автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Повышение достоверности передачи служебной информации по занятым телефонным каналам

АРСЕНЬЕВ МАКСИМ ВЛАДИМИРОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ДОСТОВЕРНОСТИ ПЕРЕДАЧИ СЛУЖЕБНОЙ ИНФОРМАЦИИ ПО ЗАНЯТЫМ ТЕЛЕФОННЫМ КАНАЛАМ

Специальность 05 12 13 - «Системы, сети и устройства

телекоммуникаций»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2007

ооз

003174899

Работа выполнена на кафедре «Радиотехника и телекоммуникации» Московского Государственного Университета Сервиса

Научный руководитель - заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор

официальные оппоненты -

доктор технических наук, профессор Б А Савельев,

кандидат технических наук

А Г Симонян

Ведущее предприятие - ФГУП НИИ «Платан»

с заводом при НИИ

О И ШЕЛУХИН

Защита диссертации состоится «22» ноября 2007 г в 14.00 ч на заседании диссертационного совета Д 212 186 04 при Пензенском государственном университете по адресу 440026, г. Пенза, ул Красная, 40

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в библиотеке Пензенского государственного университета Автореферат размещен на сайте www pnzgu га

Автореферат разослан «

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

В В Смогунов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность и состояние проблемы

В задачах повышения эффективности сложных систем связи приоритетной является разработка методов рационального построения каналов связи с использованием специальных сигналов, распределенных во времени или на разных частотах по псевдослучайному закону, известному только корреспонденту Применение этих сигналов позволяет получить новые, весьма высокие стандарты качества и надежности работы информационных каналов.

В качестве примера можно привести систему коммерческого учета и отключения электроэнергии у бытового потребителя, предназначенную для уменьшения потерь электроэнергии в бытовом секторе, с одной стороны, и уменьшения задолженности бытового потребителя за фактически потребленную электроэнергию - с другой. Эаа система позволяет добиться от неплательщиков регулярных платежей за потребленную электроэнергию, что достигается за счет применения новых технологий передачи данных

Одним из наиболее ответственных участков при построении подобных систем контроля и учета являются системы передачи информации от первичных датчиков электроэнергии (электросчетчиков бытовых потребителей) до устройства регистрации. В настоящее время можно выделить несколько видов каналов, среди которых наиболее перспективными являются «занятые» каналы связи электропроводка, выделенные или коммутируемые телефонные каналы связи. Другим примером использования таких служебных сигналов может служить оперативно-технологическая связь (ОТС). Например, передача в одном канале как сигналов контроля целостности канала связи, так и информационного сигнала Необходимость такого контроля особенно актуальна при организации сети каналов связи совещаний Для организации непрерывного контроля целостности может использоваться аппаратура обнаружения контрольных сигналов, которые передаются в полосе речевых сигналов от наиболее удаленных абонентов. Сложность этих задач

3

усугубляется тем, что с целью повышения экономической эффективности разработки целесообразно использовать наиболее распространенные и уже существующие «занятые» каналы связи, в первую очередь - телефонные Под «занятыми» понимаются существующие каналы связи, предназначенные для иных целей, чем передача служебных сигналов

Изложенные выше обстоятельства требуют решения важной научно-технической задачи - разработки теории и методов реализации нового класса систем обработки и передачи служебной информации по занятым каналам связи, обеспечивающих высокую достоверность передачи сообщений, в том числе и при воздействии мощных, сильно коррелированных негауссовских помех

Диссертация базируется на результатах теоретических и прикладных исследований в области обработки и передачи сигналов в негауссовских помехах, проделанных Б Р Левиным, В Г Валеевым, Н К Кульманом, Д Мидлтоном, А Н Малаховым, Ю Г Сосулиным, В Я Конторовичем, Ш М Чабдаровым, О И Шелухиным и др, а также в области формирования, передачи и обработки шумоподобных сигналов - Л Е Варакиным, В В Калмыковым, В Б Пестряковым, Н Т Петровичем, К Феером, Ю С Шинаковым и др

Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка принципов построения и методов реализации систем передачи служебных сигналов в системах управления и связи при обеспечении гарантии качества передачи информационных сообщений (речи и данных), обеспечивающих рациональное использование имеющихся каналов передачи информации

Для достижения поставленной цели требуется решение следующих

задач

• теоретические и экспериментальные исследования методов передачи служебных сигналов с расширением спектра по занятым телефонным каналам,

а также статистический анализ характеристик помех и факторов, оказывающих мешающее воздействие на работу систем передачи служебных сообщений,

• разработка алгоритмов обработки и оценки достоверности передачи слабых дискретных сигналов на фоне воздействующих интенсивных негауссовских помех,

• выбор типа и параметров сигналов с расширением спектра с целью обеспечения заданной вероятности ошибки передачи служебных сигналов по занятым телефонным каналам связи при гарантированном обеспечении разборчивости полезного речевого сообщения,

• оценка достоверности передачи служебных сигналов, с использованием одночастотных и многочастопшх сигналов с расширением спектра, в условиях потока сосредоточенных по времени помех, вызванных речевыми сообщениями,

« разработка устройства передачи служебных сигналов с расширением спектра по занятым телефонным каналам с целью проведения экспериментальных исследований характеристик помехоустойчивости, а также устройства анализа качества передачи речевых сообщений, при совместной передаче ими служебных сигналов по занятому телефонному каналу связи

Методы исследования. В основу проведенных исследований положены методы теории вероятности, случайных процессов, математической статистики, математического и физического моделирования

Научная новизна результатов диссертационного исследования 1. Предложен метод передачи служебных сигналов по занятым телефонным каналам с помощью сигналов с расширением спектра при гарантированном обеспечении качества информационных сообщений

2 Синтезированы асимптотически оптимальные алгоритмы обработки слабых дискретных сигналов на фоне интенсивных аддитивных коррелированных негауссовских помех, содержащие блоки нелинейной инерционной обработки, характеристики которых определяются распределением и корреляционными свойствами речевого сообщения

3 Разработаны рекомендации по выбору типа и параметров сигналов с расширением спектра с целью обеспечения заданной вероятности ошибки передачи служебных сигналов по занятым телефонным каналам связи при гарантированном обеспечении высокой разборчивости полезного речевого сообщения

4 Проведен теоретический анализ и разработана марковская модель потока ошибок, устанавливающая взаимосвязь параметров совокупности импульсных помех, вызванных речевым процессом, и параметрами занятого канала связи

5 Разработано программное обеспечение, проведено имитационное моделирование и получены численные результаты, подтвердившие возможность применения предложенных моделей и алгоритмов для анализа систем передачи служебной информации с помощью шумоподобных сигналов в одном канале с речевым сообщением

6 Предложены принципы построения и методы реализации передающих и приемных устройств служебных сигналов по занятым телефонным каналам связи с высокой достоверностью при использовании сигналов с расширением спектра и помехоустойчивым кодированием, не ухудшающие разборчивости речи в тракте телефонного канала даже при значительном уровне служебных сигналов

Практические результаты

Разработанные структурные и принципиальные схемы устройств передачи служебных сигналов с расширением спектра по занятым телефонным каналам связи, а также результаты экспериментальных исследований характеристик помехоустойчивости могут быть использованы при реализации систем непрерывного дистанционного учета потребления электроэнергии в бытовом секторе или оперативной технологической связи по занятым каналам связи

Реализация работы. Работа выполнялась в рамках НИР ГОУ ВПО МГУС № 01 04 04 (РН ВНИТЦ №0120 0 404696,2004 - 2006гг ) «Исследование и разработка цифровых методов сбора, обработки и передачи данных на всех уровнях автоматизированной системы контроля и учета электроэнергии»

Результаты исследований использованы при разработке устройства передачи коротких цифровых сообщений с помощью сигналов с расширением спектра по занятым телефонным каналам, а также устройства регистрации речевых сообщений при мешающем действии сигналов с расширением спектра в системах дистанционного управления удаленными пунктами на железнодорожном транспорте, что подтверждается соответствующим актом о внедрении

Обоснованность и достоверность научных положений

Достоверность основных выводов и результатов работы подтверждаются корректностью математических выкладок, сопоставлением расчетных зависимостей с полученными результатами проведенных экспериментальных исследований передачи служебных сообщений по занятым телефонным каналам

Основные положения, выносимые на защиту

1 Создание асимптотически оптимальных алгоритмов когерентного и некогерентного различения слабых служебных сигналов при воздействии мощных коррелированных негауссовских помех в виде речевых сообщений, а также аналитические и численные оценки достоверности передачи служебных сигналов по занятым телефонным каналам связи при условии ограничения полосы пропускания и отношения сигнал-помеха

2 Установление взаимосвязи параметров совокупности импульсных помех, вызванных речевыми процессами в телефонном канале, и параметров модели ошибок канала связи, а также оценка адекватности моделируемых и реальных потоков ошибок в занятых телефонных каналах связи при передаче служебных сигналов.

3 Разработка рекомендаций по выбору параметров псевдослучайных последовательностей с расширением спектра, позволяющих обеспечить требования по обеспечению заданной достоверности передачи служебных сигналов и не ухудшающих разборчивости речи в тракте телефонного канала

4 Развитие принципов построены и методов реализации устройств передачи и приема служебной информации по занятым телефонным каналам связи с использованием сигналов с расширеаием спектра

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных научно-практических конференциях «Наука - сервису» (Москва, 2005, 2006, 2007гг) и на научно-практических конференциях «Проблемы развития электротехнических комплексов и информационных систем» (Москва, 2005,2006гг)

Публикации. По результатам выполненных исследований в период 2005 - 2007 гг опубликовано 9 научных работ, в том числе две в рецензируемых периодических журналах, рекомендуемых ВАК

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и шести приложений Работа содержит 160 страниц машинописного текста, 8 таблиц, 52 рисунка, библиографию из 104 наименований и шести приложений, общим объемом 25 страниц

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении анализируется состояние проблемы, обосновывается актуальность исследования, формулируются основные задачи.

В первой главе проведен анализ существующих и разрабатываемых систем передачи служебных сигналов Показано, что в ряде случаев в подобных системах обязательным является передача информации по занятым каналам связи - коммутируемым и некоммутируемым телефонным каналам Учитывая редкий характер появления служебных сигналов и низкую скорость передачи, строить выделенную систему связи для целей передачи этих сигналов -

нецелесообразно Поэтому важное место при построении подобных систем занимают вопросы передачи специальных видов информационных сигналов (как правило, шумоподобных (ШПС)) по занятым каналам связи, в которых полезный сигнал выступает в качестве помехи Учитывая структуру информационных сигналов занятого канала связи (в телефонном канале -речевое сообщение), структура подобных (квазисигнальных) помех может быть достаточно хорошо изучена, и предложены способы повышения достоверности систем передачи служебных сигналов

На примерах конкретных реализаций речевого сигнала показано, что применимость стационарных моделей речевых сообщений и усредненных статистических характеристик (спектральной плотности мощности, корреляционной функции, распределения мгновенных значений) ограничивается правомерностью применения к речевым случайным процессам понятия стационарности или локальной стационарности

Наиболее перспективным видом сигналов для передачи служебной информации являются шумоподобные сигналы с расширением спектра со скачками по времени или по частоте Эффективность подобных сигналов определяется базой сигнала, которая в случае скачков во времени равна длительности кодовой последовательности Ь , а в случае скачков частоты -числу спектральных составляющих сигнала М Выбор базы сигнала с расширением спектра должен осуществляться исходя из полосы канала связи (например телефонного канала), требуемой помехоустойчивости ШПС и отношения сигнал- помеха (ОСП)

Учитывая, что под помехой понимается речевое сообщение, требуемое ОСП должно быть таким, чтобы разборчивость речевого сигнала при передаче по тому же каналу связи сигнала с расширением спектра не снижалась, а сам служебный сигнал не создавал неприятных ощущений в телефонной трубке

Во второй главе на основе теории асимптотически оптимального приема (АОП) проведен синтез и анализ алгоритмов различения слабых дискретных сигналов ЬА)= Б,и, г = 1,2) в аддитивных коррелированных негауссовских

помехах (пик)~щ) с дисперсиями а], существенно превышающими мощность полезного сигнала при когерентном и некогерентном приеме

Синтез алгоритмов различения дискретных сигналов, на основе анализа наблюдаемой реализации = 1,н\ на фоне аддитивных коррелированных негауссовских помех \пк,И = 1,н), характеризуемых коэффициентом корреляции Л1, при когерентном приеме в рамках АОП показал, что в условиях коррелированных речевых помех, описываемых полигауссовской ПРВ перехода Щ.(пк /пкА), выражение для решающей статистики имеет вид

Л(Х) = А- ^(^А^Дл^.,)] (1)

Здесь - характеристики блоков инерционного нелинейного

преобразования (БИНГТ)

2 =--\гтт(п.1п. ,)=------

£ = —— 1пй^(иА =

Найдено, в частности, что в случае двухкомпонентного полигауссовского распределения характеризуемого коэффициентами взвешивания /?„ 1=1,2 учет, сильной корреляции помехи позволяет достичь выигрыша по входному ОСП при Рош=10":' порядка 7,5 дБ по отношению к линейному приемнику для 11=0,1 и 12 дБ при 11=0,5 В случае фиксированного значения ОСП q2r = -15 дБ вероятность ошибки снизится с 0,5 до 2* КГ6 при уровне корреляции помех Я=0,5 При меньших ОСП выигрыш по вероятности несколько ниже Выигрыш от нелинейной обработки в БИНП при некогерентном приеме на фоне коррелированных помех при Рош=10"3 составляет порядка 3 дБ для Ы<0,5 По

отношению к линейному приемнику выигрыш за счет использования БИНП при слабых сигналах может достигать 10 12 дБ

Синтез алгоритмов различения дискретных сигналов на фоне аддитивной коррелированной негауссовской помехи при когерентном приеме в рамках АОП показал, что можно ограничиться лишь первыми линейными членами разложения в ряд Тейлора ПРВ перехода 1У(ун у- ) В результате алгоритм различения двух сигналов при когерентном приеме записывается в виде

Н,

+ > 0 (2) Н,

Здесь уь_]), Уь-О - характеристики БИНП, в которых

осуществляется нелинейное подавление негаусссовских помех

Н, (г=1,2) - альтернативные гипотезы

При некогерентном различении дискретных сигналов в аддитивных негауссовских коррелированных помехах алгоритм принимает вид

/

нг

Здесь 2'ш(у,,) = у„_,),(<?, г -/ь-7, /г);

ЛВа=В„-В№, АЕ = Е,-Е„ где Д* = ЕЗД*-, = X -

1,-1 1,-1

автокорреляционная функция и энергия г-го сигнала соответственно

Получены соотношения для оценки вероятности ошибки при распознавании сигналов при когерентном и некогерентном приеме в условиях негауссовских коррелированных помех В частности, при когерентном приеме найдено, что вероятность ошибки оценивается соотношением

Рот = ег&

Ш ~ Л ~ МЦ ¡Ь-1 + ^21,-1 1

"1(4)

ег&(х)= [ехр^- интеграл вероятностей,

ц2г-=--ОСП на входе в случае помех с гауссовской ПРВ,

Ш о„

д! = сг// I, ] = 1,2 - элементы матрицы коэффициентов подавления помехи,

где элементы информационной матрицы Фишера |/фп|| помехи пн>

заданной ПРВ перехода (пк /пнч),

1 ч Ь

1 "

Численный анализ полученных алгоритмов показал, что при приеме слабых сигналов (при малых ОСП) нелинейная инерционная обработка позволяет значительно повысить помехоустойчивость приема служебных сигналов в негауссовских речевых помехах по сравнению с линейным приемником Для помех с полигауссовскими ПРВ численно оценена эффективность нелинейной обработки Показано, что чем выше коэффициент

корреляции речевых помех, тем значительнее эффект от применения нелинейной обработки, который может достигать 5 дБ при К—0,5 Для некогерентного обнаружения дискретных сигналов в условиях коррелированных негауссовских помех, найдено, что вероятность ошибки в значительной мере определяется коэффициентами уь-ь характеризующими эффективность нелинейного подавления негауссовских коррелированных помех в условиях некогерентного приема

Ихк у,-, = > х.У = 0 4

хЬ уН~1

¿УЖ-,

элементы информационной

матрицы |/п|

Полученные соотношения позволяют численно оценить эффективность нелинейной обработки наблюдаемой реализации на фоне речевых помех с полигауссовской ПРВ

Получены характеристики блоков инерционного нелинейного преобразования негауссовских помех с полигауссовским распределением с коррелированными значениями Определены зависимости между коэффициентами корреляции отсчетов и элементами матрицы коэффициентов подавления ¡х2Н1) помехи с полигауссовским распределением, а также показано,

что эффективность нелинейной обработки в условиях малых ОСП с ростом коэффициента корреляции возрастает

Для обеспечения выполнения высоких требований к помехоустойчивости передачи служебных сигналов по занятым телефонным каналам с низким ОСП (менее -10 дБ) можно применять помехоустойчивое кодирование.

Показано, что при совместной передаче служебных сигналов и речи по занятому телефонному каналу при когерентном приеме и ОСП менее -10 дБ, гарантирующем высокую разборчивость речевого сообщения, использовании

псевдослучайных сигналов (ПСП) с Ь=7, 15 (при простейшем помехоустойчивом кодировании в виде кода повторений) обеспечивает вероятность ошибки кодового слова в диапазоне 10~7 . 10"8 При некогерентном приеме удается достичь такой же помехоустойчивости путем увеличения длины ПСП до значений £=31,63

В третьей главе исследованы особенности передачи служебных сигналов по занятым телефонным каналам в условиях воздействия помех в виде речевого процесса, передаваемого в том же телефонном канале

Показано, что, поскольку передача сигналов управления является дискретным процессом, последовательность мешающих событий, вызванных речевым сигналом как помехой, можно рассматривать как дискретную во времени последовательность {£} случайных величин е, - отсчетов речевого сигнала В этом случае вероятность искажения таких сигналов речевым сигналом приводит к дискретным потокам событий — потокам ошибок Вероятность появления этих событий зависит от методов формирования и обработки дискретных сигналов, от характера и мощности помехи, вызванной речевым сигналом на интервале передачи элементов сигнала Анализ эффективности технических решений в рассмотренных системах требует разработки методики моделирования последовательностей {£}, порождаемых речевым сигналом как помехой

В главе разработана марковская модель потока ошибок, устанавливающая взаимосвязь параметров совокупности импульсных помех, вызванных речевым процессом, и параметров модели дискретного канала Показано, что предложенная математическая модель потоков ошибок требует исследования характеристик совокупности помех и искажений в каналах передачи служебных сигналов по занятым каналам связи, характеристик помехоустойчивости, свойств речевого сигнала, а также оценки адекватности моделируемых и реальных потоков ошибок

Для практического использования модели реализован алгоритм расчета основных характеристик потоков ошибок по параметрам математической

модели Предложенная модель дискретного канала исходит из того, что канал стационарен, симметричен и в нем отсутствуют ошибки синхронизации (вставки и выпадения) и стирания При этих ограничениях модель дискретного канала сводится к модели потока ошибок, которая должна быть определена так, чтобы последовательность ошибок на отдельном интервале анализа можно было считать ее реализацией с достаточной степенью точности Наиболее удобной с практической точки зрения оказалась модель, описывающая последовательность состояний канала и позволяющая оценить вероятность события, состоящего в том, что в макете из L блоков появляется К искаженных блоков длиной N символов, которую можно выразить уравнением

Р(Х,1,Л0 = Рф Р(*,/,иЫ (5)

Здесь рф - вектор-строка финальных вероятностей марковской цепи, J -единичный вектор-столбец, состоящий из Н единиц, Р(к,1,п) = ^Рд(к,1,п^ -

квадратная матрица вероятностей того, что в макете из I блоков появляется к искаженных блоков п символов при передаче нулевого блока в г - м состоянии, а 1 -го - в j -м состоянии

Найдено, что матрицу V(k,l,n) удобно вычислять, пользуясь рекуррентными соотношениями, разбивая ее при этом на две составляющие Р(к,1,п) = Р(к,1-1,п) Р(0, Тк) + Р(к-1,1-1,п) Р{1, П), (б)

причем, вычисление (5) производится при всех значениях I-к, (L-K) +К, начиная с младших разрядов параметров к = О, К

Таким образом, рекуррентным способом можно вычислить характеристику потока ошибок P{K,L,N) согласно формуле (5), используя выражения (6), по параметрам математической модели По описанному алгоритму была разработана программа для расчета характеристик потока ошибок по параметрам модели речевого информационного сигнала и получены численные результаты оценки помехоустойчивости передачи дискретных служебных сигналов на фоне потока импульсных помех, вызванных речевым

процессом, передаваемым в том же телефонном канале Для сопоставления экспериментальных (Р%М> т,п)) и расчетных (Р(М>т,п)) распределений в работе использован критерий х2 с одной степенью свободы Уровень значимости при инженерных расчетах принимался равным 0,05

В ходе сопоставления экспериментальных и теоретических оценок характеристик Р(М>т,п) для различных длин интервалов п получены оценки адекватности Показано, что расчетные и экспериментальные характеристики показывают совпадение, отвечающее критерию %2 в широком диапазоне изменений аргументов

В четвертой главе описываются принципы построения и структура разработанного устройства передачи служебных сигналов со скачками частоты по занятому телефонному каналу связи Анализируются условия проведения экспериментальных исследований помехоустойчивости служебных сигналов с ШПС со скачками частоты при изменении числа частот, изменении уровня сигнала от - 45 до - 5 дБ, изменении порядка следования частотных посылок

В процессе разработки системы передачи служебных сигналов со скачками частоты выяснилось, что устройство приема служебных сигналов и устройство анализа речевого сигнала имеют общие схемные решения Благодаря этому оба устройства могут быть выполнены на одной платформе, а переход от решения одной задачи к другой может осуществляться перестановкой перемычек. Показано, что структуру служебного сигнала характеризуют номиналы частот, длительности и порядок следования элементарных частотных посылок Для оптимального выбора этих параметров необходимо исследовать спектральный состав и корреляционно - частотные характеристики речевого сигнала Именно для этого исследования было разработано устройство анализа речевого сигнала.

При использовании сигналов с расширением спектра в каналах передачи служебных сигналов максимальное влияние на них оказывается речевым сигналом от различных абонентов. В связи с этим в главе приведены

результаты исследования спектральных и амплитудных характеристик различных сигналов голосовых абонентов, прошедших через канал связи

Показано, что основная энергия речевого сигнала сосредоточена в полосе от 0,3 до 1,2 кГц, амплитуды спектральных составляющих, имеющих значения выше 1,2 кГц, значительно (в 10 и более раз) меньше амплитуд составляющих, лежащих в полосе 0,3 1,2 кГц Из полученных результатов видно, что значительную часть времени (80%) мгновенное значение амплитуды речевого сигнала лежит в пределах -10. -30 дБ даже в точке с нулевым измерительным уровнем

Полученные оценки характеристик систем, сделанные с учетом характеристик реальных сигналов, подтверждают предположение о перспективности исследований и проектирования аппаратуры передачи служебных сигналов по занятым каналам связи с целью улучшения качества функционирования

Поскольку передаваемый шумоподобный служебный сигнал будет поступать на входы всех абонентских розеток, подключенных к линии и, следовательно, создавать определенный мешающий шум, который будет прослушиваться всеми абонентами, было проведено исследование характеристик ШПС, при которых его влияние на восприятие речи было бы минимальным В связи с тем, что длина псевдослучайной последовательности и скорость манипуляции ограничены временем срабатывания решающего устройства и частотными характеристиками канала связи, для анализа мешающего влияния ШПС использовался передатчик с длиной последовательности в 15 элементарных символов, несущей частотой от 0,1 до 3,5 кГц и скоростью манипуляции от 1 до 16 периодов несущей на бит элементарной посылки

Найдено, что передача ШПС ниже уровня шума на 5дБ обеспечивает его достаточную маскировку и не вызывает дополнительных дискомфортных ощущений у абонента

Анализ измеренных характеристик звукового давления, создаваемых ШПС, показал, что можно использовать значения несущей частоты от 0,1 до 4 кГц без ухудшения разборчивости речи в тракте телефонного канала даже при значительном уровне служебных сигналов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1 Выполнен анализ существующих методов передачи служебных сигналов, обоснована целесообразность и возможность использования шумоподобных сигналов с расширением спектра для передачи в полосе частот, совмещенной со спектром передачи речевого сообщения Показано, что помехи в канале вызваны воздействием более мощного, чем служебный сигнал, речевого сообщения, имеющего негауссовский характер Найдено, что передача служебных широкополосных сигналов, имеющих уровни ниже уровня речевого сигнала на ЮдБ, обеспечивает его достаточную маскировку, не вызывая дополнительных дискомфортных ощущений у телефонного абонента

2 Разработаны асимптотически оптимальные алгоритмы различения слабых дискретных сигналов в условиях мощных негауссовских помех в виде речевого сообщения при когерентном и некогерентном приеме отличающиеся от известных алгоритмов наличием блоков нелинейной инерционной обработки, характеристики которых определяются распределением и корреляционными характеристиками помех

3 Предложена математическая модель потока ошибок с использованием марковских цепей, устанавливающая взаимосвязь экспериментально найденных параметров совокупности импульсных помех, вызванных речевым процессом, и параметров модели дискретного канала. Разработано программное обеспечение для расчёта характеристик потока ошибок по параметрам разработанной модели и реализован алгоритм расчёта основных характеристик потоков ошибок по параметрам математической модели, подтвердившие возможность реализации систем передачи служебной информации совместно с речевым сообщением

4 Методами имитационного моделирования установлена взаимосвязь параметров совокупности импульсных помех, вызванных речевым процессом, и параметров модели дискретного канала, а также оценки адекватности моделируемых и реальных потоков ошибок в занятых телефонных каналах связи в условиях передачи служебных сигналов

5 Разработаны структурные и принципиальные схемы устройств передачи служебных сигналов по занятым телефонным каналам Экспериментально исследованы характеристики помехоустойчивости передачи сигналов в различных реальных телефонных каналах, а также разборчивость речи в тракте телефонного канала при значительном уровне служебных сигналов, что подтвердило теоретические предпосылки использования занятых каналов связи для передачи служебных сигналов

6 Анализируя результаты теоретических и экспериментальных исследований, а также результаты имитационного моделирования, целесообразно рекомендовать совмещенную передачу служебных сигналов в виде сигналов с расширением спектра ниже уровня информационных сообщений при реализации систем непрерывного дистанционного учета потребления электроэнергии в бытовом секторе или оперативной технологической связи по занятым каналам связи

Основные публикации по теме диссертации

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1 Арсенъев МВ Марковская модель потока ошибок в каналах информационных систем при воздействии помех импульсного типа -Наукоемкие технологии, 2007, №7, с 38-44

2 Арсенъев МВ Разработка марковской модели потока ошибок при воздействии помех импульсного гипа на основе экспериментальных характеристик непрерывного канала связи//— Электромагнитные волны и электронные системы , 2007, №9, с 37-45

Публикации в других изданиях

1 Арсеньев MB Выбор модели помех импульсного типа в электротехнических системах //Арсеньев М В., Атайеро Адереми Материалы Х-й международной научно-практической конференции «Наука - сервису» -ГОУ ВПО МГУС, 2005, с. 114-119

2 Арсеньев MB Разработка цифровой модели потока ошибок электротехнической информации по характеристикам совокупности помех// Материалы Х-й международной научно-практической конференции «Наука-сервису» -ГОУ ВПО МГУС, 2005, с 119-122.

3 Арсеньев MB Импульсные помехи в электротехнических комплексах и системах и их влияние на цифровую аппаратуру - Известия вузов Электротехнические комплексы и информационные системы, 2005, №1, с 122128

4 Арсеньев MB Оценка характеристик потока ошибок в каналах управления информационных систем и электротехнических комплексов по параметрам модели// Арсеньев MB., Шелухин Д.О Издательство «Радиотехника» Электротехнические и информационные комплексы и системы, 2006, т 2, №1, с 12-14

5 Арсеньев MB Разработка Марковской модели потока ошибок в информационных системах при воздействии помех импульсного типа // Шелухин О И, Арсеньев М В Издательство «Радиотехника» Электротехнические и информационные комплексы и системы, 2006, т 2, №1, с 40-45

6. Арсеньев MB Оценка параметров модели потока импульсных помех по результатам экспериментальных измерений в каналах управления информационных систем и электротехнических комплексов // Арсеньев М В , Шелухин Д О. Издательство «Радиотехника» Электротехнические и информационные комплексы и системы, 2006, т 2, №2, с. 15-19

7. Арсеньев MB Идентификация характеристик систем передачи данных в канале управления электротехническими комплексами по параметрам

совокупности помех и искажений Материалы научно-практической конференции «Проблемы развития электротехнических комплексов и информационных систем» ГОУВПО МГУС,2005, с 58-61

Арсеньев Максим Владимирович

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 15 10 2007 г Формат 60x90, 1/16 Объем 1,25 п л. Тираж 100 экз. Заказ № 515

Отпечатано в ООО "Фирма Блок" 107140, г Москва, ул Краснопрудная, вл 13. т. (499) 264-30-73 www.blokOlcentre.narod.ru Изготовление брошюр, авторефератов, печать и переплет диссертаций.

ВВЕДЕНИЕ

1. ПРОБЛЕМА ПЕРЕДАЧИ СЛУЖЕБНОЙ ИНФОРМАЦИИ ПО ЗАНЯТЫМ КАНАЛАМ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 .Примеры систем передачи служебной информации по занятым телефонным каналам

1.1.1. Автоматизированная система коммерческого учета и отключения электроэнергии у бытового (АСКУЭ)

1.1.2. Системы оперативно-технологической связи (ОТС)

1.2. Статистические характеристики речевого сигнала

1.2.1. Методы математического описания речевых сигналов.

1.2.2. Экспериментальные характеристики

1.3. Качество воспроизведения речевого сигнала при передаче по каналу связи совместно со служебными сигналами

1.4. Характеристики сигналов с расширением спектра

1.4.1. Расширение спектра со скачками во времени

1.4.2. Расширение спектра скачками по частоте

1.5. Постановка задачи исследования

2. СИНТЕЗ И АНАЛИЗ АСИМПТОТИЧЕСКИ ОПТИМАЛЬНЫХ АЛГОРИТМОВ ОБНАРУЖЕНИЯ И РАЗЛИЧЕНИЯ СЛАБЫХ СИГНАЛОВ В НЕГАУССОВСКИХ ПОМЕХАХ

2.1. Постановка задачи

2.2. Синтез алгоритмов обнаружения и различения слабых сигналов в негауссовских коррелированных помехах

2.2.1. Особенности синтеза алгоритмов

2.2.2. Когерентный прием

2.2.3. Некогерентный прием

2.3. Анализ эффективности нелинейной обработки в случае полигауссовских моделей коррелированных речевых помех

2.3.1. Помехи с независимыми значениями

2.3.2. Коррелированные помехи

2.4. Анализ характеристик когерентного различения служебных сигналов в негауссовских помехах условиях малых ОСП

2.4.1. Когерентное различение служебных сигналов в условиях негауссовских помех с независимыми значениями

2.4.2. Когерентное различение сигналов в условиях коррелированных негауссовских помех

2.5. Оценка помехоустойчивости передачи служебных сигналов с корректирующим кодированием

2.6. Выводы

3. ПЕРЕДАЧА СЛАБЫХ СЛУЖЕБНЫХ СИГНАЛОВ В УСЛОВИЯХ МОЩНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ ПОМЕХ

3.1. Разработка модели потока ошибок по характеристикам совокупности помех в телефонном канале

3.1.1. Постановка задачи

3.2 Разработка модели помех импульсного типа

3.2.1. Разработка математической модели непрерывного канала связи

3.2.2. Модель механизма возникновения импульсных помех в каналах связи

3.2.3. Марковская модель потока ошибок при воздействии помех импульсного типа

3.3. Экспериментальные характеристики импульсных помех, вызванных речевыми сигналами в телефонных каналах связи

3.4. Разработка математической модели речевого сигнала как помехи

3.4.1. Экспериментальная оценка характеристик импульсных помех вызванных речевым сигналом

3.4.2. Разработка модели источника речевых пакетов с учетом особенностей телефонного диалога.

3.5. Расчёт характеристик потока ошибок по параметрам модели

3.6. Оценка адекватности модели потока интервалов реальной структуры речевого сигнала

3.7. Выводы

4. РЕАЛИЗАЦИОННЫЕ ОСНОВЫ ПЕРЕДАЧИ СЛУЖЕБНЫХ СИГНАЛОВ ПО ЗАНЯТЫМ КАНАЛАМ СВЯЗИ

4.1. Реализация передатчика шумоподобного сигнала со скачками частоты

4.2. Структурная схема устройства приема сигналов со скачками частоты и устройства анализа речевого сигнала

4.3. Реализация передатчика последовательных шумоподобных сигналов

4.4. Исследование характеристик речевого сигнала в каналах передачи служебных сигналов

4.4.1. Исследование спектральных характеристик речевого сигнала в каналах передачи служебных сигналов

4.4.2. Амплитудный анализ речевого сигнала

4.4.3. Исследование спектрально-корреляционных характеристик речевого сигнала в канале передачи служебных сигналов

4.4.4. Исследование характеристик приведенного звукового давления, создаваемого последовательным ШПС

4.5. Выводы

В задачах повышения эффективности сложных систем связи приоритетными являются не только оценки, но и разработка методов рационального использования построения каналов связи с использованием специальных сигналов, распределенных во времени или на разных частотах по псевдослучайному закону, известному только корреспонденту. Применение этих сигналов позволяет получить новые, весьма высокие стандарты качества и надежности работы информационных каналов.

В качестве примера таких информационных систем можно привести автоматизированную систему коммерческого учета и отключения электроэнергии у бытового потребителя (АСКУЭ), предназначенную для уменьшения потерь электроэнергии в бытовом секторе, с одной стороны, и уменьшения задолженности бытового потребителя за фактически потребленную электроэнергию, с другой. Данная система позволяет добиться от этих неплательщиков регулярных платежей за потребленную электроэнергию. Цель достигается за счет применения новых технологий передачи.

Система решает задачи сбора, накопления, обработки и представления информации о потреблении электроэнергии; контроля технического состояния распределительных сетей и приборов учета, выявление аварий, хищений и других нарушений, составление баланса от подъездного до пофидерного; управление потреблением электроэнергии на уровне отдельного потребителя (дистанционное отключение-подключение, ограничение потребления).

Проблематике моделирования и автоматизизации коммерческого учета и отключения электроэнергии, снижения коммерческих потерь электроэнергии посвящены исследования ученых В.Э. Воротницкого, Ю.С. Железко, C.JL Кужекова, И.И. Надтоки, В.Г. Фетисова и др.

Вместе с тем одним из наиболее ответственных и до настоящего времени достаточно не изученных участков построения подобных систем контроля и учета является системы передачи информации от первичных датчиков электроэнергии (электросчетчиков бытовых потребителей) до устройства регистрации. Это так называемая «последняя миля» подобных систем. Строить специальные выделенные сети связи для этих целей экономически не целесообразно. Внимание разработчиков обращено к использованию существующих систем связи - радио и проводных. В настоящее время можно выделить несколько видов каналов, среди которых наиболее перспективными являются «занятые» каналы связи: электропроводка, выделенные или коммутируемые телефонные каналы связи. Каждый из этих каналов имеет свои достоинства и недостатки. Работа в этом направлении ведется в настоящее время по всем из этих направлений.

Другим примеров использования таких служебных сигналов может служить оперативно-технологическая связь (ОТС). Например, передача сигналов контроля целостности канала связи в одном канале с речевым сигналом. Необходимость такого контроля особенно очевидна при организации сети каналов связи совещаний. Для организации непрерывного контроля целостности может использоваться аппаратура обнаружения контрольных сигналов, которые передаются в полосе речевых сигналов от аппаратуры наиболее удаленных абонентов.

Изложенные выше обстоятельства требуют решения важной научно-технической задачи разработки теории и методов реализации нового класса систем автоматизированной обработки и передачи служебной информации по занятым каналам связи, обеспечивающих существенный выигрыш в достоверности сообщений, в том числе и при воздействии мощных, сильно коррелированных негауссовских помех. Сложность этих задач усугубляется тем, что с целью повышения экономической эффективности разработки целесообразно использовать наиболее распространенные и доступные каналы связи, в первую очередь - телефонные.

Под «занятыми» понимаются существующие каналы связи, предназначенные для иных, чем задачи учета и контроля электроэнергии целей. Исследования показывают, что при использовании как силовых линий электропередачи (в простейшем случае электропроводки напряжения 220 В) так и в случае телефонных каналов решение задачи обеспечения высокой достоверности передачи информации невозможно без применения теории шумоподобных сигналов.

Фундаментальные и прикладные исследования в области формирования, передачи и обработки шумоподобных сигналов Л.Е. Варакина, В.В. Калмыкова, В.Б. Пестрякова, Н.Т. Петровича, К. Феера, Ю.С. Шинакова и др. положены в основу решения этих задач.

Анализ помехоустойчивости систем передачи служебной информации по занятым каналам связи предполагает, что полезный информационный сигнал будет оказывать мешающее влияние на служебный сигнал. Более того, так как статистические характеристики основного информационного сигнала ( например в телефонном канале это может быть речевое сообщение) могут быть достаточно хорошо изучены, эта информация может быть положена в основу создания современных систем передачи служебной информации по занятым каналам связи.

Исследования показывают, что в основу создания таких систем могут быть положены результаты теоретических и прикладных исследований в области обработки и передачи сигналов в негауссовских помехах отечественных и зарубежных ученых Б.Р. Левина, В. Г. Валеева, Н К. Кульмана, Д. Мидлтона, А.Н. Малахова, Ю.Г. Сосулина, В.Я. Конторовича, Ш.М. Чабдароыва, О.И. Шелухина и др.

Целью диссертационной работы является разработка принципов построения и методов реализации систем передачи служебных сигналов в системах управления и связи при обеспечении гарантии качества передачи информационных сообщений (речи и данных), обеспечивающих рациональное использование имеющихся каналов передачи информации.

Для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих задач:

• теоретический анализ и экспериментальное исследование методов передачи служебных сигналов с расширением спектра по занятым телефонным каналам, а также статистический анализ характеристик помех и факторов, оказывающих мешающее воздействие на работу систем передачи служебных сообщений;

• разработка алгоритмов обработки и оценка достоверности передачи слабых дискретных сигналов на фоне воздействующих интенсивных негауссовских помех;

• выбор типа и параметров сигналов с расширением спектра с целью обеспечения заданной вероятности ошибки передачи служебных сигналов по занятым телефонным каналам связи при гарантированном обеспечении разборчивости полезного речевого сообщения;

• оценка достоверности передачи служебных сигналов, с использованием одночастотных и многочастотных сигналов с расширением спектра, в условиях потока сосредоточенных по времени помех, вызванных речевыми сообщениями;

• разработка устройства передачи служебных сигналов с расширением спектра по занятым телефонным каналам, с целью проведения экспериментальных исследований характеристик помехоустойчивости, а также устройства анализа качества передачи речевых сообщений, при их совместной передаче со служебными сигналами по занятому телефонному каналу связи.

В основу проведенных исследований положены методы теории вероятности, случайных процессов, математической статистики, математического и физического моделирования.

Научная новизна результатов диссертационного исследований

1. Предложен метод передачи служебных сигналов по занятым телефонным каналам с помощью сигналов с расширением спектра при гарантированном обеспечении качества информационных сообщений.

2. Синтезированы асимптотически оптимальные алгоритмы обработки слабых дискретных сигналов на фоне интенсивных аддитивных коррелированных негауссовских помех, содержащие блоки нелинейной инерционной обработки, характеристики которых определяются распределением и корреляционными свойствами речевого сообщения.

3. Разработаны рекомендации по выбору типа и параметров сигналов с расширением спектра, с целью обеспечения заданной вероятности ошибки передачи служебных сигналов по занятым телефонным каналам связи при гарантированном обеспечении высокой разборчивости полезного речевого сообщения.

4. Проведен теоретический анализ и разработана марковская модель потока ошибок, устанавливающая взаимосвязь параметров совокупности импульсных помех, вызванных речевым процессом и параметрами занятого канала связи.

5. Разработано программное обеспечение, проведено имитационное моделирование и получены численные результаты, подтвердившие возможность применения предложенных моделей и алгоритмов для анализа систем передачи служебной информации с помощью шумоподобных сигналов в одном канале с речевым сообщением.

6. Предложены принципы построения и методы реализации передающих и приемных устройств служебных сигналов по занятым телефонным каналам связи с высокой достоверностью с использованием сигналов с расширением спектра и помехоустойчивым кодированием, не ухудшающие разборчивости речи в тракте телефонного канала даже при значительном уровне служебных сигналов.

Практические результаты

Разработанные структурные и принципиальные схемы устройств передачи служебных сигналов с расширением спектра по занятым телефонным каналам связи, а также результаты экспериментальных исследований характеристик помехоустойчивости могут быть использованы при реализации систем непрерывного дистанционного учета потребления электроэнергии в бытовом секторе или оперативно-технологической связи по занятым каналам связи.

Реализация работы. Работа выполнялась в рамках НИР ГОУ ВПО МГУС № 01.04.04 (РН ВНИТЦ №0120.0.404696, 2004-2006гг.) «Исследование и разработка цифровых методов сбора, обработки и передачи данных на всех уровнях автоматизированной системы контроля и учета электроэнергии».

Результаты исследований использованы при разработке устройства передачи коротких цифровых сообщений с помощью сигналов с расширением спектра по занятым телефонным каналам, а также устройства регистрации речевых сообщений при мешающем действии сигналов с расширением спектра в системах дистанционного управления удаленными пунктами на железнодорожном транспорте, что подтверждается соответствующим актом о внедрении.

Обоснованность и достоверность научных положений

Достоверность основных выводов и результатов работы подтверждаются корректностью математических выкладок, сопоставлением расчетных зависимостей с полученными результатами проведенных экспериментальных исследований передачи служебных сообщений по занятым телефонным каналам.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Создание асимптотически оптимальных алгоритмов когерентного и некогерентного различения слабых служебных сигналов при воздействии мощных коррелированных негауссовских помех в виде речевых сообщений, а также аналитические и численные оценки достоверности передачи служебных сигналов по занятым телефонным каналам связи, при условии ограничения полосы пропускания и отношения сигнал-помеха.

2. Установление взаимосвязи параметров совокупности импульсных помех, вызванных речевыми процессами в телефонном канале и параметров модели ошибок канала связи, а также оценки адекватности моделируемых и реальных потоков ошибок в занятых телефонных каналах связи при передаче служебных сигналов.

3. Разработка рекомендаций по выбору параметров псевдослучайных последовательностей с расширением спектра, позволяющих обеспечить требования по обеспечению заданной достоверности передачи служебных сигналов и не ухудшающих разборчивость речи в тракте телефонного канала.

4. Развитие принципов построения и методов реализации устройств передачи и приема служебной информации по занятым телефонным каналам связи с использованием сигналов с расширением спектра.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международных научно-практических конференциях. «Наука - сервису» (Москва, 2005, 2006, 2007гг.) и научно-практических конференциях «Проблемы развития электротехнических комплексов и информационных систем» (Москва 2005,2006гг.).

Публикации. По результатам выполненных исследований в период 2005 -2007 гг. опубликовано 9 научных работ, в том числе две в рецензируемых периодических журналах, рекомендуемых ВАК.

4.5. Выводы

Разработана принципиальная схема устройства передачи служебных сигналов со скачками частоты обеспечивающая возможность проведения экспериментальных исследований характеристик помехоустойчивости в системе с ШПС при изменении параметров сигналов.

В процессе разработки системы передачи служебных сигналов со скачками частоты выяснилось, что устройство приема сигналов и устройство анализа речевого сигнала имеют общие схемные решения. Благодаря этому оба устройства могут быть выполнены на одном модуле, а переход от одного устройства к другому может осуществляться перестановкой перемычек.

Полученные оценки характеристик систем, сделанные с учетом характеристик реальных сигналов подтверждают сделанное в диссертации предположение о перспективности направления исследований и проектирования аппаратуры передачи служебных команд по занятым каналам связи с целью улучшения качества функционирования.

Показана возможность использования последовательных ШПС для передачи служебных сигналов в полосе частот, совмещенной со спектром передачи сигнала.

Передача ШПС ниже уровня шума на 5дБ обеспечивает его достаточную маскировки не вызывает дополнительных дискомфортных ощущений у абонента.

При использовании ШПС в каналах передачи служебных сигналов максимальное влияние на него будет оказываться речевым сигналом от различных абонентов. Статические характеристики спектров речевых сигналов обладают достаточной статической устойчивостью и пригодны для дальнейшего анализа. Основная энергия речевого сигнала сосредоточена в полосе от 0.3 до 1.2 кГц, амплитуды спектральных составляющих, имеющих выше 1.2кГц значительно (в 10 и более раз) меньше составляющих, лежащих в полосе 0.3. 1.2 кГц.

Из результатов статистического анализа видно, что значительную часть времени (80%) мгновенное значение амплитуды речевого сигнала лежит в пределах -10.-30 дБ даже в точке с нулевым измерительным уровнем.

Показано, что достаточно полной характеристикой, описывающей влияние мешающего сигнала на восприятие речевого сообщения с учетом характеристик акустического тракта, является приведенный уровень звукового давления, создаваемого помехой от служебных сигналов. Для анализа мешающего влияния ШПС был использован разработанный передатчик с длиной ПСП 15 элементарных символов и несущей частотой от 0.1 до 3.5 кГц и скоростью манипуляции от 1 до 16 периодов несущей на бит элементарной посылки.

Анализ измеренных характеристик звукового давления, создаваемых ШПС показал, что можно использовать значения несущей частоты от 0.1 до 4 кГц без ухудшения разборчивости речи в тракте ТЛФ канала даже при значительном уровне служебных сигналов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена важная научно-техническая задача , состоящая в разработке принципов построения и методов реализации систем передачи служебных сигналов в системах управления и связи при обеспечении качества передачи информационных сообщений (речи и данных) по каналам связи при мешающем действии служебных сигналов

Основные теоретические и практические результаты диссертации заключаются в следующем:

1. Выполнен анализ существующих методов передачи служебных сигналов, обоснована целесообразность и возможность использования шумоподобных сигналов с расширением спектра для передачи в полосе частот, совмещенной со спектром передачи речевого сообщения. Показано, что помехи в канале вызваны воздействием более мощного, чем служебный сигнал речевого сообщения, имеющего негауссовский характер. Найдено, что передача служебных широкополосных сигналов в виде ниже уровня речевого сигнала на ЮдБ обеспечивает его достаточную маскировку не вызывая дополнительных дискомфортных ощущений у телефонного абонента.

2. Разработаны асимптотически оптимальные алгоритмы различения слабых дискретных сигналов в условиях мощных негауссовских помех в виде речевого сообщения при когерентном и некогерентном приеме отличающиеся от известных наличием блоков нелинейной инерционной обработки, характеристики которых определяются распределением и корреляционными характеристиками помех.

3. Предложена математическая модель потока ошибок с использованием цепей Маркова, устанавливающая взаимосвязь найденных экспериментально параметров совокупности импульсных помех, вызванных речевым процессом и параметров модели дискретного канала. Разработано программное обеспечение для расчёта характеристик потока ошибок по параметрам разработанной модели и реализован алгоритм расчёта основных характеристик потоков ошибок по параметрам математической модели, подтвердившие возможность реализации систем передачи служебной информации совместно с речевым сообщением.

4. Методами имитационного моделирования установлена взаимосвязь параметров совокупности импульсных помех, вызванных речевым процессом и параметров модели дискретного канала, а также оценки адекватности моделируемых и реальных потоков ошибок в занятых телефонных каналах связи в условиях передачи служебных сигналов.

5. Разработаны структурные и принципиальные схемы устройств передачи служебных сигналов по занятым телефонным каналам. Экспериментально исследованы характеристики помехоустойчивости передачи сигналов в различных реальных телефонных каналах, а также разборчивость речи в тракте телефонного канала при значительном уровне служебных сигналов, подтвердившие теоретические предпосылки использования занятых каналов связи для передачи служебных сигналов.

6. Анализируя результаты теоретических и экспериментальных исследований, а также результаты имитационного моделирования, целесообразно рекомендовать совмещенную передачу служебных сигналов в виде сигналов с расширением спектра ниже уровня информационных сообщений при реализации систем непрерывного дистанционного учета потребления электроэнергии в бытовом секторе или оперативной технологической связи по занятым каналам связи.

1. Рабинович М.А. Цифровая обработка информации для задач оперативного управления в электроэнергетике.- М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2001.-344 с.

2. Беркович М.А., Комаров Н.А.,Семенов В.А. Основы автоматики энергосистем. М.: Энергоиздат, 1981.

3. Применение ЭВМ для автоматизации технологических процессов в энергетике/Под ред. ВА.Семенова.М.: Энергоатомиздат, 1983.

4. Лукашов Э.С. Введение в теорию электрических систем. Новосибирск: наука, 1981.

5. Шелухин О.И., Лукьянцев Н.Ф. Цифровая обработка и передача речи. М.: Радио и связь, 2000 г.

6. Коржик В.И., Финк Л.М., Щелкунов К.Н., Расчет помехоустойчивости систем передачи дискретных сообщений, Справочник, М.: Радио и связь, 1981 г.

7. Маковеева М.М., Шинаков Ю.С. Системы связи с подвижными объектами. М.: Радио и связь, 2002.-440 с.

8. Шумоподобные сигналы в системах передачи/ Пестряков В.Б. и др.- М.: Связь, 1973.-323 с.

9. Гаранин М.В.,Журавлев., Куненин С.В. Системы и сети передачи информации М.; Радио и связь,2001- 336с.

10. Ватолло В.В, Пропускная способность систем радиосвязи "Системы безопасности", №2, 1996

11. П.Андрианов В.И., Соколов А.В. Средства мобильной связи СПб.: BHV-Санкт-Петербург, 1998.-256 с.

12. Ли У.К. Техника подвижных систем связи.- М.: Радио и связь, 1988.

13. Олифер В. Г., Олифер Н. Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. Учебник. Санкт-Петербург. «Питер». 1999. 672 с.

14. М.Жожикашвили В. А., Вишневский В. М Сети массового обслуживания. Теория и применение к сетям ЭВМ -М.:, Радио и связь, 1988 192 с.

15. Башарин Г. П., Бочаров П. П., Коган Я. А. Анализ очередей в вычислительных сетях : М., Наука, 1989. 336 с.

16. Шелухин О.И. Негауссовские процессы в радиотехнике. М.: Радио и связь, 1999.

17. Р.Отнес., П.Эноксон. Прикладной анализ временных рядов. Основные методы/ Пер. с англ. Хохлова В.Н., под ред. Журбенко И.Г.- М.: Мир. 1982.- 427 с.

18. Шелухин О.И., Тенякшев A.M. Осин А.В. Моделирование информационных систем- М, Сайнс-пресс, 2005- 368 с.

19. Алимов Ю.И., Гамм А.З., Ополева Г.Н., и др. Информационное обеспечение диспетчерского управления в электроэнергетике, Новосибирск, Наука, 1985 г.

20. Веников В.А., Журавлев В.Г., Филиппова Т.А., Оптимизация режимов электростанций и энергосистем, М.: Энергоатомиздат, 1990 г., 352 с.

21. Агафонов С.С., Жучков Б.А., Ишкин В.Х., Цитвер И.И., Справочник по проектированию систем передачи информации в энергетике, под ред. Ишкина В.Х., М: Энергоатомиздат, 1991 г.

22. Автоматизация диспетчерского управления в электроэнергетике, под ред. Руденко Ю.Н. и Семенова В.А., М.: МЭИ, 2000 г., 648 с.

23. Величкин А.И., Передача аналоговых сообщений по цифровым каналам связи, М.: Радио и связь, 1983 г., 240 с.24.3юко А.Г., Коробов Ю.Ф. Теория передачи сигналов, М.: Связь, 1972 г., 280 с.

24. Зюко А.Г., Помехоустойчивость и эффективность систем связи, М.: Связь, 1972 г.

25. Радиотехнические системы, под ред. Казаринова Ю.М., М.: Высшая школа, 1990 г., 496 с.

26. Тихонов В.И.,Статистическая радиотехника, М.: Радио и связь, 1982 г. 624с.

27. Новоселов О.Н., Фомин А.Ф.,Основы теории и расчета информационно-измерительных систем, М.: Машиностроение, 1991 г., 333 с.

28. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники, М.: Радио и связь, 1989 г., 656 с.

29. Тихонов В.И., Оптимальный прием сигналов, М.: Радио и связь, 1983 г., 336 с.

30. Градштейн И.С., Рыжик И.М., Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений, М.: Физматгиз, 1962 г., 1041 с.

31. Горяинов В.Т., Журавлев А.Г., Тихонов В.И., Статистическая радиотехника, примеры и задачи, М.: Советское радио, 1980 г., 544 с.

32. Прудников А.П., Брычков Ю.А., Маричев О.И., Интегралы и ряды, дополнительные главы, М.: Наука, 1986 г., 800 с.

33. Евсиков Ю.А., Чапурский В.В., Преобразование случайных процессов в радиотехнических устройствах, М.: Высшая школа, 1977 г., 264 с.

34. Шалыгин А.С., Палагин Ю.И., Прикладные методы статистического моделирования, Л.: Машиностроение, 1986 г., 320 с.

35. Новицкий П.В., Зограф И.А., Оценка погрешностей результатов измерений, Л.: Энергоатомиздат, 1985 г., 248 с.

36. Попов Б.А., Теслер Г.С., Вычисление функций на ЭВМ, Киев.: Наукова думка, 1984 г., 599 с.

37. Левин Б.Р., Шварц В., Вероятностные модели и методы в системах связи и управления, М.: Радио и связь, 1985 г., 312 с.

38. Кловский Д.Д., Передача дискретных сообщений по радиоканалам, М.: Радио и связь, 1982 г.

39. Беллами Дж., Цифровая телефония, М.: 1986 г.

40. Вокодерная телефония, Методы и проблемы, под ред. Пирогова А.А., М.: Связь, 1974 г.

41. Рабинер Л., Гоулд Б., Теория и применение цифровой обработки сигналов, М.: Мир, 1978 г.

42. Рабинер JI.P., Шафер Р.В., Цифровая обработка речевых сигналов, М.: Радио и связь, 1981 г.

43. Феер К., Беспроводная цифровая связь, М.: Радио и связь, 2000 г.

44. Плис А.И., Сливина Н.А., MathCad: математический практикум, М.: Финансы и статистика, 1999 г.

45. Прокис Дж, Цифровая связь, М.: Радио и связь, 2000 г.

46. Карташевский В.Г., Семенов С.Н., Фирстова Т.В., Сети подвижной связи, М.: Эко-Трендз, 2001 г.

47. Васильков Ю.В., Василькова Н.Н., Компьютерные технологии вычислений в математическом моделировании, М.: Финансы и статистика, 1999 г.

48. Каханер Д., Моулер К., Нэш С., Численные методы и программное обеспечение, М.: Мир, 1998 г.

49. Вемян Г.В., Передача речи по сетям электросвязи, М.: Радио и связь, 1985г.

50. Гаранин М.В.,Журавлев В.И.Дунегин С.В.Системы и сети передачи информации, М.: Радио и связь, 2001.- 336 с.

51. Диксон Р.К. Широкополосные системы. Пер. с англ. / Под ред. В.И.Журавлева.-. М.: Радио и связь, 1986.-240 с.

52. Журавлев В.И. Поиск и синхронизация в широкополосных системах.- М.: Радио и связь, 1986.-240 с.

53. Кернов. Ю.П., Мелеев С.М., Климова Т.В., Проектирование мобильных радиосистем, под ред. Шелухина О.И. М.: МГУс, 2000 г.

54. Уайндер С., Справочник по технологиям и средствам связи, М.: Мир, 1996 г.

55. Назаров М.В., Прохоров Ю.Н., Методы цифровой обработки и передачи цифровых сигналов, М.: Радио и связь, 1985 г.

56. Лозовой И.А., Параметры каналов тональной частоты аппаратуры с ИКМ, Радио и связь, 1981 г.

57. Сапожков М.А., Михайлов В.Г., Вокодерная связь, М: Радио и связь, 1983г.

58. Ситняковский И.В., Порохов О.Н., Нехаев А.Л., Цифровые системы передачи абонентских линий, М.: Радио и связь, 1987 г., 216 с.

59. Фомин А.Ф., Помехоустойчивость систем передачи непрерывных сообщений, М.: Советское радио, 1975 г., 352 с.

60. Онищенко В.И., Санников В.Г., Свириденко В.А., Сжатие данных в системах сбора и передачи информации, под ред. Свириденко В.А., М.: Радио и связь. 1985 г., 184 с.

61. Немировский М.С.,Цифровая передача информации в радиосвязи, М.: Связь, 1980 г.

62. Лозовой И.А., Параметры каналов тональной частоты аппаратуры с ИКМ, М.: Радио и связь, 1981 г., 65 с.

63. Нехаев А.Л., Перцева В.А., Ситняковский И.В., Результаты исследования адаптивных речевых кодеков, Электросвязь, № 1, 1984 г., с. 37 39.

64. Покровский Н.Б., Расчет и измерение разборчивости речи, М.: Связьиздат, 1962 г., 392 с.

65. Арсеньев М.В., Атайеро Адереми. Выбор модели помех импульсного типа в электротехнических системах. Материалы Х-й международной научно-практической конференции Наука сервису. ГОУ ВПО МГУС, - М., 2005. стр.114-119.

66. Арсеньев М.В. Разработка цифровой модели потока ошибок электротехнической информации по характеристикам совокупности помех. Материалы Х-й международной научно-практической конференции Наука сервису. ГОУ ВПО МГУС, - М., 2005. стр. 119-122.

67. Арсеньев М.В. Импульсные помехи в электротехнических комплексах и системах и их влияние на цифровую аппаратуру. «Известия ВУЗов -электротехнические комплексы и информационные системы», Москва, N1, 2005, стр. 122-128.

68. Арсеньев М.В., Шелухин Д.О. Оценка характеристик потока ошибок в каналах управления информационных систем и электротехнических комплексов по параметрам модели. Электротехнические и информационные комплексы и системы, 2006, №1, стр. 12-14.

69. Шелухин О.И., Арсеньев М.В. Разработка Марковской модели потока ошибок в информационных системах при воздействии помех импульсного типа. Электротехнические и информационные комплексы и системы, 2006, №1, стр 4045.

70. Арсеньев М.В. Марковская модель потока ошибок в каналах информационных систем при воздействии помех импульсного типа. Наукоемкие технологии, 2007. N7. стр. 17-25.

71. Блох Э.Л. Попов О.В. Турин В .Я. Модели источника ошибок в каналах передачи цифровой информации, М.Связь 1971.-312 с.

72. Бомштейн Б.Д., Киселев Л.К, Моргачев Е.Г. Методы борьбы с помехами в каналов проводной связи. -М.: Связь, 1995 248 с.

73. Вольфбейн С.П. Векслер Н.Г. Помехи при передаче дискретной инфоромации. Киев, Техника, 1983 151 с.

74. Ютовский Д.Д., Конторович В .Я., Широков С.М. Модели непрерывных каналов связи на основе стохастических дифференциальных уравнений. М.: Радио и связь, 1984 248 с.

75. Варакин J1.E. Системы связи с шумоподобными сигналами. М.: Радио и связь,1985.- 384 с.

76. Витерби А.Д., ОмураД.К. Принципы цифровой связи и кодирование / Пер. с англ. под ред. К.Ш.Зигангирова. М.: Радио и связь, 1982. - 526 с.

77. Зюко А.Г., Ютовский Д.Д., Коржик В.И., Назаров М.В. Теория электрической связи. — М.: Радио и связь, 1998. — 432 с.

78. Кларк Дж. мл., Кейн Дж. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи / Пер. с англ. под ред. Б.С.Цыбакова. М.: Радио и связь, 1987.-392 с.

79. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике / Пер. с англ. под ред. Н.А. Железнова. М.: ИЛ. 1963. - 829 с.

80. Журавлев В.И., Трусевич Н.П. Методы модуляции-демодуляции радиосигналов в системах пероедачи цифровых сообщений.-М.,2005,-174 с.

81. Волков J1.H., Немировский М.С.,Шинаков Ю.С. Системы цифровой радиосвязи. Базовые методы и характеристики. М.Эко-Трендз.2005-392 с.

82. Garg, V. К., К. Smolik, and J. Е. Wilkes, Applications of CDMA in Wireless/Personal Communications, Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 1997.

83. Glisic, S., and B. Vucetic, Spread Spectrum CDMA Systems for Wireless Communications, Norwood, MA: Artech House, 1997.

84. Harte, L., CDMA IS-95 for Cellular and PCS: Technology, Applications and Resource Guide, New York, NY: McGraw-Hill, 1997.

85. Peterson, R. L., R. E. Ziemer, and D. E. Borth, Introduction to Spread-Spectrum Communications, Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 1995.

86. H,Hrasnica, A, Haidine,R.Lehnert. Broadband Powerline Communications Networks, John Willey & Sons, 2004

87. Варакин Jl.E., Шинаков Ю.С. CDMA: прошлое, настоящее, будущее. Москва: MAC, 2003. 608 с.

88. Ehrenberger U., Leibnitz К. Impact of Clustered Traffic Distributions in CDMA Radio Network Planning.- Germany. 1999.

89. Berezdivin R., Breinig R., Topp R. Next-generation wireless communications concepts and technologies// IEEE Communications Magazine.- 2002.- Vol. 40, .№ 3.- P. 108-117

90. Goodman D. J. Wireless Personal Communications Systems. Wireless Communications Series. Addison Wesley, 1997.

91. Jeruchim, Michael C./Balaban, Philip/Shanmugan, K. Sam: Simulation of Communication Systems: Modeling. Methodology, and Techniques.Second Edition, New York, Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2000.

92. Kelton, W. David: Simulation modeling and analysis Third edition, New York, McGraw-Hill, 2000

93. S. Quackenbush, Т. Barnwell III, and M. Clements, Objective Measures of Speech Quality. Prentice Hall, 1988.

94. S. Voran, "Objective estimation of perceived speech quality, Part II: Evaluation of the measuring normalizing block technique," IEEE Transactions on Speech and Audio Processing, vol. 7, pp. 383 390, July 1999.