на сети связи.

В целом результаты исследований и расчетов, проведенных в диссертационной работе, показывают, что при применении комплекса специальных мер можно заметно повысить основные технико-экономические показатели ЦССП.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

1. Абдель Латифа Ахмад. Динамический контроль за загрузкой цифровой аппаратуры статистической концентрации каналов // Тезисы докладов ХЫХ научной сессии НТОРЭиС им. А.С.Попова.- М., 1994,- N. 153-154.

2. Гордиенко В.Н., Абдель Латифа Ахмед. О некоторых способах улучшения характеристик цифровой аппаратуры статистической концентрации каналов // Перспективные системы и сети передачи информации.- МТУСИ.- М.: Рукопись деп. В ЦНТИ "Информсвязь', №1968-св„ 1993.-С. 11-19.

3. Гордиенко В.Н., Абдель Латифа Ахмад. О некоторых вариантах применения цифровых статистических систем передачи на сети связи// Тезисы докладов конференции МАИ "Телекоммуникационные и вычислительные системы",- М.: МТУСИ, 1994,- С. 71-72.

4. Гордиенко В.Н., Латифа А. Абдель. Контроль параметров цифровой аппаратуры статистической концентрации каналов// Тезисы докладов 3-ей межрегиональной конференции "Обработка сигналов в системах двусторонней телефонной связи".- Москва-Пушкино, 1994.- С.

• 102-103.

5. Гордиенко В.Н., Абдель Латифа Ахмад. Методика оценки технико-экономической эффективности применения цифровых статистических

систем передачи,- МТУСИ.: Рукопись деи. в ЦНТИ "Информсвязь", №2008-св., 199-4,-С. 67-77.

6. Гордиенко В.II.. Латифа А.Ахмад. Оценка вероятное™ возникновения помех в каналах ЦССП// Тезисы докладов 4-ой межрегиональной конференции "Обработка сигналов в системах двусторонней телефонной связи".- Москва. 1995 - С. 66-68.

7. Гордиенко В.Н., Абдель Латифа Ахмад. Борьба с искажениями в каналах статистических систем передачи 7 Тезисы докладов НТК МТУСИ.-М. - С.67 -68.

8. Гордиенко В.Н., Абдель Латифа Ахмад. Оценка параметров цифровых статистических хистем передачи // Тезисы докладов международной 50-ой научной сессии МАИ, посвященной Дню радио. -М.: МТУСИ, 1995.

9. Гордиенко В.Н., Абдель Латифа Ахмад. О некоторых возможностях использования цифровых статистических систем передачи на оптических линиях II Тезисы докладов конференции МАИ "Телекоммуникационные и вычислительные системы". - М.: МТУСИ, 1995.- С. 115.

10. Гордиенко В.Н., Абдель Латифа Ахмад. Оценка параметров цифровых статистических систем передачи // Тезисы докладов научной сессии НТОРЭнС им. А.С.Попова. -М.: МТУСИ, 1995.

11. Гордиенко В.Н., Латифа Абдель Ахмад. Устройство контроля параметров цифровых статистических систем передачи // Тезисы докладов НТК МТУСИ,-М„ 1996.-С.155.

12. Гордиенко В.Н., А.Абдель Латифа. Имитатор загрузки цифровых статистических систем передачи // Тезисы докладов научной сессии НТОРЭиС им. A.C.Попова. -М.: МТУСИ, 1996.