автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Методы радиовызова, оценки и повышения надежности передачи данных в подвижной наземной связи

На правах рукописи

Туляков Юрий Михайлову

МЕТОДЫ РАДИОВЫЗОВА, ОЦЕНКОЙ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В ПОДВИЖНОЙ НАЗЕМНОЙ

СВЯЗИ У

гцнальность 05.12.13. — Системы, сети связи и устройства телекоммуникаций

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

3 МАЙ 2012

Москва 2012 г.

005016227

На правах рукописи

Туляков Юрнй Михайлович

МЕТОДЫ РАДИОВЫЗОВА, ОЦЕНКИ И ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В ПОДВИЖНОЙ НАЗЕМНОЙ

СВЯЗИ

Специальность 05.12.13. - Системы, сети связи й устройства телекоммуникаций

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 2012г.

Работа выполнена на кафедре «Радиовещания и электроакустики» Государственного образовательного бюджетного учреждения высшего профессионального образования «Московский технический университет связи и информатики»

Научный консультант доктор технических наук, профессор

Венедиктов Михаил Дмитриевич.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Громаков Юрий Алексеевич, ОАО «Интеллект Телеком», генеральный директор

доктор технических наук, профессор Волков Анатолий Алексеевич, Московский государственный университет путей сообщения, кафедра «Радиотехника и электрическая связь», профессор

доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник Есипенко Валентин Иванович Нижегородский государственный технический университет им. P.E. Алексеева, зав. кафедрой «Теория цепей и телекоммуникации»

Ведущая организация: ФГУП «Научно - исследовательский институт радио», г. Москва.

Защита состоится «13» сентября 2012 г. в 15 часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 219.001.03 при Государственном образовательном бюджетном учреждении высшего профессионального образования «Московский технический университет связи и информатики», по адресу: 111024, г. Москва, ул. Авиамоторная, д. 8а, ФГОБУ МТУСИ, ауд. А 455, зал Ученого совета

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного бюджетного учреждения высшего профессионального образования «Московский технический университет связи и информатики».

Автореферат разослан «/J» 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета по защите докторских и кандидатских диссертаций, кандидат технических наук, доцент

2 ¿X

С Ж Ерохин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследований

Современное развитие отрасли связи в значительной степени сориентировано на передачу данных при условиях постоянного роста их объема и скорости передачи. Особенно это наблюдается в подвижной наземной связи (ПНС), чем, главным образом, обуславливается разработка и внедрение систем ПНС третьего (Зв) и четвертого (4в) поколений.

Особенность передачи данных в системах ПНС в значительной степени определяется требованиями к надежности связи с подвижными абонентами (на участке радиоинтерфейса), проблематичность достижения которой обуславливаются сложной многолучевой флуктуирующей структурой распространения радиоволн и случайным характером радиопомех в канале базовая станция (БС) - абонентская станция (АС).

Эти условия должны учитываться при выборе методов передачи данных в ПНС не только в отдельно взятой системе, но и при объединении систем в сети. Даже при заданных стандартах ПНС проблема выбора методов получения требуемой надежности связи и ее оценки является актуальной, решение которой может осуществляться не только оптимизацией конфигурации построения сети БС, но и рекомендациями к методам передачи радиосигналов.

Другой проблемой ПНС является определение методов передачи данных при взаимодействии систем радиосвязи различного типа. Особая целенаправленная востребованность решения такой проблемы возникает при применении систем ПНС для оповещения населения о чрезвычайных ситуациях.

При решении этих проблем следует учитывать возможности рационального использования систем радиовызова как в условиях их взаимодействия с системами других видов связи, так и как самостоятельных систем передачи данных (сообщений) адресно (персонально) и «широковещательно».

Одной из актуальных задач для определения ориентации развития того или иного региона страны является оценка информатизации населения регионов. В отличие от существующих способов более конкретную оценку территориальной информатизации населения (ТИН) можно сделать на основе достижений в теории передачи данных (информации), учитывая при этом современное интенсивное использование средств ПНС.

Решение обозначенных выше проблем развития ПНС требует проведения дополнительных исследований, основные из которых можно сформулировать следующим образом.

С целью определения тенденций и перспективного развития передачи данных в ПНС необходимо проведение анализа и обобщенной оценки существующих методов и характеристик передачи данных во всевозможных

системах ПНС. Для такого обобщенного анализа требуется разработка структурной универсальной (обобщенной) модели (схемы) существующих систем ПНС общего пользования.

Одной из первых систем передачи данных ПНС можно считать пейджинг (систему персонального радиовызова - СПРВ), основное назначение которого -передача вызова с сообщением адресно («персонально») конкретному абоненту. В связи с этим СПРВ можно рассматривать как изначальную «базовую» для указанной выше обобщенной модели передачи данных в ПНС. В настоящее время, несмотря на то, что популярность пейджинга, как массового средства связи, снизилась, наметилась его переориентация для использования службами МЧС и, в частности, для экстренного оповещения населения о чрезвычайных ситуациях с возможностью широковещательной передачи вызовов.

Для определения возможных способов реализации СПРВ необходимо проведение сравнительного анализа вариантов построения таких систем, исследование методов формирования сигналов радиовызова и их помехоустойчивости в условиях, когда время их приема конкретному адресату значительно меньше времени ожидания вызова. Исследованиям также подлежат характеристики, методы и критерии взаимодействия систем радиовызова с телефонными сетями общего пользования. Необходима разработка алгоритмов и способов межсистемного взаимодействия СПРВ в сетях от регионального до межгосударственного уровней. Важным вопросом повышения надежности передачи вызовов является изыскание способов квитирования приема радиовызовов.

Одним из важнейших параметров, определяющим организацию и принципы построения систем связи, является величина обслуживаемого ими трафика. Для определения этого параметра в ПНС необходимы статистические исследования объема трафика передачи данных с учетом специфики их передачи для таких популярных систем как СПРВ и саговой связи.

Как отмечалось выше, повышение скорости передачи данных является одним из направлений развития средств связи. Несмотря на общеизвестные тенденции повышения скорости передачи данных в ПНС, практически полезным является вопрос поиска оригинальных способов повышения скорости передачи. Немаловажным вопросом для построения систем ПНС и, особенно, сотовой связи является аналитическая оценка способов расширения зоны действия БС.

Построение любой радиосистемы и, в том числе, ПНС определяется частотно-энергетическими характеристиками распространения радиоволн. В системах ПНС используются, в основном, радиоволны диапазонов ОВЧ и УВЧ, наиболее сложная структура распространения которых проявляется в условиях города. Для таких условий требуется оценка пространственных флуктуаций уровня радиосигнала. Современным требованием систем ПНС является надежная связь в помещениях зданий. В связи с этим необходимы исследования пространственной флуктуирующей структуры и затуханий уровня радиосигналов при их проникновении в помещения зданий. Результаты

этих исследований позволят ввести соответствующую коррекцию в существующие модели распространения сигналов для более точного прогнозирования уровня сигналов в зоне действия систем ПНС и уточнения влияния радиопомех на прием сигналов.

Как отмечалось выше, важной характеристикой передачи данных в ПНС является надежность связи. Целесообразно ее рассматривать как пространственную (территориальную - по зоне действия радиосистемы) надежность при заданной помехоустойчивости приема радиосигналов. С учетом результатов вышеуказанных исследований распространения радиоволн необходимо применение и исследование многопараметрической оценки такой надежности с определением ее зависимости от расстояния до базовой станции.

Четкое представление пространственной надежности позволяет изыскать методы ее повышения. В данной работе предлагается метод, основанный на взаимодействии систем ПНС с различной территориальной организацией радиосети, основные виды из которых определяются радиальным и сотовым построением систем. Для обоснования эффективности такого метода необходима его аналитическая и алгоритмическая оценка, которая имеет особое значение при применении радиальной системы как дополняющей сотовую систему.

Другим предлагаемым дополнительным способом повышения надежности, требующим анализа, является использование метода «диапазойно - частотного» разнесения радиоканалов взаимодействующих систем и конкретно - радиальной и сотовой.

Оценка практического внедрения указанных выше методов повышения надежности связи с детальной разработкой алгоритмов межсистемного хендовера может быть дана на примере взаимодействия пейджинговой и сотовой сетей для режима передачи коротких сообщений.

Развитие указанных выше методов и способов имеет особое значение при их использовании в системах экстренного оповещения населения о чрезвычайных ситуациях. При этом необходимо решение задач комплексного совместного использования систем ПНС с существующими видами оповещения, а для массового оповещения населения, необходимы изыскания по организации каналов ПНС для широковещательной передачи сообщений с оценкой скорости этой передачи.

Таким образом, актуальными являются определение- методов радиовызова, оценки и повышения надежности систем подвижной наземной связи с частным применением этих методов для реализации систем экстренного оповещения.

Цели и задачи исследований

Отмеченные выше обстоятельства позволяют сформулировать цели и задачи настоящей диссертационной работы: •

1. Разработка обобщенной структурной модели передачи данных для систем ПНС, определение тенденций развития передачи данных в системах и сетях ПНС общего пользования с аналитической оценкой методов

формирования радиосигналов для достижения допустимой максимальной скорости передачи данных и определение принципов оценки территориальной информатизации населения на основе теории передачи данных.

2. Оценка методов реализации систем радиовызова с исследованием характеристик сигналов и их кодирования при преобладании требований к вероятности ложного вызова по сравнению с вероятностью пропуска вызова в радиоинтерфейсе; разработка трафиковых критериев для определения вида взаимодействия систем радиовызова с проводными телефонными сетями общего пользования; разработка методов и их теоретическое обоснование с позиции повышения достоверности и надежности передачи радиосигналов вызова за счет внедрения квитирования принимаемых сообщений абонентским приемником радиовызова при условиях сохранения экономичности потребления энергии таким приемником и сведения к минимому влияние его радиоизлучения на человека; определение методов реализации многоадресного и широковещательного радиовызова с возможностью использования его в условиях оповещения населения о чрезвычайных ситуациях; разработка способов и алгоритмов межсистемного взаимодействия СПРВ в сетях от регионального до межгосударственного уровней.

3. Обоснование обобщенной схемы, определяющей этапы приема, обработки и передачи данных в системах связи, где требуется статистическая оценка параметров этих данных; статистические исследования параметров трафика передачи данных в системах ПНС и представление результатов этих исследований в нормированной форме, пригодной для использования в анализе функционирования и проектирования систем ПНС с различной абонентской емкостью; определение общих принципов повышения скорости передачи данных в системах ПНС и обоснование метода повышения скорости передачи данных за счет объединения каналов радиоинтерфейса в системах 20-30 поколений; определение возможностей увеличения допустимого радиуса действия БС сотовой связи.

4. Исследование и уточнение характеристик распространения электромагнитных волн диапазонов ОВЧ (очень высоких частот) и УВЧ (ультра высоких частот) со сложной многолучевой структурой в условиях города; на основании экспериментальных исследований уточнение модели пространственной флуктуирующей уровневой структуры таких волн; разработка косвенного метода измерения уровня пространственной микроструктуры указанных волн и использование его для статистической оценки затуханий уровня электромагнитных волн при их проникновении в помещения зданий с улиц города, определение интегральных функций распределения величины этих затуханий; обоснование обобщенной модели распространения радиоволн диапазонов ОВЧ и УВЧ и ее дополнение для условий приема сигналов в помещениях зданий и, в итоге, разработка методики прогнозирования уровней сигналов и радиопомех, проникающих в помещения зданий.

5. Разработка методов оценки многопараметрической пространственной надежности приема радиосигналов ПНС для заданной их

помехоустойчивости; определение зависимости этой надежности от расстояния до БС; теоретическое исследование взаимосвязи пространственной надежности и помехоустойчивости передачи-приема радиосигналов в ПНС; определение методов расчета основных параметров радиоинтерфейса подвижной связи по критериям пространственной надежности с заданной фиксированной или меняющейся помехоустойчивостью.

6. Разработка методов и алгоритмов взаимодействия радиосисгем ПНС и способов повышения пространственной надежности связи; оценка повышения пространственной надежности при взаимодействии радиальных и сотовых систем с реализацией единой сотово-радиальной сети, определение трафиковых потребностей радиальной системы, дополняющей сотовую сеть; разработка метода повышения пространственной надежности при взаимодействии пейджинга (радиальной системы) и сотовой системы связи при передаче SMS данных; обоснование на физическом уровне применения метода диапазонно-частотного разнесения передачи радиосигналов для повышения пространственной надежности связи; определение методов комплексного взаимодействия современных систем связи для оповещения населения о чрезвычайных ситуациях.

Методы исследований

Для решения поставленных задач применялись следующие методы исследований: структурный анализ построения систем передачи данных применительно к подвижной наземной связи, метод оценки систем на принципах внутрисистемного и внешнего доступа, использование теории помехоустойчивости и кодирования при передаче-приеме сигналов, статистический анализ случайных процессов, синтез алгоритмов внутрисистемных и межсистемных взаимодействий.

Научная новизна

Научная новизна работы определяется полученными оригинальными результатами и заключается в следующем:

1. Разработана обобщенная структурная модель передачи данных для систем ПНС, определены тенденции развития передачи данных в системах и сетях ПНС общего пользования с аналитической оценкой методов формирования радиосигналов для допустимой максимальной скорости передачи данных:

• на основе проведенного анализа развития систем передачи данных в ПНС обосновано использование пейджинга (СПРВ) в качестве базовой модели;

• получено соотношение для определения скорости разно - вариантной передачи данных с временным разделением (уплотнением) каналов;

• проанализированы методы организации радиоинтерфейсов и определена сравнительная динамика роста скорости передачи данных и возможностей

видов и объемов передаваемой информации от СПРВ, транкинговых систем до систем сотовой связи Зв и 40 поколений;

• предложена оценка территориальной информатизации населения на принципах теории передани данных.

2. Определены методы и разработаны новые подходы реализации систем радиовызова с исследованием характеристик сигналов и их кодирования при преобладании требований к вероятности ложного вызова по сравнению с вероятностью пропуска вызова в радиоинтерфейсе:

• разработаны критерии по величине трафика для определения способов взаимодействия систем радиовызова с проводными телефонными сетями общего пользования;

• разработаны и теоретически обоснованы методы повышения достоверности и надежности передачи радиосигналов вызова за счет внедрения квитирования принимаемых сообщений абонентским приемником радиовызова с сохранением экологичности этого приемника;

• определены методы реализации многоадресного и широковещательного радиовызова с возможностью использования его в условиях оповещения населения о чрезвычайных ситуациях;

• разработаны способы и алгоритмы межсистемного взаимодействия систем многоадресного радиовызова (СПРВ) в сетях от регионального до межгосударственного уровней.

3. Получены результаты оценки параметров передаваемых данных в системах ПНС, повышения скорости и увеличения размеров зоны их передачи, которые сводятся к следующему:

• обоснована обобщенная схема, определяющая этапы приема, обработки и передачи данных в системах связи, где требуется статистическая оценка параметров этих данных;

• получены результаты статистических исследований параметров трафика передачи данных в системах ПНС, приведенные в нормированную форму, пригодную для использования в анализе функционирования и проектирования систем ПНС с различной абонентской емкостью;

• определены общие принципы повышения скорости передачи данных в системах ПНС;

• предложен и обоснован метод повышения скорости передачи данных за счет объединения каналов радиоинтерфейса в системах 20-30 поколений и дано сопоставление этого метода со способами, предлагаемыми для систем поколения;

• конкретизированы возможности и условия применения увеличения допустимого радиуса действия БС сотовой связи.

4. Исследованы и уточнены характеристики распространения электромагнитных волн диапазонов ОВЧ и УВЧ диапазонов со сложной многолучевой структурой в условиях города:

• на основании экспериментальных исследований уточнены модели пространственной флуктуирующей уровневой структуры таких волн;

• разработан косвенный метод измерения уровня пространственной микроструктуры указанных волн;

• с использованием этого метода измерений проведена статистическая оценка затуханий уровня электромагнитных волн при их проникновении в помещения зданий с улиц города, в результате которой определены интегральные функции распределения величины этих затуханий;

• обоснована обобщенная модель распространения радиоволн диапазонов ОВЧ и УВЧ, дополненная параметрами для условий приема сигналов в помещениях зданий;

• разработана методика прогнозирования уровней сигналов и радиопомех диапазонов ОВЧ и УВЧ, проникающих в помещения зданий, применимая для всех используемых в практике моделей распространения радиоволн.

5. Разработаны методы оценки многопараметрической пространственной надежности приема радиосигналов ПНС при заданной их помехоустойчивости:

• определены зависимости этой надежности от расстояния до БС;

• теоретически исследованы взаимосвязи пространственной надежности и помехоустойчивости передачи-приема радиосигналов в ПНС;

• определены методы расчета основных параметров радиоинтерфейса подвижной связи по критериям пространственной надежности с заданной фиксированной или меняющейся помехоустойчивостью.

6. С учетом технологии ПНС определены характеристики радиосигналов, влияющие на надежность связи. Предложены методы и разработаны алгоритмы взаимодействия радиосистем ПНС для повышения пространственной надежности связи, основные из которых сводятся к следующим:

• предложен и исследован метод повышения пространственной надежности при взаимодействии радиальных и сотовых систем с реализацией единой сотов о-радиальной сети;

• для сотово-радиальной сети исследованы трафиковые требования для радиальной системы, дополняющей сотовую сеть;

• предложен и исследован метод повышения пространственной надежности при взаимодействии пейджинга и сотовой системы связи при передаче SMS данных, разработаны алгоритмы такого взаимодействия;

• предложен и обоснован на физическом уровне метод диапазонно-частотного разнесения передачи радиосигналов, позволяющий повысить пространственную надежность связи;

• разработаны методы и алгоритмы комплексного структурного взаимодействия современных систем связи для оповещения населения о чрезвычайных ситуациях.

Научно - практическая значимость

1. Разработанная обобщенная структурная модель передачи данных для систем ПНС позволяет дать оценку той или иной системы с позиции

внутрисистемного и внешнего доступа и, тем самым, детально характеризовать систему по принципам и узлам ее функционирования с учетом общепринятой 7-ми уровневой модели. Использование этой структурной модели доя аналитической оценки методов формирования сигналов для допустимой максимальной скорости передачи данных позволило определить тенденции развития передачи данных и возможностей видов и объемов передаваемой информации в системах и сетях ПНС общего пользования. _ На основе проведенного анализа развития систем передачи данных в ПНС обосновано использование пейджинга (СПРВ) в качестве базовой модели, сопоставление с которой позволяют определить эволюцию развития передачи данных в ПНС.

Аналитически обоснованное соотношение для определения скорости разно - вариантной передачи данных с временным уплотнением каналов позволяет расчетным путем дать оценку передачи данных для систем различных ПНС с таким видом уплотнения каналов.

Разработанные основы методики оценки территориальной информатизации населения на базе принципов теории передачи данных позволяет количественно охарактеризовать информатизацию того или иного региона и, тем самым, определить необходимость и виды развития его информатизации.

2. Рассмотренные методы и разработанные новые подходы создания систем радиовызова с исследованием характеристик сигналов и их кодирования при преобладании требований к вероятности ложного вызова по сравнению с вероятностью пропуска вызова в радиоинтерфейсе и найденные критерии выбора способов взаимодействия систем радиовызова с проводными телефонными сетями общего пользования по величине трафика передаваемых радиовызовов позволяют рациональным образом реализовать системы радиовызова, и, в том числе, СПРВ, с возможным взаимодействием их с другими видами ПНС.

Разработанные и теоретически обоснованные методы квитирования принимаемых сообщений абонентским приемным устройством радиовызова являются оригинальным решением проблемы повышения достоверности и надежности передачи радиосигналов. Использование этих методов позволяет использовать вмонтированную в абонентские устройства квитирующую схемотехнику, которое сводит к минимому влияние их радиоизлучения на человека (т.е. которое позволяет сохранить экологичносгь этих устройств), в отличие от повсеместно используемых сотовых радиотелефонов.

Обоснованные методы реализации многоадресного и широковещательного радиовызова расширяют возможности систем РВ и позволяют применять такие системы для оповещения населения о чрезвычайных ситуациях как в виде отдельной самостоятельной системы, так и совместно с другими системами ПНС.

Разработанные способы и алгоритмы межсистемного взаимодействия систем многоадресного радиовызова (СПРВ) в сетях от регионального до межгосударственного уровней доведены до практического внедрения.

3. Предложенная обобщенная схема, определяющая этапы приема, обработки и передачи данных в системах связи, где требуется статистическая оценка параметров этих данных, практически полезна при анализе параметров трафика передачи данных.

Полученные результаты статистических исследований параметров трафика и его изменения передачи данных в системах ПНС, приведенные к нормированной относительно одного абонента форме, могут быть использованы как при проектировании и внедрении систем, так и для анализа функционирования действующих систем ПНС с различной абонентской емкостью.

Предложенный метод повышения скорости передачи данных за счет объединения каналов радиоинтерфейса в системах 20-30 может найти применение в условиях исключительной приоритетной востребованности повышенной скорости передачи данных для ограниченных контингента пользователей и участков зоны действия сотовой связи.

Результаты анализа возможностей и методов увеличения допустимого радиуса действия БС сотовой связи могут найти применение в отдельных участках зоны действия сотовой связи с небольшим и временно возникающем, но востребованном, трафике.

4. Результаты исследования характеристики распространения электромагнитных волн диапазонов ОВЧ и УВЧ диапазонов со сложной мцоголучевой структурой в условиях города позволили решить следующие задачи: уточнить модели пространственной флуктуирующей уровневой структуры волн, разработать косвенный метод измерения уровня пространственной микроструктуры указанных волн, произвести статистическую оценку затуханий уровня электромагнитных волн при их проникновении в помещения зданий с улиц города, определить интегральные функции распределения величины этих затуханий, обосновать обобщенную модель распространения радиоволн диапазонов ОВЧ и УВЧ, дополненную параметрами для условий приема сигналов в помещениях зданий.

Разработанная на основании вышеуказанных исследований методика прогнозирования уровней сигналов и радиопомех диапазонов ОВЧ и УВЧ, проникающих в помещения зданий, применимая для всех используемых в практике моделей распространения радиоволн этих диапазонов, позволяет прогнозировать один из основных параметров помехоустойчивости приема сигналов - величину отношения сигнал/помеха и ее изменение в зонах действия систем ПНС и за их пределами для различных условий приема сигналов.

5. Предложенные методы оценки многопараметрической пространственной надежности приема радиосигналов ПНС при заданной их помехоустойчивости позволяют кОн1фетизировать оценку качества связи в зоне действия ПНС как на этапе проектирования и внедрения систем ПНС, так и на этапе их эксплуатации.

Полученные зависимости пространственной надежности от расстояния до БС позволяют определить изменение качества связи как внутри зоны действия БС, так и за ее пределами.

Результаты теоретических исследований взаимосвязи пространственной надежности и помехоустойчивости передачи-приема радиосигналов в ПНС позволили разработать рассмотренную для конкретных типов радиосигналов методику определения изменения вероятности ошибки приема сигналов с заданной надежностью в зависимости от расстояния от БС. На основе этой методики возможно решение и других задач: определение изменения надежности приема сигналов с заданной вероятностью ошибки в зависимости от расстояния до БС или определение расстояния до БС и возможных его изменений для заданных фиксированных или меняющихся величин пространственной надежности или вероятностей ошибки.

Разработанные на основе указанных выше исследований методы расчета основных параметров радиоинтерфейса подвижной связи по критериям пространственной надежности с заданной фиксированной или меняющейся помехоустойчивостью позволяют при заданных характеристиках АС, радиусе действия БС или допустимых его отклонениях и условиях распространения радиоволн определить излучаемую мощность радиопередатчика (радиопередатчиков) и чувствительность радиоприемника (радиоприемников) и высоты подвеса антенн БС. Возможно решение и обратной задачи -определение радиуса действия БС при заданных параметрах системы и условиях распространения радиоволн.

6. Разработанные методы и алгоритмы межсистемного взаимодействия радиосистем ПНС предназначены для повышения пространственной надежности связи и могут применяться при реализации взаимодействующих систем ПНС.

Разработанный метод взаимодействия сотовых систем с дополняющими их радиальными системами при приоритете связи АС с БС через сотовую систему и, в итоге, определяющий принципы реализации единых сотово-радиальных сетей позволяет повысить пространственную надежность связи практически до безальтернативного уровня. Для внедрения сотово-радиальных сетей исследованы трафиковые требования для радиальной системы, дополняющей сотовую сеть, позволяющие определить необходимое количество радио-приемо-передающих устройств БС дополняющей радиальной системы.

Разработанные метод и алгоритмы повышения пространственной надежности связи за счет взаимодействия пейджинга и сотовой системы связи при передаче SMS данных имеют практическое значение для усовершенствования ПНС.

Предложенный метод диапазонно-частотного разнесения одновременной передачи - приема радиосигналов, который можно рассматривать как развитие общеизвестного способа частотного разнесения сигналов, может быть рекомендован для повышения пространственной надежности связи.

7. Предложены методы и алгоритмы комплексного структурного взаимодействия современных систем связи для оповещения населения о чрезвычайных ситуациях.

Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов обеспечена преемственностью с апробированными теоретико - практическими подходами к вопросам построения систем и сетей подвижной наземной связи, соответствием полученных теоретических результатов с практическими результатами разработки, проектирования, внедрения и поддержки систем и сетей подвижной наземной связи. Правильность полученных результатов подтверждена практическим использованием инсгрументариев, построенных при помощи предложенных методов и методологий. Все теоретические результаты диссертации согласуются с современными научными представлениями и данными отечественных и зарубежных научных источников, а также подтверждаются их представительным обсуждением в научных изданиях и выступлениях на научных конференциях международного, всесоюзного, всероссийского и межвузовского уровней. Основные научные и технические решения нашли применение при разработке, внедрении и поддержки ряда систем и сетей подвижной наземной связи.

Реализация и внедрение результатов работы.

Теоретические и прикладные результаты внедрены:

• при проведении ряда научно-исследовательских работ в Московском техническом университете связи и информатики и научно-техническом центре ООО «НТЦ Радиопоиск» (г. Нижний Новгород);

• при внедрении Нижегородской региональной пейджинговой системы связи в ООО «Радуга- поиск»;

• в системе сотовой связи ЗАО «Нижегородская сотовая связь» для совершенствования передачи коротких (SMS) сообщений;

• в «Ассоциации операторов пейджинговой связи» - при создании федеральной и межгосударственной (с республикой Беларусь) сети пейджинговой связи;

• в МЧС России по Нижегородской области для совершенствования средств оповещения населения о ЧС;

• в научной школе по передаче данных в подвижной наземной связи, созданной при Волго-Вятском филиале МТУСИ (г. Нижний Новгород);

• результаты диссертации использованы в учебном процессе по дисциплинам «Основы построения телекоммуникационных систем и сетей», изучаемом в Волго-Вятском филиале МТУСИ и «Системы связи с радиодоступом», преподаваемом в Институте радиоэлектроники и информационных технологий Нижегородского государственного технического университета им. P.E. Алексеева.

Апробация результатов работы.

Настоящая диссертация выполнена в Московском техническом университете связи и информатики. Ее основные положения и результаты доложены и обсуждены на следующих научно-технических конференциях,

сессиях и форумах: Всесоюзных и российских научных сессиях, посвященных Дню радио (Москва) в 1973, 1976, 1980, 1984, 1992, 1994, 2003, 2006 годы, Всесоюзных научно-технических конференциях по развитию и внедрению новой техники радиоприемных устройств (Москва) в 1973, 1981,1989 годы, Международных конференциях и дискуссионно научном клубе "Нейросетевые технологии обработки информации" (Ялта-Гурзуф) в 1996, 1997 годах, Межрегиональной научно-технической конференции "Цифровая обработка сигналов в системах связи и управления" (Львов), 1992 г., Международном форуме информатизации МФИ-92, Международной академии информатизации. (Москва), 1992 г., Второй Всесоюзной научно-технической конференции 'Развитие теории и технически сложных сигналов" (Москва) 1983 г., Межрегиональной научно-технической конференции "Статистический синтез и анализ информационных систем" (Севастополь), 1991 г., Международной научно-практической конференции "Информатизация и реформы", (Н.Новгород), 1993 г., Международной конференции и дискуссионном научном клубе «Новые информационные технологии в науке, образовании и бизнесе» (New Information Technology in Science, Education and Business). IT+SE' 97, Четвертой межрегиональной конференции "Обработка сигналов в системах двухсторонней телефонной связи" (Москва), 1995 г., Второй межвузовской научно-технической конференции "Повышение эффективности вооружения и военной техники войск ПВО в интересах противовоздушной обороны" (Н.Новгород, 1995 г.), ХП-ой межрегиональной конференции «Обработка сигналов в системах телефонной связи и вещания» (Пушкинские горы, Москва), 2003г., Международной конференции «Мобильные телекоммуникации в России» (Москва), 1997 г., Бизнес-семинаре «Развитие федеральных сетей персонального радиовызова общего пользования». (Москва), 1997 г., Международной конференции Emerging Markets Conference (May 17, Moscow. European Public Paging Association. 1995г.), Всемирном конгрессе IPTS-95 'Телекоммуникационные и вычислительные системы" (Москва, 1995 г.), Международной конференции «International Paging Convention 1998», 12-14 October 1998, Athens, Greece (Атенс, Греция, 1998г.), Международной специализированной выставке - конференции военных и двойных технологий «Новые технологии в радиоэлектронике и системах управления». (Нижний Новгород, 2002г.), Научных конференциях профессорско-преподавательского, научно- и инженерно технического состава. МТУСИ (Москва),1992, 1993,1999.2000,2001,2004, 2005 годы, Международных научно-технических конференциях «Перспективные технологии в средствах передачи информации - ПТСПИ» (Perspective Technology in the Mass Media-PTMM) (Владимир), 1999, 2003, 2007 годы, Десятой межрегиональной конференции МНТОРЭС им. АС. Попова (Москва, 2000 г.), Межвузовских научно-практических конференциях «ТЕЛЕКОМ» (Ростов-па Дону), 2004 и 2007 годы, УП-ой международной научно-технической конференции «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии ФРЭМИ, 2008» (Владимир, 2008 г.), Семинаре-совещании заведующих кафедрами Телевидения, Систем радиосвязи радиовещания и Акустики. МТУСИ и ФАСГОУВПО (Москва 2009г.),

Всероссийском научно-техническом семинаре «Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов для связи и вещания» (Н.Новгород, 2010 г.), Межрегиональных научно-технических конференциях «Обработка сигналов в системах наземной радиосвязи и оповещения» (Нижний Новгород — Москва), 2006, 2007,2008 годы, Международных форумах информатизации (МФИ) (Москва),2003,2004, 2005, 2007, 2008, 2009 годы, Международных научно-технических конференциях «Информационные системы и технологии (ИСТ)» (Нижний Новгород),2004,2006,2007,2008,2009,2010,2011 годы.

Публикации

Основные результаты диссертации опубликованы в 131 научных трудах, из них в 1 монографии, в 17 статьях в отечественных научных журналах и сборниках научных трудов, в том числе 14 статей в ведущих рецензируемых журналах, отвечающих требованиям ВАК, 3 патентах, в 5 депонированных рукописях, в 105 работах и тезисах в трудах международных, всесоюзных, всероссийских, межрегиональных, межвузовских и учрежденческих научных и научно-технических конференциях, сессиях, форумах, конгрессах и семинарах.

Личный вклад

Во всех работах и в том числе совместных работах по теме диссертации автору принадлежат постановка задач и основной вклад в их решение.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы, списка используемых сокращений, приложений и изложена на 414 страницах машинописного текста, включая 320 страниц основного текста с 144 рисунками и 26 таблицами, список используемых сокращений и 28 приложений с актами внедрения результатов работы на 77 страницах. Список литературы содержит 186 наименований и занимает 12 страниц.

Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту

1. Обобщенная структурная схема (модель) систем передачи данных подвижной наземной связи (ПНС) общего пользования с многовариантным доступом и ее практическое применение для анализа действующих систем ПНС общего пользования и перспектив развития передачи данных в ПНС. Результаты этого анализа и оценки методов и скорости передачи данных в ПНС. Принципы оценки и единица измерения территориальной информатизации населения на основе теории передачи данных, когда информатизация оценивается величиной потока данных от различных средств связи и СМИ, поступающего в регион.

2. Методы реализации адресного радиовызова в ПНС, включая методы выбора, обоснования параметров сигналов и их кодирования при приоритете требований к вероятности ложного вызова по сравнению с вероятностью пропуска вызова. Трафиковые критерии передачи радиовызовов для выбора варианта взаимодействия систем радиовызова с проводными телефонными сетями общего пользования. Методы квитирования приема вызова и верности принимаемого сообщения в системах персонального радиовызова для повышения надежности передачи - приема радиосигналов с сохранением экологичности абонентских устройств вызова и методы формирования многоадресного и широковещательного радиовызова с определением способов его применения для экстренного оповещения населения о чрезвычайных ситуациях. Способы и алгоритмы организации региональных, федеральных и межгосударственных сетей персонального радиовызова.

3. Результаты статистической оценки различных вариантов передачи данных в системах адресного (персонального) радиовызова и саговой связи, приведенные к виду, позволяющему прогнозировать трафик передачи данных в системах с различной абонентской емкостью. Результаты оценки способов повышения скорости передачи данных в системах ПНС и обоснованный метод повышения скорости передачи за счет объединения радиоканалов с долевым распределением передаваемых данных и оценка способов увеличения размеров зоны действия БС в сотовых системах связи.

4. Результаты исследования и уточнение модели пространственно флуктуирующей уровневой структуры электромагнитных волн диапазонов ОВЧ и УВЧ со сложной многолучевой структурой распространения в условиях города за счет введения «промежуточной подструктуры» и математическая модель пространственной уровневой «микроструктуры», косвенный метод измерения уровня таких волн. Результаты статистической оценки пространственных флуктуации и затуханий уровня радиоволн диапазонов ОВЧ и УВЧ при их проникновении в помещения зданий с улиц города и интегральные функции распределения значений этих затуханий, обобщенная модель для прогнозирования уровня радиосигнала и методика оценки уровня радиопомех, проникающих в помещения зданий с улиц города.

5. Обобщающий метод многопараметрической оценки пространственной надежности связи при заданной помехоустойчивости и зависимость этой надежности от расстояния до БС, теоретическое исследование взаимосвязи пространственной надежности, помехоустойчивости, условий и расстояния от БС места приема радиосигналов с методикой определения этой взаимосвязи на примере конкретных видов радиосигналов. Определение средней пространственной надежности в зоне действия базовой станции и ее зависимость от надежности на границе зоны действия базовой станции. Формирование видов задач, решаемых на основе полученных результатов оценки пространственной надежности и ее взаимосвязи с помехоустойчивостью,

6. Обоснование применения комплексного взаимодействия разновариантных систем ПНС для повышения пространственной надежности

связи. Метод повышения пространственной надежности за счет дополнения сотовых сетей радиальными системами и создания сотово - радиальных систем. Определение трафиковых характеристик и потребности оборудования БС радиальных систем, дополняющих сотовую сеть, в зависимости от абонентской емкости сотовой системы. Алгоритмы и их компьютерно - программная реализация организации взаимодействия радиальной и сотовой систем в сотово-радиалыюй сети па принципах «межбазового» хендовера. Метод повышения пространственной надежности за счет «диапазонно-частотного» разнесения радиоканалов радиальной и сотовой систем в сотово-радиальной сети. Способы, алгоритмы и практический пример межсистемного взаимодействия систем пейджинговой и сотовой связи для передачи коротких (SMS) сообщений и повышения пространственной надежности.

7. Методы и алгоритмы комплексного структурного взаимодействия современных систем связи для оповещения населения о чрезвычайных ситуациях при активном участии средств ПНС. Выбор и обоснование вариантов организации каналов связи для специального режима широковещательной рассылки экстренных сообщений в сотовой и пейджинговой системах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введсшт кратко освещено современное состояние передачи данных в ПНС, обозначены проблемы такой передачи применительно к теме диссертации и обоснована ее актуальность, сформулированы цели работы и основные положения, выносимые на защиту, отмечена научная новизна полученных результатов, кратко изложено содержание диссертации, приводятся сведения об апробации и реализации результатов исследований диссертационной работы.

Первая глава посвящена применению системного подхода к обобщенной оценке передачи данных в системах и сетях подвижной наземной связи и методике количественного определения территориальной информатизации населения.

В разделе 1.1 показано, что для системной оценки передачи данных в различных системах и сетях ПНС необходима разработка обобщенной структурной модели (схемы) передачи данных. Приводится ее вид, основанный на принципах внутрисистемного, межсистемного (сетевого) и внешнего доступа.

Практическое обоснование и применение этой схемы приводится в следующих разделах главы.

В разделе 1.2 анализируются принципы организации передачи данных (сообщений) в системах персонального радиовызова - СПРВ (пейджинге). Показано, что в качестве основополагающей (базовой) системы для сравнения передачи данных в системах ПНС целесообразно использовать СПРВ. Определяются максимально возможные скорости передачи данных пейджинга, которые в зависимости от формата радиосигналов и способа кодирования для узкополосных радиоканалов могут достигать от 1200 до 6400 бит/с.

В разделе 1.3 дается оценка способам и скоростям передачи данных в транкинговых системах связи. Определяются тенденции их развития, ориентированные на технологии сотовых систем.

В разделе 1.4 подробно анализируются варианты передачи данных в сотовой связи GSM стандарта при SMS, GPRS и EDGE технологиях. Определяются практически возможные и потенциально максимальные скорости передачи данных для этих технологий. Получено соотношение для определения скорости разно-вариантной передачи данных по радиоинтерфейсу в ПНС с временным уплотнением каналов в виде функциональной взаимосвязи

B»l,j,=F(">n6*,nii6„rn,rK.<od,n„M,TK), где параметрып,пбл,пПВя,гп,гккод,ппм,Ткопределяются структурой временных кадров (пакетов), мультикадров и канальным кодированием.

Дана оценка архитектуре сети GSM/GPRS/EDGE для предоставления мультимедийной услуги (MMS).

В разделе 1.5 характеризуются особенности передачи данных в CDMA сотовых системах в сравнении с системами GSM. Определяются перспективы развития передачи данных в саговой связи при переходе к системам третьего поколения (3G) с WCDMA технологией в универсальной сети UMTS, основанных на концепциях ШТ-2000. Дана оценка влиянию мобильности АС на скорость передачи данных в системах сотовой связи различного уровня. Охарактеризованы особенности структурной схемы совместного предоставления MMS услуги сотовыми системами различных поколений. Дается оценка принципам и перспективам многоадресной и широковещательной передачи данных (MBMS) в сотовой связи. Приводится описание алгоритма поэтапных процедур для предоставления MBMS услуги и анализируются возможности и особенности организации каналов радиоинтерфейса систем 2G - 3G поколений для предоставления этой услуги.

Раздел 1.6 посвящен оценке высокоскоростного широкополосного беспроводного (радио) доступа для подвижной связи и перспективам перехода к системам 4G технологий. Рассматриваются Wi-Fi и WiMAX системы широкополосного радиодоступа и анализируются технологии HS PA, HSPA+ и LDE сотовой связи.

Дается сравнение таких систем и технологий по скорости передачи данных их радиоинтерфейсов. Проводится обобщение результатов оценки передачи данных в ПНС. Проиллюстрирована динамика роста скорости передачи данных для поэтапного системного развития ПНС.

В разделе 1.7 предлагается методика оценки территориальной информатизации населения (ТИН) на принципах теории передачи данных, за основу которой предлагается использовать суммарный поток информации от всех видов связи и всевозможных средств массовой информации (СМИ) конкретного региона, включая сюда и поставку печатных периодических

изданий, ТИНн=Л'52>Д, [чел.-бит/с], (1)

г-!

где Я - плотность населения [человек/км2], S - площадь региона [км2],

Р\ - вероятность ориентации получателя информации на конкретный /-ый источник информации, В^- скорость передачи информации этого источника.

Для такой оценки обосновывается введение специальной единицы измерения территориальной информатизации населения — ТИН.

Завершается первая глава выводами, вытекающими из приведенного в ней рассмотрения.

Вторая глава посвящена исследованию методов радиовызова в системах

ПНС.

В разделе 2.1 исследуются методы радиовызова в СПРВ, как систем, принятых за базовую модель при анализе передачи данных в ПНС общего пользования. Определяется эволюция таких систем от систем с комбинаторным частотным кодированием модулирующих сигналов до систем с цифровыми (двоичными) радиосигналами.

Проводится анализ структурного построения СПРВ на основе принципов внутрисистемного и внешнего доступа. Определяются и характеризуются перспективные форматы многоадресных радиосигналов вызова с передачей сообщений. Отмечаются экологические преимущества абонентских устройств радиовызова в сравнении с радиотелефонной связью.

Определяются перспективы применения адресного радиовызова и, в том числе, как средства оповещения об экстренных ситуациях.

В разделе 2.2 определяются критерии выбора способов взаимодействия систем радиовызова с проводными телефонными сетями общего пользования по величине трафика передаваемых радиовызовов, позволяющие рациональным образом реализовать эти системы, и, в том числе, СПРВ. Определяются соотношения для расчета создаваемой телефонной нагрузки системами радиовызова Ут в зависимости от их числа абонентов-//, с помощью которых находятся указанные критерии путем сопоставления 7т с нагрузкой районной АТС- Урдтс в виде

100УТ/ УРАТс = Ж>[3+1,5( л2+л3)]/(3600 У1 М-лтс),%, (2)

где £>- среднее число входящих вызовов, приходящихся на одного абонента СПРВ в ЧНН, П2 и Пз - соответственно числа знаков в набираемом номере вызываемого абонента и дополнительной информации к вызову, У1 и М>атс -соответственно, телефонная нагрузка создаваемая одним абонентом и абонентская емкость РАТС.

В разделе 2.3 дается оценка информативности и скорости передачи радиовызов. Доказывается, что доя типовых абонентских емкостей при вызове с сообщением среднестатистической величины скорость передачи должна достигать 972...9720 бит/с. Исследуются характеристики сигналов радиовызова и их кодирования при преобладании требований к вероятности ложного вызова по сравнению с вероятностью пропуска вызова в радиоинтерфейсе. Дается аналитическая оценка параметрам формирования сигналов вызова с многочастотным комбинаторным кодированием (МЧКК), основанных на функциях комбинаторики по размещениям, сочетаниям, смешанного кодирования, сочетающего в себе функции размещения и сочетания, и частотного кодирования с десятичным построением. Для таких

сигналов определяются такие параметры, как взаимосвязь скорости передачи с полосой частот формирования сигналов, эффективность использования полосы частот и энтропия сигналов. Эти параметры оцениваются как для ортогональных сигналов кодовых частот, так и для случаев при обработке сигналов в декодирующих устройствах практически популярными несложными фильтрами. Решается задача согласования кодовой емкости и полосы частот формирования указанных видов МЧКК с абонентской емкостью системы радиовызова -Ыв виде

Та =-

3600

" +1) Тв=<р{т,1,ЬР\

— АТ,

(3)

где Тв -время передачи вызова, А Г- интервал времени между радиовызовами, £>- то же, что и в (2), М — число повторений радиовызова, И{т) — функция комбинаторики, по которой строится конкретный код, <р(т,1,др) - функция, определяющая Тв в зависимости от т-количества кодовых частот в системе кодирования, / -числа последовательно передаваемых радиоимпульсов, заполненных кодовыми частотами, АР - полосы частот формирования вызовов.

Решается задача по оценке помехоустойчивости передачи сигналов

вызова. Для цифровых систем с двоичным кодированием (ДК) проводится

оценка использования избыточных кодов в условиях, когда вероятность

р„ ложного вызова много меньше вероятности рщ, пропуска вызова.

Для оценки р„ на рис.2 показан фрагмент возможных ошибочных переходов в

заданную кодовую комбинацию г.

Символами «•» обозначены запрещенные

(неиспользуемые) кодовые комбинации и

«О» - разрешенные комбинации.

Стрелками сплошных линий показаны

переходы разрешенных комбинаций в

заданную /. Стрелкой штриховой линии

показан вариант перехода из разрешенной

кодовой комбинации в запрещенную,

которая исправляется в заданную. Чтобы

т,„„ - „ ~____устранить такое ошибочное исправление,

Рис. 2. Переходные вероятности для ^ >

ложного вызова при избыточном коде необх°Димо отказаться от исправления ошибок в декодере и использовать код только для обнаружения ошибок. В этом случае ошибочные переходы будут определяться вероятностью необнаруженной ошибки /?но(*#> только для разрешенных комбинаций. Тогда при равновероятной передаче каждрр из N комбинаций можно записать

, . Р" (4)

N-1

Полагая, что ря о(}/]) =Рн.о0/0, можно считать, что А.» полной

вероятности необнаруженной ошибки.

Тогда Рп=Рн.Ж (5)

В свою очередь, р1{0 -/>)"', где Щсо) - весовая характеристика

кода, (1- кодовое расстояние, и-длина кодовых комбинаций, р - вероятность ошибки элементарного сигнала для симметричного канала (при вероятности перехода р10 =ра\ ~р) без памяти и без замираний, считая, что ошибки приема символов обусловлены гауссовскими шумами.

Оценку сверху можно сделать с помощью учета только разрешенных комбинаций (поскольку только они могут передаваться или приниматься -декодироваться). Для этого будем считать, что все Ы- 1 разрешенные кодовые комбинации имеют наибольшую вероятность перехода в заданную /-ю комбинацию р\ 1 - р)"^, т.е. располагаются на окружности с радиусом (1. Это разрешенные кодовые комбинации, которые на самом деле располагаются на этой окружности (на рис.2 см. Ау) и комбинации с большим к, которые как бы переносятся на эту окружность (см. переносы комбинаций В1 в точке с символами «*»). Тогда, учитывая число возможных переходов N-1, получаем

Подставив это в (5), получаем

1 - РУ «рЧ1 - РГ" (6)

В условиях отсутствия сигнала, при р = 1/2, ря=У2п. Исследование выражения (6) на экстремум позволяет определить величинур* =с!/п , соответствующую максимальной величине

(7)

Вероятность пропуска вызова для симметричного канала определится

Р, = Р«=£^'0 = £С1рЧ1-РГ,. = 1-С1-Р)" • (8)

М («1

При/>«0,5 Рщ ~ пр. (9)

Если для вызова используется не одна кодовая комбинация (слово), а / слов, каждое длиной п, то при условии равновероятности передачи этих слов и независимости ошибок в них можно записать:

РЛ'У= !■- 0- Р.У 1 г--р-- р\1-РГ*1; Р. м= 1--(1/2/(1/2)"-"]'«(1/2)-;

Р„,(/)=1-(1-Р)"' ; (10)

С помощью полученных соотношений исследовались наиболее практически значимые избыточные коды для обоснованных эксплуатацией систем радиовызова величин /?л=10"8 и />1ф=10"2.

В этом разделе также обосновываются рекомендации выбора диапазона радиоволн для систем радиовызова и дается оценка выбору параметров радиосигналов (радиоканала). Анализируются системы, реализуемые на основе

уплотнения вещательных радиоканалов. Характеризуется эффективность абонентского использования радиоканала вызова в виде отношения количества обслуживаемых абонентов к полосе частот радиоканала.

В разделе 2.4 предлагается для повышения достоверности и надежности передачи радиосигналов применение метода энергоэкономичного квитирования принимаемых сообщений абонентским приемным устройством радиовызова. Дается теоретическое обоснование такому методу, основанному на изменении (уменьшении) спектральной плотности элементарного сигнала в зависимости от его длительности. Доказывается, что использование предлагаемого метода позволяет сохранить экологичность абонентских устройств радиовызова за счет сведения к минимому влияния их квитирующего радиоизлучения на человека в отличие от повсеместно используемых сотовых радиотелефонов.

В разделе 2.5 исследуются способы реализации многоадресного и широковещательного радиовызова. На основе анализа практически востребованных форматов сигналов радиовызова для передачи многоадресного или широковещательного вызовов целесообразно формирование специальных адресных сигналов, общих для группируемых абонентов или для всех абонентов с соответствующим введением в приемники радиовызова устройств обработки этих сигналов.

В разделе 2.6 дается оценка методам практической организации городских, региональных, федеральных и межгосударственных сетей многоадресного радиовызова Предлагаются многовариантные сценарии взаимодействия региональных систем радиовызова с различными форматами сигналов вызова. На основании этих сценариев была разработана и практически внедрена многорегиональная межгосударственная сеть многоадресного радиовызова (пейджинга), построенная по узловому централизованному принципу «Ассоциацией операторов пейджинговой связи», схема которой приводится на рис. 2.

Разрабатываются принципы введения в таких сетях абонентской номерной системы с учетом предельных величин пропускной способности радиоканала вызова и реально возможного выделения радиочастотного ресурса для сети радиовызова.

Завершается вторая глава выводами, вытекающими из приведенного в ней рассмотрения.

Третья глава посвящена статистической оценке передачи данных в ПНС и анализу методов увеличения скорости передачи данных и размеров зоны действия БС. Предлагается схема, определяющая направления (виды доступа) в системе передачи данных, где должна производиться статистическая оценка.

В разделе 3.1 на основании эксплуатационных данных крупной региональной СПРВ дается статистическая оценка передачи данных в адресных системах радиовызова по следующим параметрам: нагрузки доступа в систему, трафика радиовызовов, передаваемых по радиоканалу, размеру передаваемых сообщений- дополняющих вызовы. Результаты оценки приводятся в нормированном виде на одного активного абонента в виде суточных распределений этих параметров. Обосновываются величины этих параметров

Рис.2. Многорегиональная сеть радиовызова на территории Российской федерации, взаимодействующая с сетью государства Беларусь, для ЧНН (среднее количество вызовов, приходящихся на одного абонента - D может составлять от 0,195 до 0,295, наибольшая нагрузка приходится на интервал времени от 11 до 15 часов с сохранением пиковых значений в ЧНН на интервале от 11 до 12 часов) и определяется наиболее вероятная величина дайны передаваемых сообщений - 45 символов.

В разделе 3.2 на основании данных действующих систем сотовой связи дается статистическая оценка SMS, GPRS/EDGE, MMS передачи данных и голосового трафика, рассматриваемого как вариант передачи данных в сотовой наземной радиосвязи. Полученные результаты приводятся в нормированном на одного активного абонента виде с представлением суточных (по пятнадцати минутным интервалам) распределений для различных дней недели. Для SMS GPRS/EDGE, MMS передачи определяются интервалы времени с наибольшим трафиком, местоположение ЧНН (часа наибольшей нагрузки) и интенсивность трафика, приходящегося на одного активного абонента в ЧНН.

Определяются суточные распределения суммарного трафика для всех видов передачи данных, включая и голосовую связь с учетом соотношений полноскоростного и полускоростного ее режима. В результате всех статистических оценок определяются их основные параметры. Трафик передачи данных голосовой связи значительно превышает величины трафиков других видов передачи данных и зависит от дня недели (будничные дни или выходные). Наибольший трафик лежит в интервале от 10:15 до 20:00 часов.

Наименьший трафик наблюдается с 00:15 до 07:30 часов. Местоположение ЧНН приходится на интервал от 18-15 до 19-15 часов. Объем трафика, приходящегося на одного активного абонента в ЧНН, по будничным дням, в среднем по дням недели при полноскоростной передаче может достигать порядка 3500 кбит и при полускоросгной передаче около 2000 кбит,

Характеризуется прогнозирование помесячного изменения трафика передачи данных.

Определяется методика использования полученных результатов для оценки систем с различной абонентской емкостью, позволяющая определить основные требования к построению сотовой системы.

В разделе 3.3 проводится оценка способов повышения скорости передачи данных в системах ПНС и обосновывается метод повышения скорости передачи за счет объединения радиоканалов с долевым распределением по ним передаваемых данных.

В разделе 3.4 определяются способы увеличения размеров зоны действия БС в сотовых системах связи. Анализируются способы этого увеличения за счет допустимой коррекции форматов (таймслотов) радиосигналов и аппаратных средств. Полученные результаты этого анализа обосновываются характеристиками распространения радиоволн ОВЧ и УВЧ диапазонов.

Завершается третья глава выводами, вытекающими из приведенного в ней рассмотрения.

Четвертая глава посвящена исследованию частотно-энергетических аспектов распространения радиосигналов вызова и передачи данных в подвижной наземной связи.

В разделе 4.1 определяются принципы и особенности электромагнитной совместимости (ЭМС) систем ПНС по распределению радиочастот между системами ПНС и их территориальному использованию с учетом особенностей распространения электромагнитных волн. Обозначаются задачи дополнительных исследований затуханий уровня радиоволн при проникновении их в помещения зданий.

В разделе 4.2 приводятся результаты исследования распространения радиоволн ОВЧ и УВЧ диапазонов в условиях их использования подвижной связью.

На основании результатов исследований пространственных флуктуаций уровня поля этих волн в условиях города, предлагается косвенный метод измерения уровня электромагнитных волн со сложной многолучевой структурой распространения, позволяющий повысить скорость и упростить процесс измерения. Приводится уточнение модели уровневой структуры поля за счет введения «промежуточной подструктуры» при распространении радиоволн в условиях города. Предлагается математическая модель пространственной уровневой «микроструктуры».

Приводятся результаты статистической оценки пространственных флуктуации уровня радиоволн ОВЧ и УВЧ со сложной многолучевой структурой распространения в условиях города. Рассматриваются статистические результаты исследований. затуханий уровня поля при

проникновении в помещения зданий. Определяются интегральные функции распределения величин флуктуации уровня поля и его затуханий при проникновении радиоволн в помещения зданий, для которых в общем виде можно записать

( 2 '^^/ЗГ I СХР[ 2<г/

(11)

где ДЯе- суммарные пространственные флуктуации уровня сигнала на улицах города, Д^ затухания уровня сигнала при проникновении в помещения зданий, А/(дее-до и етг- математическое ожидание и среднеквадрэтическое отклонение совместных случайных изменений уровня сигнала на улицах и затуханий в

помещениях зданий, Ф(х) = (2/ехр(- Г2/2>// . фу„КЦИя Крампа. Значения

о

Л*(де£-д0И Ох определены в дБ для помещений первых, цокольных помещений и подвальных помещений.

С позиции уровневой микроструктуры поля определяется влияние мобильности АС на уровень принимаемого радиосигнала.

Определяется обобщенная модель прогнозирования уровня радиосигнала в зоне действия систем ПНС, уточненная для приема сигналов в помещениях зданий.

В разделе 4.3 на основании существующих способов оценки уровня радиопомех в городе и полученных выше результатов по оценке затуханий уровня электромагнитного поля в зданиях приводится методика прогнозирования уровня радиопомех, проникающих в помещения зданий с улиц города

Завершается четвертая глава выводами, вытекающими из приведенного в ней рассмотрения.

В пятой главе рассматривается метод многопараметрической оценки надежности связи в системах ПНС. Определяется пространственная (территориальная) надежность связи в виде многопараметрической взаимосвязи с помехоустойчивостью приема сигналов, характеристиками и условиями распространения радиоволн, величиной радиопомех и параметрами приемопередающего радиооборудования системы ПНС.

В разделе 5.1 дается оценка требуемого порогового уровня сигнала для заданной помехоустойчивости при меняющемся уровне радиопомех и теоретически определяется зависимость пространственной надежности при заданной помехоустойчивости от расстояния от БС для радиосигналов со сложной многолучевой структурой распространения.

Для заданного (порогового) уровня сигнала Еа надежность в зоне действия радиосредств (БС или АС) может характеризоваться вероятностью р равенства ипревышения уровня сигнала Яс величины Ел

где ЩЕС) -плотность распределения вероятностей величины уровня сигнала^ Используя обобщенную модель распространения радиоволн со сложной многолучевой структурой распространения, характерную для ОВЧ и УВЧ диапазонов, характеристики (распределения) случайных изменений уровня сигнала и его затуханий при проникновении в помещения зданий, параметры помехоустойчивости передачи сигналов, возможные изменения радиопомех, можно определить их функциональную взаимосвязь. После ряда аналитических преобразований этой взаимосвязи выражение для определения зависимости надежности связи (пространственной надежности при заданной помехоустойчивости) от расстояния от БС определится в виде

'Е1 +Ма -Еп -рЛ п-р

5(1Г)Ч=100-

|ехр

= 100

2[£Т/(Л-/?)]2

■ЗГН-Т!*

(13)

о™+<у1 , Л'- расстояние от БС, выраженное в дБ относительно Л

где: гг^ ^одв-г^д

в единицах длины, например, км, Е\ - средний уровень сигнала на единичном расстоянии Д=1, Мд - математическое ожидание затухания радиосигнала при проникновении в помещения зданий, Еп - уровень помех, р'- требуемое отношение сигнал-помеха, п — показатель экспоненты потерь, определяемый типом модели распространения радиосигнала, р - коэффициент, характеризующий интенсивность изменения (убывания) уровня суммарных радиопомех с ростом Я, а^ и о\ - дисперсии соответственно флуктуаций уровня сигнала на улицах и его затуханий при проникновении в помещения зданий города, Ф(х) - функция Крампа. Величины ЕиМА, Еи, р\^ и о-д-в дБ.

На основании (13) для отдельных моделей приводятся расчетные графики изменения надежности от Я, нормированного к Ян с заданной надежностью.

В разделе 5.2 определяется средняя пространственная надежность в зоне действия базовой станции и ее взаимосвязь с надежностью на границе зоны действия базовой станции.

В разделе 5.3 проводится анализ взаимосвязи пространственной надежности и помехоустойчивости передачи - приема радиосигналов в различных условиях действия системы ПНС. На примере конкретных видов радиосигналов предлагается методика оценки изменения параметров помехоустойчивости (в том числе вероятности ошибки приема сигналов) в зависимости от расстояния от БС при заданной пространственной надежности.

В разделе 5.4 приводятся оригинальные результаты оценки влияния радиопомех на надежность и помехоустойчивость приема радиосигналов в

помещениях зданий. В частности, определяются случаи, когда при определенных значениях пространственной надежности влиянием радиопомех, проникающих в помещения зданий с улиц, на помехоустойчивость можно пренебречь.

В разделе 5.5 определяется перечень задач, решаемых на основе полученных результатов оценки пространственной надежности и ее взаимосвязи с помехоустойчивостью, к наиболее значимым из которых относится расчет основных параметров оборудования радиоинтерфейса ПНС и оценка качества связи в зоне действия радиосистемы.

Завершается пятая глава выводами, вытекающими из приведенного в ней рассмотрения.

Шестая глава посвящена предлагаемым методам повышения пространственной надежности связи за счет комплексного адаптивного взаимодействия разно-вариантных радиосистем. Разработка этих методов базируется на анализе параметров радиосигналов и технико-эксплуатационных особенностях оборудования БС и его размещения.

В разделе 6.1 приводится теоретическое обоснование метода повышения пространственной надежности за счет дополнения сотовых сетей радиальными системами и создания сотово-радиальных систем. На основании теоретических выкладок и полученных соотношений определяются графики (см. рис.3) повышения надежности - при задаваемых нормирующих

Рис.3. Изменение (увеличение) надежности при изменениях математических ожиданий уровня сигнала за счет добавления радиальной системы к сотовой значениях надежности-5н в зависимости от увеличения математического ожидания ДА/ уровня сигнала за счет дополнения радиальной системы, нормированного к а^ап п-[\ - параметрам, используемым в соотношении (13).

Определяется методика оценки изменения средней пространственной надежности связи за счет дополнения радиальной системы в сотовую сеть.

Сравниваются территориальные структуры зон действия региональной сотовой и радиальной систем при их взаимодействии.

В разделе 6.2 определяются и анализируются трафиковые характеристики радиальных систем, дополняющих сотовую сеть. С учетом особенностей

территориальных структур зон действия этих систем, определяются потребности оборудования БС дополняющей радиальной системы в зависимости от абонентской емкости сотовой системы.

В разделе 6.3 обосновывается синтез алгоритмов и их компьютерно -программная реализация организации взаимодействия радиальной и саговой систем в сотово-радиальной сети на принципах «межбазового» хендовера.

В разделе 6.4 обосновывается метод повышения пространственной надежности за счет «диапазонно-частотного» разнесения радиоканалов радиальной и сотовой систем в сотово-радиальной сети. Предлагается использование этого метода в традиционных сотовых сетях и других видах ПНС.

В разделе 6.5 определяются и оцениваются способы межсистемного взаимодействия систем пейджинговой и сотовой связи для передачи коротких сообщений. Разрабатывается алгоритм такого взаимодействия. Приводится практический пример взаимодействия пейджинговой и сотовой связи с иллюстрацией повышения пространственной надежности и увеличения зоны обслуживания.

В разделе_6J> определяются методы и алгоритмы комплексного

структурного взаимодействия современных систем связи для оповещения населения о чрезвычайных ситуациях. При этом акцентируется внимание на анализе взаимодействия средств ПНС. Предлагается и обосновывается использование в специальном режиме широковещательной рассылки экстренных сообщений в сотовой и пейджинговой системах. Определяются особенности использования каналов этих систем для такой рассылки и определяются скорость и время передачи экстренных сообщений.

Завершается шестая глава выводами, вытекающими из приведенного в ней рассмотрения.

В заключении приводятся основные результаты диссертации.

В приложениях приводятся сравнительные характеристики передачи данных в существующих системах ПНС, методология формирования каналов и оценка передачи данных по TDMA технологии.. Рассматривается пример использования Wi-Fi и WiMAX технологий при их взаимодействии. Представлены сравнительные таблицы параметров многоадресных систем радиовызова типа СПРВ (пейджинга). Приводятся примеры расчёта параметров кодирования и помехоустойчивости сигналов многоадресного радиовызова и обосновываются технические требования для систем радиовызова с синхронно работающими передатчиками. Дается оценка мощности квитирующего сигнала для радиовызова. Определяются сценарии передачи роуминговых сообщений в адресных системах радиовызова и принципы абонентской нумерации для многорегионалышй сети радиовызова. Дается оценка применению метода объединения радиоканалов с долевым распределением передаваемых данных (ОРДРД) для повышения скорости передачи данных в системах радиовызова и сотовой связи. Приводятся результаты статистической оценки в форме дискретно усредненных суточных распределений трафика SMS и GPRS

данных, создаваемого абонентом сотовой связи. Дается методика и пример пересчета напряженности электромагнитного поля к мощности сигнала на входе радиоприемного устройства и расчетная сравнительная оценка для различных моделей прогнозирования среднего уровня ОВЧ и УВЧ радиосигналов. Приводятся результаты расчетов параметров взаимодействия радиальной и сотовой систем. Для такого взаимодействия дается анализ алгоритмов, моделирование и программная реализация принятия решения инициации межсистемного хэндовера. Дается обоснование алгоритмам, программной модели и пример расчета взаимодействия систем сотовой связи и адресного радиовызова. при передаче экстренных сообщений оповещения населения.

В приложении также приводятся акты внедрения результатов диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработана обобщенная структурная схемы (модель) передачи данных для систем ПНС. С использованием этой схемы проведен анализ методов передачи данных и определены тенденции развития передачи данных, возможных способов и видов передаваемой информации для СПРВ, транкинговых систем, сотовых систем GSM/SMS/GPRS/EDGE, CDMA, сетей UMTS для WCDMA технологии, высокоскоростного радиодоступа Wi-Fi, WiMAX и перспективных технологий HSPA, HSPA+ и LDE. Получено выражение для определения скорости разно вариантной передачи данных по радиоинтерфейсу в различных системах ПНС с временным уплотнением каналов.

Предложены методика оценки и единица измерения территориальной информатизации населения (ТИН), основанная на принципах теории передачи данных.

2. В результате аналитической оценки эволюции систем многоадресного радиовызова (СПРВ), типоз форматов и кодирования радиосигналов вызова в зависимости от размеров зоны действия и абонентской емкости определены практически полезные, перспективные варианты и методы построения таких систем. Определены перспективы применения адресного радиовызова от СПРВ до систем телеуправления и как средство оповещения об экстренных ситуациях.

Определены и исследованы варианты, характеристики и критерии выбора способов взаимодействия системы адресного радиовызова с городской телефонной (проводной) сетью (ГТС) в зависимости от абонентской емкости систем радиовызова.

Определены информативность и скорость передачи адресных радиовызовов и их зависимость от абонентской емкости системы радиовызова и величины передаваемых сообщений. Разработаны методы синтеза и оценки параметров сигналов различных видов многочастотного комбинаторного кодирования (МЧКК). Разработана теория оценки параметров

помехоустойчивости для различных вариантов МЧКК и двоичного кодирования (ДК), приемлемых для сигналов радиовызова в радиоинтерфейсе, при условии преобладания требований к вероятности ложного вызова по сравнению с вероятностью пропуска вызова. На конкретных примерах показана методика расчета параметров радиоканала вызова.

Предложен и теоретически обоснован метод квитирования (подтверждения) приема радиовызовов. Обоснованы способы многоадресной и широковещательной передачи сигналов радиовызова.

Определены способы создания региональных, многорегиональных и межгосударственных сетей многоадресного радиовызова (СПРВ) и показаны примеры их практической реализации с разработанными принципами формирования абонентских номеров.

3. Исследованы статистические параметры передачи данных в системах ПНС - многоадресного радиовызова, SMS, MMS, GPRS/EDGE данных и голосовой связи в сотовых системах связи. Результаты этих исследований позволяют определить основные требования реализации и эксплуатации указанных систем с различной абонентской емкостью.

4. Дана аналитическая оценка способам и обоснован метод повышения скорости передачи данных в ПНС за счет объединения радиоканалов с долевым распределением по ним передаваемых данных (ОРДПД). Определены возможности увеличения зоны действия базовой станции в сотовой связи

5. Скорректированы характеристики распространения ОВЧ-УВЧ радиоволн и радиопомех в системах ПНС на основе исследований микроструктуры пространственных флуктуаций уровня радиосигнала и его затухания при проникновении в помещения зданий города.

6. Определен метод многопараметрической оценки пространственной надежности связи, учитывающий параметры БС и характеристики распространения радиоволн, затухания их уровня при проникновении в помещения зданий, радиопомех, помехоустойчивость передачи радиосигналов и чувствительность радиоприемного устройства АС.

Определена зависимость этой надежности от расстояния до базовой станции для различных условий приема сигналов (на улицах и в помещениях зданий города). Получено выражение для определения средней надежности связи в зоне действия базовой станции, и определена ее зависимость от надежности на границе этой зоны.

Показана взаимосвязь помехоустойчивости приема сигналов и эффективности использования полосы частот канала связи (энтропии сигналов) с пространственной надежностью. На конкретных примерах показана методика определения зависимости пространственной надежности от изменения вероятности ошибки принимаемых радиосигналов.

7. Обосновано повышение пространственной надежности связи за счет комплексного адаптивного взаимодействия разновариантных радиосистем ПНС. Предложен и обоснован метод повышения пространственной надежности за счет дополнения сотовой сети радиальной системой, который позволяет восполнить подвижной связью участки территории обслуживаемого региона, не

охваченные сотовой сетью. Разработана теория оценки пространственной надежности сотово-радиальной сети, которая доведена до уровня методики территориального планирования при внедрении радиальной системы в сотовую сеть. Разработаны алгоритм и программное обеспечение хендоверного взаимодействия (переключения) радиальной и сотовой систем с приоритетом действия сотовой системы.

Разработаны и показаны практически реализованные способы взаимодействия пейджинговой и сотовой сетей в режиме передачи коротких сообщений, основанные на указанных выше методах взаимодействия сотовых и радиальных систем.

Обосновано предложение об использовании «диапазонно-частотного» разнесения радиоканалов как метода повышения пространственной надежности связи.

Определены методы комплексного взаимодействия систем связи для экстренного оповещения населения о чрезвычайных ситуациях. Обоснованы и конкретизированы способы и условия широковещательной передачи экстренных сообщений через системы GSM, WCDMA сотовой связи и многоадресного радиовызова.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ Монография

1. Туляков Ю.М. Системы персонального радиовызова. М.: Радио и связь 1988,- 168 с.

Список публикаций в ведущих рецензируемых журналах и сборниках, отвечающих требованиям ВАК

1. Туляков Ю.М. Системы персонального радиовызова - Электросвязь, 1976г № 5, с. 37-46

2. Туляков Ю.М. Надежность приема УКВ сигналов в подвижных радиосистемах.// Межведомственный сборник трудов "Методы обработки и устройства формирования пространственно-временных сигналов."- М„ МЭИ, 1984 г. №36, с. 110-114

3. Туляков Ю.М, Абдалов В.В., Сорокина Е.В. Обобщенная оценка передачи данных в системах подвижной связи // Электросвязь. - 2009 - №1 - С. 37-43.

4. Туляков Ю.М. Статистика затуханий уровня электромагнитного поля ОВЧ при проникновении в помещения зданий города. // Технологии ЭМС -2009 -№2(29)-С. 85-89.

5. Туляков Ю.М. Оценка скорости передачи данных по радиоинтерфейсам в действующих системах сотовой связи. //Известия ЮФУ. (Технические науки). Тематический выпуск «Компьютерные и информационные технологии в науке, инженерии и управлении» Таганрог 2009.-№2 - С. 106110.

6. Туляков Ю.М. Оценка пространственной надежности ОВЧ радиосвязи в условиях города.// T.Comm.-2009-№4- С.20-23.

7. Туляков Ю.М., Шакаров Д.Е., Калашников A.A. Сравнение вариантов передачи данных в системах связи на «последней миле». T.Comm «Спецвыпуск по итогам 3-й отраслевой научной конференции «технологии информационного общества»».-часть 3.-август, 2009-С. 199-202.

8. Туляков Ю.М., Шакаров Д.Е., Калашников A.A. Обобщение результатов исследований методов использования современных средств подвижной наземной радиосвязи для оповещения в кризисных ситуациях.//Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов, Известия ЮФУ. Технические науки.-2010.-№5: Таганрог, с. 195-201.

9.Туляков Ю.М. Эффективность взаимодействия сотовой и «широкозоновой» систем связи У/Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов, Известия ЮФУ. Технические науки.-2010.-№5: Таганрог, с. 207-215.

Ю.Туляков Ю.М. Особенности параметров помехоустойчивости в системах с радиовызовом и с приоритетом требований к ложному вызову по сравнению с пропуском вызова // Вестник нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, Jtel, 2010 г., Н. Новгород, с.64-69. .

11.Туляков Ю.М. Пространственная надежность прохождения радиосигналов со сложной многолучевой структурой распространения в условиях города (на улицах и при проникновении в помещения). // Вестник нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, №5,часть!, 2010 г., Н. Новгород, С.75-84.

12. Туляков Ю.М. Пространственная надежность в зависимости от вероятности ошибки приема радиосигналов подвижной связи.// T.Comm.-2010-№9-С.136-139.

13. Туляков Ю.М., Шакаров Д.Е., Калашников A.A. Анализ широковещательной передачи данных в современных сотовых системах подвижной наземной радиосвязи. // Журнал T-Coram, №1: Москва - 2011. -С. 29-33.

14.Туляков Ю.М. Алгоритмическая оценка взаимодействия сотовых и радиальных систем подвижной наземной связи. //Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов, Известия ЮФУ. Технические науки.-20И.-№5, Таганрог, с. 21-26.

Список патентов

1. Туляков Ю.М. Двухсторонняя пейджинговая система связи с

подтверждением приема сообщений. (2010) Патент RU № 2 392 740 С2. Опубликовано: 20.06. 2010г. Бюл. № 17.

2. Туляков Ю.М. Система сотовой связи. (2010) Патент на изобретение RU №2405259 С1. Опубликовано: 27.11. 2010г. Бюл. № 33.

3. Туляков Ю.М. Способ объединения сотовой и пейджинговой систем связи.

(2011) Патент на изобретение RU №2426888 С2 Опубликовано: 20.04. 2011г. Бюл. № 11.

Выборочный список основных публикаций в других изданиях

1. Туляков Ю. М. Структура сигналов и выбор характеристик систем персонального радиовызова//Аннот. и тез. докл. — М.: Всес. науч. сессии, посвященной Дню радио/НТО РЭС им. А. С. Попова. — М., 1973. — С. 104—105.

2. Туляков Ю. М. Оценка ряда параметров внедрения системы персонального радиовызова СПРВ//Тез. докл. XXXI Всесоюз. научн. сессии, посвященной Дню радио/НТО РЭС им. А. С. Попова,— М., 1976,—С.46—47.

3. Туляков Ю.М. Некоторые основания для выбора технических решений систем персонального радиовызова (СПРВ). - М,, 1976 г.// Депонирована в ЦНИИТЭС приборостроения 13.12.76 г. № 664.

4. Горячев А. А., Туляков Ю. М. Оценка параметров кодирования с частотными признаками //Тр. НИИ Гидрометеорологического приборостроения. — 1977. — Вып. 34. — С. 106—120.

5. Туляков Ю.М. Экспериментальная оценка затуханий электромагнитных ультракоротких волн, проникающих в помещения зданий //Тез. докл. XXXV Всесоюзн. научн. сессии, посвященной Дню радио/НТО РЭС им. А.С.Попова.- М.,1980.

6.Туляков Ю.М. Методика расчета надежности УКВ радиосвязи с подвижными объектами в различных условиях города//Тезисы докладов, XXXIX Всесоюзная научная сессия, посвященная Дню радио, - М., Радио и связь, 1984 г.

7. Туляков Ю.М., Дежурный И.И., Евженков А.С. Задачи передачи цифровой информации в системах сухопутной подвижной радиосвязи//Депонирована в ЦНТИ "Информсвязь", - М., 1987 г. №9.

8.Туляков Ю.М. Сети и системы персонального радиовызова//Тезисы докладов научной сессии, посвященной Дню радио. - Москва, 1994г

9.Туляков Ю.М., Чирков С.Б. Передача сигналов вызова в канале ОВЧ-ЧМ радиовещания //Тезисы докладов. Вторая межвузовская научно-техническая конференция "Повышение эффективности вооружения и военной техники войск ПВО в интересах противовоздушной обороны". - Н.Новгород. Высшее зенитное училище ПВО МО РФ, 1995 г.

Ю.Туляков Ю.М., Чирков С.Б., Мезин Д.А., Денисов В.Ю. Анализ возможностей согласования сетей Internet и персонального радиовызова/ЯГезисы докладов. Международная конференция и дискуссионный научный клуб "Нейросетевые технологии обработки информации",-Украина. Крым. Ялта-Гурзуф, 1996 г.

И. Туляков Ю.М. Концептуальный анализ вариантов реализации Федеральной сети персонального радиовызова//Тезисы докладов. Международная конференция и дискуссионный научный клуб «Новые информационные технологии в науке, образовании и бизнесе» (New Information Technology in Science, Education and Business). IT+SE' 97) - Украина. Крым. Ялта-Гурзуф, 12-24 мая 1997 г.

12. Туляков Ю.М., Чирков С.Б., Люлин О.В. Современный синтез региональной системы персонального радиовызова// Тезисы докладов Международная конференция «Нейросетевые технологии обработки информации». -Украина. Гурзуф, октябрь 1997 года.

13. Туляков Ю.М. Принципы организации объединенной многостандартной пейджинговой сети//Тезисы докладов. Международная конференция «Мобильные телекоммуникации в России». Москва, 23-24 октября 1997 г.

14. Туляков Ю.М., Люлин О.В., Денисов В. Ю., Кузнецов СО., Чирков С.Б. Как организовать службу персонального радиовызова общего пользования (Статистический анализ)//Тезисы докладов. Бизнес-семинар «Развитие федеральных сетей персонального радиовызова общего пользования» Москва, Россия, 19-20 ноября 1997 г.

15. Yuri M. Tulyakov From Régional to Fédéral Messaging in Russia // International Paging Convention 1998,12-14 October 1998, Athens, Greece

16. Туляков Ю.М., Абдалов B.B., Сорокина E.B. Новые аспекты передачи информации в распределенной сети средств персонального радиовызова//Материалы 3-ей международной научно-технической конференции «Перспективные технологии в средствах передачи информации - ПТСГОГ99» (Perspective Technology in the Mass Media-PTMM99) -г. Владимир, 1-5 июля 1999 г.

17.Тудяков Ю.М., Абдалов В.В., Сорокина Е.В. Исследование многовариантных сигналов в сетях персонального радиовызова//Тезисы докладов. Десятая Межрегиональная конференция МНТОРЭС им. АС. Попова. - Москва, 2000 г.

18. Туляков Ю.М., Туляков А.Ю., Кузнецов А.Я., Абдалов В.В., Сорокина Е.В. Последние достижения в пейджинге и его развитие//Тезисы доклада. LVIII научная сессия, посвященная Дню радио. - Москва, май 2003г.

19. Туляков Ю.М. Пейджинг-Са11-центр-1Р-телефония//Тезисы докладов. Всероссийская научно-техническая конференция «Информационные системы и технологии ИСТ-2004», - Нижний Новгород, 2004 г.

20. Туляков Ю.М. Анализ характеристик развития адресной передачи данных в подвижной наземной связи// Материалы доклада в трудах Российского НТО РЭС им. А.С. Попова «Научная сессия, посвященная Дню радио». Выпуск XL1, Москва, 2006г.

21.Туляков Ю.М. Статистическая оценка передачи данных в системах подвижной наземной связи общего пользования/Дезисы докладов Международной научно-технической конференции. «Информационные системы и технологии ИСТ-2006». Н.Новгород, 2006г.

22. Туляков Ю.М. Эволюция передачи данных в подвижной наземной связи: от пейджинга до высокоскоростного радиодоступа//Материалы четырнадцатой межрегиональной научно-технической конференции «Обработка сигналов в системах наземной радиосвязи и оповещения». Московское и Нижегородское региональные отделения НТОРЭС им А.СПопова, МГУСИ, Нижний Новгород - Москва, 2006 г.

23. Туляков Ю.М., Абдалов В.В., Туляков А.Ю. Информационное экстренное оповещение через средства наземной подвижной связи//Материалы Международной научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения». INTERMATIC-2006, Москва, 2006 г.

24. Туляков Ю.М. Территориальная информатизация населения//Материалы 15-й межрегиональной научно-технической конференции «Обработка сигналов в системах наземной радиосвязи и оповещения». Н.Новгород- Москва, 2007г.с.69-70.

25. Туляков Ю.М., Шакаров Д.Е., Лашкин Г.Л. Статистика трафика передачи данных в сотовой связи. «Труды Московского технического университета связи и информатики», том 2, Москва.2008г., с. 316-320.

26. Туляков Ю.М. Энергетически экономное квитирование приема данных в подвижной связи//Материалы шестнадцатой межрегиональной научно-технической конференции «Обработка сигналов в системах наземной радиосвязи и оповещения». Пушкинские горы - Москва, 2008, с. 90-91.

27. Туляков Ю.М., Д.Е. Шакаров, A.A. Калашников. Оповещение населения при ЧС с помощью широковещательных сообщений сетей мобильной связи. Международный форум информатизации (МФИ 2009)//Труды конференции «Телекоммуникационные и вычислительные системы». Москва, 2009,-С.132-133.

28. Туляков Ю.М. Алгоритмы формирования сигналов в современных согово-радиальных системах подвижной связи. «Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов для связи и вещания: тексты докладов всероссийского научно-технического семинара, Под ред. Шахгильдяна В.В.Москва. Инсвязьиздат 2010, с.147-149.

29.Туляков Ю.М. Оценка изменения помехоустойчивости приема радиосигналов в зоне действия подвижной связи в условиях города по критерию пространственной надежности//Труды Международной научно-технической конференции «Информационные системы и технологии (ИСТ-2010)», Нижний Новгород, 2010 г. ,с. 110.

30.Туляков Ю.М., Калашников A.A., Шакаров Д.Е. Анализ методов квитирования- в системах связи с позиции возможностей их применения к радиосигналам подвижной связи//Труды Международной научно-технической конференции «Информационные системы и технологии (ИСТ-2010)», Нижний Новгород, 2010 г., с. 111.

31. Туляков Ю. М., Харитонов A.C. К вопросу взаимодействия сотовой связи и многоадресного радиовызова //Материалы IV Международного форума ITForum 2020 / Информационное общество 2,0. XVII Международная научно-техническая конференция «Информационные системы и технологии (ИСТ-2011)».Нижний Новгород, 2011 г.

32.Туляков Ю. М., Бедник Д.О. Оценка выбора каналов подвижной наземной связи для оповещения ЧС//Труды Северо-Кавказского филиала Московского технического университета связи и информатики.- Ростов-на-Дону.: ПЦ «Университет» СКФ МТУСИ,2011.С.167-170.

Туляков Юрий Михайлович

«Методы радиовызова, оценки и повышения надежности передачи данных в подвижной наземной связи»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Подписано в печать 16.04.2012. Формат 60x84/16. Печать офсетная Печ.л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ 115.

Оперативная полиграфия «Брис - М» 111024, г. Москва, ул. Авиамоторная, д.8