автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Разработка методики и алгоритмов адаптации в радиолиниях ДКМВ

На правах рукописи

Мещеряков Денис Валерьевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ И АЛГОРИТМОВ АДАПТАЦИИ В РАДИОЛИНИЯХ ДКМВ

Специальность 05 12 13 Системы, сети и устройства телекоммуникаций

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ооз

Самара-2008

003166695

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Поволжская государственная академия телекоммуникаций и информатики» (ГОУВПО ПГАТИ)

Научный руководитель доктор технических наук

Елисеев С.Н.

Официальные оппоненты

- доктор технических наук, профессор

- кандидат технических наук, доцент

Карташевский В.Г. Есипов Б.А.

Ведущая организация - Федеральное государственное унитарное предприятие Ленинградский отраслевой научно-исследовательский институт радио (ФГУП ЛОНИИР) Федерального агентства связи, г Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится 25 апреля 2008 г в 1200 на заседании диссертационного совета Д 219 003 02 при «Поволжской государственной академии телекоммуникаций и информатики» по адресу г Самара, ул Льва Толстого, 23

С диссертацией соискателя можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУВПО ПГАТИ

Автореферат разослан " 24 " марта 2008 г

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 219 003 02 , доктор технических наук, доцент

Мишин Д В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы и состояние вопроса

Обзор многолетнего опыта эксплуатации декаметровой (ДКМВ) радиосвязи позволяет утверждать, что при всех известных ее преимуществах низкая готовность к использованию и ненадежность передачи сообщений по существующим в России ДКМВ радиолиниям являются причиной их несоответствия современным требованиям к системам, обеспечивающим заданный уровень качества услуг связи, оказываемых потребителю

Для обеспечения высокого уровня системных требований надежности связи по ДКМВ радиолиниям и высокого значения коэффициента их готовности к использованию ДКМВ радиосвязь с неизбежностью должна приобрести свойства автоматизированной и адаптивной системы

В настоящее время в отечественной литературе не систематизированы и недостаточно исследованы процессы адаптации в системах ДКМВ радиосвязи и, как следствие, отсутствует обоснование методик и алгоритмов адаптации ДКМВ радиолиний, учитывающих достижения современной и перспективной технологии адаптивной радиосвязи, позволяющей обеспечить автоматизированную работу оборудования и передачу сообщений различной природы с качеством, адекватным современным требованиям

В зарубежной литературе указанные исследования на фоне имеющихся сведений о результатах их применения в действующих системах в корпоративных интересах производителей не освещаются, к тому же имеющиеся сведения позволяют выявить ряд существенных недостатков, препятствующих использованию указанных систем, например, для организации связи синхронного оконечного оборудования

Таким образом, в настоящее время существует актуальная научно-техническая проблема совершенствования методик и алгоритмов адаптации с целью повышения эффективности использования адаптивных радиолиний ДКМВ в современных системах связи

Состояние вопроса в рассматриваемой области характеризуется следующими основными достижениями

Характеристики распространения ДКМВ радиоволн, замираний и помех ДКМВ радиоканала рассматривались А И Калининым, Е Л. Черенковой, В Ф Комаровичем, В Н Сосуновым, М П Долухановым, Р Кеннеди и другими учеными

В работах О В Головина, Б И Кузьмина, В Е Бухвинера, Е А Хмельницкого рассмотрены системные вопросы организации ДКМВ радиосвязи, также как и в работах К Е Фримэна, А Д Винера, и других

Вопросы оценки помехоустойчивости ДКМВ радиолиний и влияния на эту характеристику сигнально-кодовых конструкций отражены в работах А Г Зюко, Д.Д Кловского, В Г Карташевского, Б И Николаева, В С Гир-

шова, Н Т Петровича, Л М Финка, А И Тяжева, П.А Белло, Дж Прокиса, Д Чейза, Л Е Френкса

Недостаточная надежность и неустойчивость работы ДКМВ радиолиний обуславливается нестационарностью ДКМВ радиоканала, вызванной- сезонными и суточными изменениями условий распространения радиоволн,

- многолучевостью распространения сигналов и связанными с этим эффектами замираний и допплеровских сдвигов спектра,

- сигналами случайных и преднамеренных помех от посторонних источников

Для поддержания связи в состоянии работоспособности в процессе неавтоматизированного управления работой ДКМВ радиолинии квалифицированные операторы должны достаточно часто взаимодействовать по согласованному изменению режимов работы оборудования перестройке радиосредств, смене антенн и т д

В работах вышеперечисленных авторов подробно исследуются вопросы применения частных методик и алгоритмов повышения помехоустойчивости передачи сигналов, распространяющихся по каналу с нестационарными параметрами, однако, как уже упоминалось, вопросы влияния технологии автоматизированной адаптации оборудования ДКМВ радиолинии к изменениям нестационарного канала на помехоустойчивость и надежность передачи сигналов в конструктивном плане не рассматриваются

Обзор основных достижений подтверждает актуальность вопросов внедрения методик и алгоритмов адаптации в технологию существующей ДКМВ радиосвязи и исследования их влияния на помехоустойчивость и надежность передачи сигналов Цель работы:

Разработка, исследование, экспериментальная апробация и практическая реализация эффективной методики формирования и передачи команд адаптации оборудования ДКМВ радиолинии, используемой для высокоскоростной передачи данных по радиоканалу тональной частоты (ТЧР), разработка алгоритмов оценивания качества радиоканала в реальном времени

Для достижения поставленной цели в настоящей диссертационной работе решены следующие задачи исследований

1 Исследование способов адаптации в радиолиниях ДКМВ

2 Обоснование основных требований к методике и алгоритмам управления адаптацией Формулировка показателя эффективности

3 Анализ путей повышения эффективности способов управления в адаптивных радиолиниях ДКМВ

4 Исследование возможностей прямых и косвенных методов оценки качества радиоканала

5. Исследование возможности одновременной оценки параметров радиоканала и сосредоточенной помехи при помощи модема с частотным уплотнением и ортогональным разделением (OFDM)

6 Разработка эффективной методики формирования и передачи команд адаптации оборудования ДКМВ радиолинии и алгоритмов оценивания качества радиоканала в реальном времени

7 Экспериментальная проверка эффективности использования разработанной методики и алгоритмов на автоматизированной адаптивной ДКМВ радиолинии

Использованные методы исследований.

Перечисленные задачи программы исследований были решены методами теории статистической радиотехники, методами цифровой обработки сигналов, численного анализа и моделирования, спектрального анализа

Научная новизна работы заключается в следующем:

1 Впервые получены теоретические и экспериментальные результаты сравнительного анализа помехоустойчивости способов передачи по ДКМВ радиоканалу команд адаптации

2 Разработана эффективная методика формирования и передачи команд адаптации оборудования ДКМВ радиолинии, включая команды управления автоматизированным установлением радиосвязи по основному информационному каналу, обеспечивающая обнаружение сигналов команд в канале низкого качества

3 Разработан новый алгоритм комбинированного оценивания качества ДКМВ радиоканала в реальном времени, обеспечивающий непрерывность и оперативность формирования оценок путем комбинирования результатов косвенной оценки с результатами прямого оценивания.

4 Разработан новый алгоритм одновременной оценки параметров ДКМВ радиоканала и сосредоточенной помехи с помощью OFDM модема

Практическая ценность результатов работы заключается в следующем:

1 Разработанная методика формирования и передачи команд адаптации, эффективная по критерию обеспечения установленных требований к качеству связи, минимизации вычислительной сложности и затрат времени на адаптацию служит средством повышения готовности ДКМВ радиолиний к использованию в качестве резервных

2 Использование разработанных алгоритмов адаптации по оцениванию качества радиоканала в реальном времени обеспечивает повышение эффективности адаптации как средства обеспечения надежности передачи информации по каналу с нестационарными параметрами, а также устойчивости ДКМВ радиолинии к воздействию преднамеренных и непреднамеренных помех

3 Результаты анализа эффективности методики формирования и передачи команд адаптации позволяют сделать вывод о применимости разрабо-

тайной методики при разработке комплексов оборудования современных и перспективных систем ДКМВ радиосвязи различного назначения, использующих различные типы устройств преобразования сигналов (УПС).

Достоверность результатов работы обеспечивается адекватностью использованных методов теории статистической радиотехники, методов цифровой обработки сигналов, численного анализа и моделирования, спектрального анализа, а также подтверждением теоретических выводов данными апробации соответствующих технических решений Реализация результатов работы.

Результаты диссертационной работы внедрены при выполнении работ в интересах Управления научно-технического обеспечения Службы специальной связи и информации Федеральной службы охраны Российской Федерации в рамках выполненной ФГУП СОНИИР научно-исследовательской работы, шифр «Диполь», при проведении исследования возможностей повышения надежности и помехоустойчивости системы связи ДКМВ за счет применения современных технологий адаптации, а также моделирования отдельных режимов функционирования адаптивной системы связи ДКМВ и исследования характеристик надежности и помехозащищенности адаптации на основе результатов моделирования

Внедрение результатов диссертационной работы и достигнутый при этом положительный эффект подтверждены соответствующими актами Апробация работы и публикации.

Основные результаты по теме диссертационного исследования докладывались на XI Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, апрель 2005 г), на IV Международной научно-технической конференции «Физика и технические приложения волновых процессов» - (Нижний Новгород, 2005 г), на XIII юбилейной Российской научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ПГАТИ (Самара, 310106 г -04 02 06 г ), на XII Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, апрель 2006 г), на V Международной научно-технической конференции «Физика волновых процессов и радиотехнические системы» (Самара, 2006 г), на VII Международной научно-технической конференции «Проблемы техники и технологии телекоммуникаций» (Самара, 2006 г )

По тематике диссертационных исследований автором (лично и в соавторстве) опубликовано 13 печатных трудов Основные научные и прикладные результаты диссертационной работы опубликованы в 7 статьях в периодических научных изданиях, в том числе 1 статья - в ведущем рецензируемом научном журнале, рекомендованном ВАК для опубликования результатов диссертационных исследований, и в 6 публикациях в форме текстов и тезисов докладов на международных и российских конференциях

Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы и приложения Основная часть работы содержит 242 страниц машинописного текста, 46 рисунков и 10 таблиц Список литературы содержит 100 наименований

Научные результаты, выносимые на защиту

1 Теоретические и экспериментальные результаты сравнительного анализа помехоустойчивости передачи команд адаптации

2 Эффективная методика формирования и передачи команд адаптации оборудования ДКМВ радиолинии, включая команды управления автоматизированным установлением радиосвязи по основному информационному каналу

3 Алгоритм комбинированного оценивания качества ДКМВ радиоканала в реальном времени, обеспечивающий непрерывность и оперативность формирования оценок

4 Алгоритм одновременной оценки параметров ДКМВ радиоканала и сосредоточенной помехи с помощью OFDM модема

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, дан обзор состояния вопроса, сформулированы цель и основные задачи исследования, описаны состав и структура работы, показаны ее научная новизна и практическая ценность, приведены основные положения, выносимые на защиту

Раздел 1 посвящен анализу основ построения адаптивных радиолиний ДКМВ

Приводится описание и классификация способов адаптации, используемых в современной ДКМВ радиолинии, как разновидности адаптивной самоприспосабливающейся системы

Рассматриваются процедуры адаптации на канальном и физическом уровнях наблюдение за состоянием частотных рабочих каналов выделенного набора, управление выбором частот, скоростью передачи данных, видом модуляции, помехоустойчивостью используемого кода, мощностью передачи. типом и направленностью излучения антенн

Рассматриваются основные принципы управления при адаптации

Определяются и обосновываются требования к адаптации в ДКМВ радиолиниях, направленной на удовлетворение потребности потребителей в высокой скорости перестройки параметров оборудования системы, адекватных изменениям нестационарного ДКМВ радиоканала

Показано, что разрабатываемая эффективная методика формирования и передачи команд адаптации оборудования ДКМВ радиолинии должна обеспечивать"

- их высокую помехоустойчивость, для обеспечения точности и оперативности управления адаптации,

- минимальное влияние адаптации на процесс синхронной передачи данных,

- низкую вычислительную сложность реализации разрабатываемых алгоритмов

Рассматриваются и классифицируются методы оценки качества нестационарного канала зондирование тестовыми последовательностями, использование пилот-тонов, изучение канала по его влиянию на характеристические особенности рабочего сигнала, методы вероятностного оценивания

Оценивается эффективность применения каждого метода в рамках процедуры оценки ДКМВ радиоканала в реальном масштабе времени, являющейся неотъемлемой частью каждого уровня адаптации Установлено, что для оптимального выполнения требований к оперативности и точности адаптации наиболее эффективным является сочетание методов прямого и косвенного оценивания.

Раздел 2 посвящен разработке методики формирования и передачи команд адаптации оборудования ДКМВ радиолинии, эффективной с точки зрения обеспечения высокой помехоустойчивости команд, минимального влияния адаптации на передачу синхронных данных, а также низкой вычислительной сложности реализации разрабатываемых алгоритмов

Показано, что в действующих автоматизированных системах в связи с необходимостью перестройки каналообразующего оборудования из канала передачи требуемой информации в канал передачи команд управления и обратно не обеспечивается требуемые оперативность и точность адаптации Соответственно, для обеспечения ее эффективности техническими средствами каналообразующего оборудования должен быть организован единый канал передачи сигналов рабочих данных и команд управления автоматизированной адаптации

В реферативном изложении последовательные действия разработанной методики устанавливают

• Определение по техническим характеристикам используемого устройства преобразования сигналов (УПС) характеристики

К„=АЕЬ/Е,), (1)

где Еь - энергия бита сигнала в точке приема, Ес1-энергия шума, и определения по ней порогового значения отношения сигнал/шум (Еь / Е^)^ косвенного показателя качества частотного канала передачи рабочих данных, а также соответствующего предельного значения коэффициента ошибок К^, определяющего момент начала передачи по дискретному

каналу команд управления автоматизированной адаптации способом временного уплотнения

• Определение вида и длины М-последовательности, используемой для обнаружения и байтовой синхронизации командных пакетов на основании анализа рассчитанных зависимостей

кг(^)-•сд* )]Ц , = /(О. (2)

где - минимальные значения максимального отсчета автокорре-

ляционной функции (АКФ) последовательностей с длинами Ы„ в позиции, соответствующей полной длине, определенные по Р - реализациям,

5РГОО- максимальные значения отсчета максимального частного пика АКФ последовательностей с длинами Ы„ в позициях с номером к, и выбора М-последовательности с номером т, отвечающей при Кош = условию

^>0 (3)

•Правила использования М-последовательности с длиной N¡¡l также для определения прямого показателя качества дискретного канала передачи рабочих данных в момент передачи по нему команд управления адаптации и автоматического установления связи

^=(Жс,юу(£ла (4)

|»| ы

1

где - общее число бит, искаженных в процессе приема М-после-

довательностей с общим числом I, использованных при передаче команд управления,

I

'EINЯ - общее число принятых бит указанных М-последователь-ностей

•Определение формата и способа кодирования командных пакетов управления автоматизированной адаптации и установления связи, передаваемых по основному информационному каналу, путем

- расположения в поле флага командного пакета байтов выбранной М-последовательности,

- расположения в информационном поле командного пакета байтов переносящих информацию

- об устанавливаемом режиме передачи данных по адаптивной ДКМВ радиолинии: пакетные данные, синхронная телефония или телеграфия;

- об установке мощности излучения и рабочей частоте каналообра-зующего радиооборудования адаптивной ДКМВ радиолинии;

- об устанавливаемом способе кодирования и типе модуляции канало-образующего модемного оборудования адаптивной ДКМВ радиолинии;

- об устанавливаемом количестве повторений бит информационного пакета;

- расположения в поле Cyclic Redunduncy Check (CRC) командного пакета байтов (байта) избыточного циклического кода, определяющего контрольную последовательность байтов информационного поля.

Разработанная методика повышает эффективность адаптации, поскольку:

- использует принцип передачи дополнительно кодированных команд управления непосредственно по основному каналу передачи данных, образованному при помощи помехоустойчивого УПС и дополняет его данные косвенной оценки показателя качества работы частотного канала, данными прямой оценки качества дискретного канала;

- минимизирует влияние адаптации на передачу синхронных данных, поскольку не нарушает синхронности работы каналообразующих УПС и обеспечивает формирование командных пакетов минимальной длительности с высокой вероятностью их обнаружения;

- решает проблему снижения вычислительной сложности за счет использования М-последовательностей как для байтовой синхронизации пакетной передачи команд, так и для оценки качества канала.

Показано, что для достижения требуемой помехоустойчивости в условиях канала низкого качества применение более сложного дополнительного кодирования команд управления, чем мажоритарное, не оправдано с точки зрения минимизации вычислительной сложности и времени декодирования команд.

Также показано, что за счет использования высокой спектральной эффективности передачи команд управления, энергетический выигрыш от применения разработанной методики в сравнении со стандартом Automatic Link Establishment (ALE) MIL-STD-18 8-141В при прочих равных условиях составляет 4 -5- 5 дБ (рис. 1).

В ходе исследования установлено, что применение цикли-

Отношение сигнал/шум (ОСШ) на бит (дБ)

Рис. I Сравнительная помехоустойчивость передачи команд управления автоматизированной адаптации.

10 '

Коэффициент ошибок Кош

Рис. 2 Процент потери пакетов команд управления автоматизированной адаптации в канале с замираниями и импульсными помехами.

ческой проверки с избыточным кодом - CRC, позволяет эффективно повысить надежность приема командных пакетов с оптимальной длиной информационного поля в 10 -50 байт.

Показано, что при увеличении длины командного пакета до 100 байт, в условиях канала невысокого качества (Кош=3 ■ 10~:) процент потерянных команд доходит до 95%, в то время как при установленной длине не принимается к исполнению только 25% командных пакетов, содержащих ошибки. Соответственно для обеспечения требуемой вероятности приема команд управления достаточно трех повторений бит командного пакета (рис. 2).

В разделе 3 отражены вопросы разработки алгоритмов адаптации по оцениванию качества радиоканала.

В соответствии с алгоритмом комбинированного оценивания качества радиоканала в реальном времени измерение качества канала по прямому методу происходит при установлении связи, или в моменты передачи команд управления автоматизированной адаптации, т.е. когда по каналу не передается основная информация (рис. 3).

В эти моменты осуществляется быстрое и точное оценивание качества канала связи при помощи тестовой ^-последовательности байтовой синхронизации командных пакетов.

При этом, если величина коэффициента ошибок:

С

3

Установка связи

"Г

Обнаружение М-последовател ьности

Синхронизация

М-последовател ьности

--------

Кош=Миск/М,

(5)

где М - общее количество переданных символов М-последовательности;

М„,

количество искаженных символов,

оказывается неприемлемо высокой, задержка выполнения очередного шага адаптации при неудачном результате выполнения предыдущего шага оказывается минимальной.

Проведение связи

т

Вычисление при помощи ДПФ квадратурных компонентов сигнала г-го подканала X, Y, f

Вычисление

напряжения шумов в корреляторе f-го подканала

Усреднение результатов по

Вывод результатов

Рис. 3 Алгоритм комбинированного оценивания качества радиоканала в реальном времени.

В противоположной ситуации осуществляется переход к вычислению текущего качества канала по косвенному методу, обеспечивающему непрерывность оценивания по результатам вычисления соответствующего показателя в У ПС.

Например, по напряжению шумов в корреляторе ДПФ контрольного OFDM подканала с номером /:

Гч 1 N

1 'I Nit:1

-wjZJT—/

г а

(6)

где Г0 - длительность посылки,

N — количество усредняемых результатов,

#,(?) - анализируемый сигнал).

При этом точность формируемой оценки в значительной степени определяется степенью усреднения результатов и требует достаточно продолжительного времени оценивания.

Таким образом, эффективность предлагаемого алгоритма обуславливается сочетанием быстроты получения прямой оценки с минимизацией затрат пропускной способности на получение косвенной.

Исследована и доказана адекватность оценок, полученных используемыми методами.

В развитие приложений алгоритма комбинированного оценивания качества радиоканала разработан алгоритм одновременной оценки параметров ДКМВ радиоканала и сосредоточенной помехи с помощью OFDM модема (рис. 4).

Отличительными признаками сосредоточенной по спектру помехи, которые можно использовать для её обнаружения в OFDM системах, являются отличие закона замираний сосредоточенной помехи от закона замираний полезного сигнала, обусловленное различными механизмами и трассами их распростране-

12

Рис. 4 Алгоритм одновременной оценки параметров ДКМВ радиоканала и сосредоточенной помехи с помощью ОГОМ модема.

f

ния, а также несогласованность параметров помехи с параметрами БПФ процессора OFDM демодулятора.

Показано, что метод статистического оценивания, использующий для принятия решений о наличии ошибки демодулятора пороговое значение напряжения контрольного канала, соответствующее расчетной вероятности ошибок

anop-ß Pip{hl), (7)

где Pcp(hg) - средняя вероятность ошибки ФРМ в контрольном подканале OFDM демодулятора, подверженном релеевским замираниям; Aq - усредненное значение сигнал/помеха, ß -коэффициент пропорциональности, обеспечивает адекватность формируемых оценок помеховой обстановке

При этом о наличии и типе помехи можно судить по характеру изменений (оценка Удо) и уровню (оценка "Уду) напряжения контролируемого подканала, полученных при помощи детектора осцилляций (ДО) и анализатора уровня (АУ)

Одновременное получение оценок качества канала и сосредоточенной помехи в ходе единой вычислительной процедуры, выполняемой при демодуляции принимаемого сигнала, позволяет экономить общий вычислительный ресурс используемого процессора

В разделе 4 рассмотрены вопросы апробации и экспериментальной проверки эффективности использования разработанной методики и алгоритмов на действующей автоматизированной адаптивной ДКМВ радиолинии, а также с использованием имитатора ДКМВ канала, рекомендованного МККР (Recommendation 520-2)

В плане обеспечения аппаратной реализации рассмотрены характеристики влияния разрядности сетки квантования аналого-цифрового преобразователя (АЦП) на вероятность ошибки демодуляции символов OFDM команд управления с учетом существенной величины пик-фактора сигнала-переносчика

Измеряемыми параметрами автоматизированных адаптивных радиостанций (AAP) исследуемой ДКМВ радиолинии являлись - время

установления связи AAP и Т- время исполнения AAP команды адаптации, определяемые по времени установления и восстановления канала связи оконечного оборудования

При фиксированной структуре пакетов команд, сформированных в соответствии с разработанной методикой, оцениваемыми параметрами являлись среднее время прохождения команды установления связи

ТцусС ~ ^Туса. cm, ^ прием ' V РПМУ ^ ^СИНХР ) ^врейо« ' ^РИДУ ) ^ ^кчмтд '

где Тсинхр - время установления синхронизации У ПС AAP;

Трпму - время перестройки тракта приема AAP;

Трпду - время перестройки тракта передачи AAP;

N прием - количество срабатываний приемного тракта в течение установления связи;

^Vпередача - количество срабатываний передающего тракта в течение установления связи;

N команд ~ количество команд управления передаваемых в процессе установления связи,

и среднее время прохождения команды управления автоматизированной адаптации:

Т =Т -Т —Т (9)

' КУЛА 1 о*™» СИНХР J РПДУ ' ^ J

в зависимости от состояния дискретного ДКМВ радиоканала, оцениваемого по показателю коэффициента ошибок Кош.

Показано, что в условиях канала предельно ухудшевшегося качества (Кеш> 5-Ю"2) максимальное время прохождения команды установления связи и время прохождения команды управления автоматизированной адаптации, с доверительной вероятностью ß = 0.95, составляют 7 и 3 секунды соответственно, что соответствует расчетным значениям (рис. 5).

Различия в ходе зависимостей

ТКУСС и ТКУлл от Кош объясняются различием условий передачи команд: при установлении связи -длинных пакетов по каналу неустановленного качества, а при адаптации - более коротких пакетов по действующему каналу ухудшающегося качества.

Анализ суммарных вычислительных затрат на формирование и обработку команд управления автоматизированной адаптации и на реализацию разработанных алгоритмов относительно затрат на декодирование OFDM символов при помощи быстрого преобразования Фурье (БПФ), как основной вычислительной процедуры демо-

TWc. Г("'"О

Т1а<.г N..

Туулл ...............\ ....

\

НО"' 2 *0"' 3 4 6 К ' 8 К ' 11!)'

Коэффициент ошибок Рис. 5 Зависимости времени прохочедекия команд установления саязн и управления автоматизированной адаптации от качества канала передани дискретной информации по ДКМВ радиолинии-

дулятора, показывает их соотношение с разницей на два порядка, что свидетельствует о вычислительной эффективности разработанных алгоритмов.

Из сравнения полученных в ходе испытаний данных по времени адаптации ААР = 5 секунд, исчисляемому по времени восстановления канала связи для оконечного оборудования данных (ООД), с технической характеристикой времени допустимого для него перерыва связи- ТдопПЕР Св -300 секунд, следует, что благодаря эффективности разработанных методики и алгоритмов, сохранение синхронизма по тактовым частотам ООД обеспечивается гарантированно

Сопоставление определенных в ходе испытаний эксплуатационных параметров Т и Тадат действующей автоматизированной адаптивной

ДКМВ радиолинии с аналогичными техническими характеристиками установления связи и перестройки оборудования неавтоматизированной радиолинии свидетельствует о повышении эффективности ее работы от использования разработанных методики и алгоритмов в 7,5 раз по времени установления связи и в 36 раз по времени перестройки оборудования для работы на резервных частотах, или при изменениях рабочего режима

В Заключении сформулированы основные результаты работы Разработана эффективная методика передачи команд адаптации оборудования ДКМВ радиолинии по информационному каналу, обеспечивающая обнаружение сигналов команд в канале низкого качества

Разработаны алгоритмы адаптации и оценивания качества ДКМВ радиоканала в реальном времени обеспечивающий непрерывность и оперативность формирования оценок и обеспечивающий одновременную оценку параметров ДКМВ радиоканала и сосредоточенной помехи

Получены экспериментальные результаты оценки эффективности использования разработанной методики и алгоритмов на действующей ДКМВ радиолинии

В Приложении помещены акты внедрения результатов диссертационной работы

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

1 Мещеряков, Д В Исследование влияния изменений величины пик-фактора на качество демодуляции OFDM сигнала / Д В Мещеряков // Вестник СОНИИР -2005 -№3(9) - С 54-58

2 Мещеряков, Д В Исследование характеристик адаптации модема по рабочему сигналу/Д В Мещеряков// Вестник СОНИИР -2005 -№4(10) - С 73-76

3 Мещеряков, Д В Сравнительный анализ использования сглаживающих окон и системы автоподстройки частоты по рабочему сигналу для повышения точности демодуляции OFDM сигнала в условиях сдвига частоты / ДВ Мещеряков, С Н Елисеев, Е Н Маслов // XI Междунар науч -техн конф «Радиолокация, навигация, связь» труды конференции - Воронеж, 2005 -С 47-53 -(RLNC*2005)

ч

4 Мещеряков, Д В Исследование путей построения аппаратуры передающего тракта системы цифрового ДКМВ радиовещания / Д В Мещеряков, С Н Елисеев, Е Н Маслов // IV Междунар науч -техн конф «Физика и технические приложения волновых процессов» тезисы докладов - Нижний Новгород, 2005 — С 80

5 Мещеряков, Д В Два способа оценки качества работы ДКМВ радиоканала в реальном масштабе времени / Д В Мещеряков // XIII юбилейная Рос науч конф проф -препод состава, науч сотр и аспир ПГАТИ материалы конференции - Самара, 2006 -С 124

6 Мещеряков, Д В Перспективы применения способов оценки качества канала в реальном времени в адаптивных системах связи ДКМВ диапазона / Д В Мещеряков//Вестник СОНИИР -2006 -№2(12) - С 60-64

7 Мещеряков Д В Оценка параметров сосредоточенной помехи по результатам приёма OFDM модемом (Часть 1) / ДВ Мещеряков, СН Елисеев // Вестник СОНИИР -2006 - №3(13) -С 51-55

8 Мещеряков, Д В Применение способа оценки влияния аддитивных помех на 16-КАМ OFDM сигнал в ДКМВ канале / Д В Мещеряков, С Н Елисеев // XII Междунар науч-техн конф «Радиолокация, навигация, связь» труды конференции -Воронеж, 2006 - С 101-109 -(RLNC*2006)

9 Мещеряков, Д В Возможности повышения помехоустойчивости цифровой ДКМВ радиосвязи за счет использования треллис-кодирования / Д В Мещеряков, Е Н Маслов // VII Междунар науч -техн конф «Проблемы техники и технологии телекоммуникаций» материалы конференции - Самара, 2006 - С 277-279

10 Мещеряков, Д В Использование OFDM демодулятора для оценки параметров канала и помехи в ДКМВ диапазоне / Д В Мещеряков, С Н Елисеев // Радиотехника (журнал в журнале) - 2006 - №10 - С 72-75

11 Мещеряков, Д В Алгоритм одновременной оценки параметров ДКМВ радиоканала и сосредоточенной помехи с использованием OFDM модема / Д В Мещеряков, С Н Елисеев // V Междунар науч -техн конф «Физика и технические приложения волновых процессов» тезисы докладов, приложение к журналу «Физика волновых процессов и радиотехнические системы» - Самара, 2006 - С 199

12 Мещеряков, Д В Методика передачи команд управления автоматизированной адаптации оборудования ДКМВ радиолинии по основному информационному каналу/Д В Мещеряков // Вестник СОНИИР -2007 -№3 -С 66-72

13 Мещеряков, Д В Алгоритмы адаптации и оценивания качества канала автоматизированной адаптивной ДКМВ радиолинии / ДВ Мещеряков // Вестник СОНИИР -2007 -№4-С 80-83

Подписано в печать 17 03 2008 г Формат 60x84/16 Печать оперативная Бумага офсетная Объем 1 п л Тираж 100 экз Заказ № 119 Типография ООО "ИНСОМА-ПРЕСС", 443011, г Самара, ул Советской Армии, 217

ВВЕДЕНИЕ

1 ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ АДАПТИВНЫХ РАДИОЛИНИЙ

1.1 Обзор современного состояния ДКМВ радиосвязи

1.2 Описание и классификация способов адаптации, используемых в ДКМВ радиолиниях

1.3 Основные принципы адаптации. Обоснование требований к управлению адаптации в ДКМВ радиолиниях

1.4 Обоснование требований к оцениванию качества радиоканала в адаптивных радиолиниях ДКМВ

1.5 Выводы по разделу

2 РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНОЙ МЕТОДИКИ ФОРМИРОВАНИЯ И ПЕРЕДАЧИ КОМАНД АДАПТАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ ДКМВ РАДИОЛИНИИ

2.1 Анализ путей повышения эффективности способов передачи команд адаптации в радиолиниях ДКМВ

2.2 Разработка методики формирования и передачи команд адаптации оборудования ДКМВ радиолинии, включая команды управления автоматизированным установлением радиосвязи, по основному информационному каналу

2.3 Сравнительная оценка помехоустойчивости различных способов передачи команд адаптации

2.4 Выводы по разделу

3 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ АДАПТАЦИИ ПО ОЦЕНИВАНИЮ КАЧЕСТВА РАДИОКАНАЛА В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ

3.1 Разработка алгоритма комбинированного оценивания качества радиоканала в реальном времени, обеспечивающего непрерывность и оперативность формирования оценок

3.2 Разработка алгоритма одновременной оценки параметров ДКМВ радиоканала и сосредоточенной помехи с помощью OFDM модема

3.3 Выводы по разделу

4 АПРОБАЦИЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДИКИ И АЛГОРИТМОВ

4.1 Программная реализация и экспериментальные исследования разработанной методики и алгоритмов

4.2 Экспериментальная проверка эффективности использования разработанной методики и алгоритмов на действующей ДКМВ радиолинии с адаптацией в реальном времени

4.3 Выводы по разделу

Многие методы и схемы, технологии построения радиосистем, таких как спутниковая и подвижная радиосвязь, радиовещание и телевидение, были разработаны изначально для систем ДКМВ радиосвязи.

ДКМВ радиосвязь, являющаяся старейшим видом магистральной беспроводной связи, обеспечивающей связь на,дальние расстояния, для. сохранения своего места среди современных конкурирующих видов связи, с неизбежностью должна приобрести свойства автоматизированной и адаптивной системы.

Без автоматизации и адаптивности сложно обеспечить на высоком уровне системные требования по надежности связи, высокое значение коэффициента готовностив частности.

Вопросы построения ДКМВ систем радиосвязи в целом-и отдельные аспекты этой* проблемы на протяжении многих лет привлекали внимание исследователей и разработчиков, как в нашей стране, так и за рубежом.

В работах Головина О.В. [8, 48], Кузьмина Б.И. [34], Бухвинера В.Е. [4], Хмельницкого Е.А. [56] рассмотрены системные вопросы ДКМВ радиосвязи, также как и в работах Фримэна К. Е. [74], Винера А.Д. [74], и других.

Вопросы оценки, помехоустойчивости и влияния на эту характеристику сигнально-кодовых конструкций отражены в работах Зюко А.Г. [23], Кловско-го Д.Д. [29, 30, 31, 43], Карташевского В.Г. [27, 31], Николаева Б.И. [30, 39], Гиршова B.C. [6, 7], Петровича Н.Т. [42], Финка Л.М. [54], Тяжева А.И. [52, Х53], Белло П.А. [60], Прокиса Дж. [43], Чейза Д. [65], Френкса Л.Е. [55].

Характеристики распространения радиоволн, замираний- и помех рассматривались Калининым А.И. [26], Черенковой E.JI. [26], Комаровичем В.Ф. [32, 33], Сосуновым В.Н. [33], Долухановым М.П. [16], Кеннеди Р. [28] и другими учеными.

Многолетний опыт эксплуатации ДКМВ радиосвязи позволяет утверждать, что на современном уровне требований к системам передачи сообщений основными недостатками ДКМВ радиосвязи являются ограниченная полоса частот, выделяемая для организации радиолинии и низкая надежность связи по этим радиолиниям.

Ограничения на полосу частот приводят к ограничениям по скорости передачи данных (ограничению пропускной способности системы). При существующем регламентировании выделения и распределения частот в ДКМВ диапазоне [47] многие виды инфокоммуникационных услуг не могут быть предоставлены ДКМВ системами (широкополосный доступ, видео по запросу и т.д.). Существенное изменение в сложившейся ситуации возможно только в результате организационно-технических мероприятий по изменению регламентов.

Недостаточная надежность и устойчивость работы линий ДКМВ радиосвязи обуславливается нестабильностью работы в ДКМВ радиоканалах по следующим причинам:

- сезонные и суточные изменения условий распространения радиоволн;

- многолучевость и связанные с этим эффекты замираний и Допплеров-ского сдвига спектра;

- сигналы от посторонних источников (случайные и преднамеренные помехи).

В процессе ручного (неавтоматизированного) управления работой ДКМВ системой оператор должен выполнять достаточно трудоемкие операции, требующие специальной квалификации для поддержания связи в состоянии работоспособности [53]. При этом затрачивается значительное время, на изменение режимов работы, в течение которого связь прекращается (перестройка радиосредств, смена антенн и т.д.) и, кроме того, возможны ошибки персонала, что еще более снижает коэффициент готовности связи и увеличивает непроизводительное расходование времени сеанса связи.

Кардинально улучшить положение дел, описанное выше, возможно путем внедрения методов и средств автоматизации и адаптации в процессы управления организацией и осуществлением связи [53].

Общая оценка состояния вопроса, основывающаяся на результатах анализа работ, перечисленных в списке литературы и обзора, выполненного в данной работе, заключается в следующем: не систематизированы и недостаточны исследования процессов адаптации в системах ДКМВ радиосвязи и, как следствие, отсутствует обоснование методик и алгоритмов адаптации, учитывающие достижения современной и перспективной технологии радиосвязи и позволяющие обеспечить работу в составе ДКМВ систем оборудования разных типов и передачу сообщений разной природы, адекватно предъявляемым к такой передаче требованиям.

Таким образом, в настоящее время существует актуальная научно-техническая^ проблема совершенствования методик и алгоритмов адаптации с целью повышения эффективности использования адаптивных радиолиний ДКМВ в системах связи.

Цель работы:

Разработка, исследование, экспериментальная апробация и практическая реализация эффективной методики формирования и передачи команд адаптации оборудования ДКМВ радиолинии, используемой для высокоскоростной передачи данных по ТЧР каналу, разработка алгоритмов оценивания« качества радиоканала в реальном времени.

Для достижения поставленной цели в настоящей диссертационной рабо9 те выполнена следующая программаисследований.

1. Исследование способов адаптации в радиолиниях ДКМВ.

2. Обоснование основных требований к методике и алгоритмам управления адаптацией. Формулировка показателя эффективности.

3. Анализ путей повышения эффективности способов управления в адаптивных радиолиниях ДКМВ.

4. Исследование возможностей прямых и косвенных методов оценки качества радиоканала.

5. Исследование возможности одновременной оценки параметров радиоканала и сосредоточенной помехи с помощью OFDM модема.

6. Разработка эффективной методики формирования и передачи команд адаптации оборудования ДКМВ радиолинии и алгоритмов оценивания качества радиоканала в реальном времени.

7. Экспериментальная проверка эффективности использования разработанной методики и алгоритмов на автоматизированной адаптивной ДКМВ радиолинии.

Использованные методы исследований.

Перечисленные задачи программы исследований были решены методами теории статистической-радиотехники; методами цифровой обработки сигналов; численного анализа-и моделирования, спектрального анализа.

Диссертационная работа состоит из введения, 4-х разделов, заключения, списка литературы и приложения.

Основные результаты диссертационной работы внедрены в интересах Управления научно-технического обеспечения Службы специальной связи и информации Федеральной службы охраны Российской Федерации.

Внедрение результатов работы и достигнутый положительный эффект подтверждены соответствующими актами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разработана, исследована, экспериментально апробирована и реализована эффективная методика передачи команд адаптации оборудования ДКМВ радиолинии, включая команды управления автоматизированным установлением радиосвязи по основному информационному каналу.

В ходе исследований рассмотрена общая классификация адаптивных систем и адаптивная радиолиния, как разновидность самонастраивающейся беспоисковой системы со стабилизацией регулируемых параметров оборудования и с оптимизацией выбора рабочей частоты.

Выполнен анализ адаптации, производимой на разных иерархических уровня системы ДКМВ радиосвязи, обеспечивающей управление системой на канальном и физическом уровне.

Применительно к адаптивной ДКМВ радиолинии рассмотрены процедуры адаптации на канальном и физическом уровнях: наблюдение за полным спектром рабочих частот, управление выбором рабочих частот и исследование состояния рабочего канала, управление скоростью передачи данных, видом модуляции, помехоустойчивостью используемого кода, мощностью передачи, типом и направленностью излучения антенн.

Соответственно, в плане выбора рабочих частот рабочим объектом управления выбран ДКМВ радиоканал, а на уровне физической передачи рабочим объектом управления выбран рабочий сигнал ДКМВ радиолинии.

Определены и обоснованы требования к адаптации в ДКМВ радиолиниях, направленной на удовлетворение потребности потребителей в высокой скорости перестройки параметров системы при изменениях параметров используемого оборудования, адекватных изменениям нестационарного ДКМВ радиоканала.

Показано, что разрабатываемая эффективная методика передачи команд адаптации оборудования ДКМВ радиолинии должна обеспечивать:

- помехоустойчивость адаптации, определяющую её своевременность, а также точность измерения параметров канала и поддержания качества канала связи на заданном уровне в отсутствие сбоев;

- минимальное влияние адаптации на непрерывный процесс передачи данных или минимальную потерю пропускной способности, затрачиваемой на получение оценок и передачу команд адаптации;

- низкую вычислительную сложность реализации алгоритмов адаптации.

Доказана целесообразность применения для обеспечения высокой помехоустойчивости передачи сигналов установления связи и управления автоматизированной адаптации УПС с высокой спектральной эффективностью сигнально-кодовых конструкций, а также дополнительного мажоритарного кодирования и СЯС-контроля командных пакетов.

Рассмотрены и классифицированы действенные методы оценки качества канала, которые могут использоваться в адаптивной ДКМВ радиолинии:

- зондирование канала тестовыми последовательностями;

- использование пилот-тонов;

- изучение канала по его влиянию на характеристические особенности рабочего сигнала;

- методы вероятностных оценок.

Оценена эффективность применения каждого метода в рамках процедуры оценки ДКМВ радиоканала в реальном масштабе времени (ЯТСЕ), являющейся неотъемлемой частью процедур принятия решений на каждом уровне адаптации.

Установлено, что с точки зрения обеспечения оптимального выполнения требований к своевременности и точности адаптации наиболее эффективным является сочетание методов прямого и косвенного оценивания, обеспечивающее непрерывность и оперативность комплексной оценки качества канала ДКМВ радиолинии, формируемой в реальном времени.

На основании установленных требований к системе адаптации, определяющих своевременность и точность выполнения процедуры адаптации адекватно быстро изменяющимся условиям распространения сигналов в ионосфере, выполнен сравнительный анализ существующих систем адаптивной ДКМВ радиосвязи. Показано, что требуемая оперативность адаптации, основанная на быстром переключении параметров ее оборудования в соответствии с полученной оценкой качества сигнала в реальном времени (ЫТСЕ), в существующих системах не обеспечивается, вследствие необходимости дополнительной перестройки радиосредств из режима проверки канала в режим передачи требуемой информации.

Выполнено сравнение помехоустойчивости способов передачи команд установления связи и управления автоматизированной адаптации по ДКМВ радиоканалу в условиях действия аддитивных шумов и помех в соответствии с разработанной методикой и способа их передачи в соответствии со стандартом М1Ь-8ТБ-188-141В.

Показано, что за счет использования высокой спектральной эффективности передачи команд управления, формируемых и передаваемых в соответствии с разработанной методикой, энергетический выигрыш передачи команд управления по основному каналу передачи информации по сравнению с традиционным способом их передачи, при заданном в канале отношении сигнал/шум, составляет величину 4 + 5 дБ.

Тем самым доказано, что:

- возможности технологии помехоустойчивого кодирования позволяют эффективно ее использовать для передачи по основному каналу передачи данных автоматизированной адаптивной ДКМВ радиолинии команд установления связи и управления автоматизированнойадаптации;

- применение дополнительных сложных систем, кодирования в-составе системы передачи команд управления по основному рабочему каналу нецелесообразно, вследствие неоправданного увеличения вычислительной сложности декодера;

- оптимальным методом дополнительного кодирования команд установления связи и управления автоматизированной адаптацией, передаваемых по основному каналу передачи дискретной информации, является мажоритарное кодирование;

- дополнительным средством обеспечения помехоустойчивости команд управления является применение процедуры CRC-контроля.

Доказано, что разработанная методика решает проблему обеспечения своевременности адаптации посредством организации передачи команд адаптации в режиме временного уплотнения, непосредственно по рабочему каналу передачи основной информации, решает проблему точности адаптации посредством использования для оценки качества канала тестовых М-последовательностей, (ПСМ) известной формы, решает проблему снижения вычислительной сложности за счет использования тех же ПСМ для организации байтовой синхронизации пакетной передачи.

Разработаны алгоритмы адаптации и оценивания качества ДКМВ радиоканала в реальном времени: комбинированный, обеспечивающий непрерывность и оперативность формирования оценок, и обеспечивающий одновременную оценку параметров ДКМВ радиоканала и сосредоточенной помехи с помощью OFDM модема.

В ходе исследований было отмечено, что наиболее точным, и достаточно оперативным методом оценки качества канала, но требующим введения значительной избыточности, является метод зондирования канала, основанный на периодической передаче заранее определённой тестовой последовательности, сравниваемой с эталонной на приёме, и определении качества канала путем прямого подсчета отношения ошибочных бит к общему числу переданных.

Оперативное оценивание состояния канала непосредственно по рабочему сигналу подразумевает априорное знание приёмником параметров передаваемого сигнала, при этом применительно к OFDM сигналу, вычисление отношения сигнал/шум косвенным методом происходит с помощью коррелятора, настроенного на частоту одного из подканалов, который для этого освобождается от передачи полезной информации.

Проведённое исследование показало, что результаты, получаемые с помощью прямого и косвенного метода весьма хорошо описывается линейной зависимостью, что является подтверждением их взаимооднозначности, обеспечивающей, при их комбинированном использовании в соответствии с разработанным алгоритмом, требуемую точность и своевременность оценки качества нестационарного ДКМВ -радиоканала, при минимальном расходовании пропускной способности.

Рассмотрено использование демодулятора OFDM модема для оценки параметров- канала и помехи в целях адаптации оборудования радиолиний ДКМВ диапазона к условиям изменения параметров и помеховой обстановки нестационарного радиоканала.

Получена формула для оценки по выходным данным демодулятора OFDM модема параметров ДКМВ радиоканала без передачи тестового сигнала.

Показана возможность получения по выходным данным демодулятора OFDM модема оценки интервала многолучёвости в двухлучевом рэлеевском канале.

Определены признаки, позволяющие оценить по выходным данным демодулятора OFDM модема воздействие на принимаемый сигнал сосредоточенной по спектру помехи и приведены соответствующие выражения.

Приведены результаты численного моделирования, иллюстрирующие использование этих признаков при разработке алгоритма одновременной оценки в реальном масштабе времени параметров ДКМВ радиоканала и сосредоточенной помехи с помощью OFDM модема, определяющего направления инженерного подхода для экономной реализации простых, например двухпозиционных, алгоритмов адаптации.

На основании проведенных исследований разработан алгоритм одновременной оценки параметров ДКМВ радиоканала и сосредоточенной помехи с помощью OFDM модема, обеспечивающий одновременное получение оценок качества канала и сосредоточенной помехи в ходе единой вычислительной процедуры ДПФ, выполняемой при демодуляции принимаемого модемом сигнала OFDM, позволяющий экономить общий вычислительный ресурс используемого для обработки сигналов процессора.

Проведены апробация, практическая реализация и экспериментальная проверка эффективности использования разработанных методики и алгоритмов в составе действующей автоматизированной адаптивной ДКМВ радиолинии.

В ходе исследований было определено значение пик-фактора рабочего сигнала ортогонального частотного уплотнения (OFDM), используемого для помехоустойчивой передачи сигналов установления связи и управления автоматизированной адаптации, а также для формирования оценок качества ДКМВ радиоканала по рабочему сигналу и одновременной оценки сосредоточенной помехи. Определены характеристики влияния разрядности сетки квантования аналого-цифрового преобразователя (АЦП) на вероятность ^ ошибки демодуляции символов OFDM, а также на уровень шумов квантования, по совокупности рассчитанных характеристик выбрана оптимальная-разрядность сетки квантования в 12-16 разрядов.

Были определены структура процессора УОС и УПС из состава оборудования ДКМВ радиолинии, использующего типовой микроконтроллер и технические требования к микроконтроллеру, используемому для построения процессора, а также тип микроконтроллера, удовлетворяющего рассчитанным требованиям.

Для обеспечения проведения испытаний были установлены наиболее удобные для контроля проверки разработанной методики и алгоритмов в составе действующей адаптивной ДКМВ радиолинии параметры:

- время установления автоматизированной адаптивной ДКМВ радиолинией дуплексной связи оконечного оборудования передачи данных;

- время восстановления канала действующей ДКМВ радиолинии для оконечного оборудования передачи данных после адаптации,

-определяющие характеристики быстродействия и помехоустойчивости разработанных методики и алгоритмов:

- время доставки команды установления связи;

- время доставки команды управления автоматизированной адаптации.

Показано, время доставки команды установления связи и время доставки команды управления автоматизированной адаптации составляют 7 и 3 секунды соответственно.

Показано, что в условиях канала невысокого качества Кош >1-10" , соответствующего моменту посылки команды установления связи или команды управления адаптации, оптимальная длина информационного поля командного пакета составляет 10-50 байт, при дальнейшем ее увеличении время успешной доставки команды увеличивается за счет увеличения процента потерянных при передаче командных пакетов.

Показано, что сравнение данных по времени исполнения шага адаптации (5 секунд) и времени допустимого оконечным оборудованием передачи данных перерыва связи (300 секунд), обеспечивает требуемое минимальное влияние адаптации на непрерывный процесс передачи данных оконечным оборудованием.

Таким образом, результатами экспериментальной проверки разработанных методики и алгоритмов на действующей ДКМВ радиолинии с адаптацией в реальном времени доказано, что эффективность применения разработанных методики передачи команд адаптации оборудования ДКМВ радиолинии и алгоритмов адаптации и оценивания качества ее радиоканала в реальном времени, по отношению к действующим нормативам, регламентирующим продолжительность основных операций на оборудовании, без использования адаптивной адаптации составляет:

7,5 раз по времени установления связи, как параметра характеристики оперативности связи, обеспечиваемой ДКМВ радиолинией;

36 раз по времени перестройки оборудования для работы на резервных рабочих частотах или изменения рабочего режима, как параметра характеристики своевременности адаптации оборудования ДКМВ радиолинии к изменениям условий нестационарного радиоканала.

1. Беллами Дж. К. Цифровая телефония. — М.: ЭК Трендз, 2004. - 639 с.

2. Белоусов Е.Л., Брянцев В.Ф., Валов В.А. и др. Трассовые испытания в ДКМВ диапазоне; Проблемы и перспективы развития // Труды 8-й международной научно-технической конференции. Радиолокация, навигация, связь. Воронеж 2002. т. 2. С. 1417-1425.

3. Бузов А.Л., Елисеев С.Н;, Кольчугин Ю.И:, Минкин MÍA., Сухарев A.C. Автоматизированный комплекс технических средств- для адаптивных радиолиний ДКМВ // Вестник СОНИИР. -2006. №1(11).-С. 27-32.

4. Бухвинер В.Е. Оценка качества радиосвязи. -М'!: Связь, 1974. 224 с.

5. Варакин JI. Е. Системы связи с шумоподобными сигналами.- М.: Радио и-связь, 1985г. 304 с.

6. Гиршов B.C. Влияние селективных замираний на работу некогерентных демодуляторов взаимноортошнальных ФРМ сигналов. Материалы НТК ЛЭИС.Выпуск 1.1971 г.

7. Горячкин О.В. Методы слепой обработки сигналов и их приложения в системах-радиотехники и связи. М-: Радио и связь. 2003.10; ГОСТ 23578-79 Стык С1-ТЧР системы передачи данных. Основные параметры сопряжения.

8. ГОСТ 26557-85 Сигналы передачи данных, поступающие в каналы связи. Энергетические:параметры 01.07.1986 г.

9. ГОСТ Р 51664-2000 Системы и аппаратура автоматического управления каналами радиосвязи. Основные параметры.

10. ГОСТ Р 51820-2001 Устройства преобразования сигналов для радиоканалов тональной частоты. Типы, технические характеристики и параметры сопряжения.

11. ГОСТ Р 51903-2002 Передатчики радиосвязи стационарные декаметрового диапазона волн. Основные параметры, технические требования и методы измерений;

12. ГОСТ Р 52016-2003 Приемники магистральной радиосвязи гектометрового-декаметрового диапазона волн. Параметры, общие технические требования и методы измерений.

13. Долуханов М.П. Распространение радиоволн. Учебник для вузов. — М.: Связь, 1972.-336 с.

14. Елисеев С.Н. Радиовещательные системы информационного обслуживания. М.: Радио и связь, 2003.

15. Елисеев С.Н., Маслов E.H. Разработка радиовещательных систем информационного обслуживания на основе использования, программного перестраиваемого оборудования // Вестник СОНИИР. 2004. №1(5). С. 46-48.

16. Елисеев С.Н., Яхнин В.Г. Совершенствование структуры сети ДКМ радиосвязи // Электросвязь. 1990. - № 9. - С. 35-37.

17. Жданов Б.Б, Краткосрочное прогнозирование и надежность связи// Электросвязь.- 2000г № 10.- стр.36-39.

18. Жданов Б.Б. Прогноз рабочих частот делаем самостоятельно// Радио.-1982г.-№8.- стр. 19-21.

19. Зюко А.Г. Помехоустойчивость и эффективность систем связи. — М.: Связьиздат, 1983г. 272с.

20. Изделие Р 016 В.Техническое описание. ЯР2.068.166 ТО. 1990г.

21. Изделие "УПС 4,8 КВ". Руководство по эксплуатации. РИВУ.465636.022 РЭ.

22. Калинин А.И., Черенкова Е.Л. Распространение радиоволн и работа радиолиний. — М.: Связь. 1971.-439 с.

23. Карташевский В.Г. Обработка пространственно-временных сигналов в каналах с памятью. М.: Радио и связь, 2000 г. - 272с.

24. Кеннеди Р. Каналы связи с замираниями и рассеянием. — Пер. с англ. / Под ред. И.А. Овсеевича. М.: Сов. радио, 1973 г. - 304с.

25. Кловский Д.Д. Передача дискретных сообщений по радиоканалам; 2-е Изд. М.: Радио и связь, 1982. - 304 с.

26. Кловский Д-Д., Николаев Б.Н. Инженерная реализация радиотехнических схем (в системах передачи дискретных сообщений в условиях МСИ). -М.: Связь, 1975. - 231с.

27. Кловский Д.Д., Карташевский В.Г. Белоус С.А. Прием сигналов со свёрточным кодированием в каналах с МСИ // Проблемы передачи информации. 1991. - № 2. - С. 15-27.

28. Комарович В.Ф. Романенко В.Г. КВ радиосвязь. Состояние и направления развития. Зарубежная радиоэлектроника. № 12, 1990 г.

29. Комарович В.Ф., Сосунов В.Н. Случайные помехи и надежность КВ связи. М.: Связь, 1977 г. - 136с.

30. Кузьмин Б.И. Адаптация и автоматизированные системы ДКМВ радиосвязи. — М.: Знание, 1986, с.8-23.

31. Куркин В.И., Орлов А.И., Орлов И.И. Схема расчета характеристик импульсного декаметрового радиосигнала на основе численного суммирования нормальных волн // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1986. Вып. 75. С. 159-164.

32. Лучин Д.В: Программно-аппаратный комплекс моделирования многолучевого радиоканала // Вестник СОНИИР. 2005. - №4(10). - С. 63 — 67.

33. Лучин Д.В. Маслов Е.Н. Применение способа байтовой синхронизации при пакетной передаче данных в ДКМВ радиоканале // Вестник СОНИИР. 2005.- № 4(10). - С. 68-72.

34. Малыгин И.К. Коды, коды, коды //Технологии и средства связи. май-июнь 1999. - №3. - С. 68.

35. Николаев Б.И. Последовательная передача дискретных сообщений по непрерывным каналам с памятью. — М.: Радио и связь, 1988. 262 с.

36. Оппенгейм А., Шафер Р. Цифровая обработка сигналов. М., Связь. 1979.-416 с.

37. Отчет по НИР «Диполь» Раздел 1.1 Анализ видов адаптации, применяемых в настоящее время на линиях ДКМВ радиосвязи, использующих радиостанции мощностью до 1 кВт, и обеспечиваемых при этом параметров качества линий.

38. Петрович Н.Т. Передача дискретной информации в каналах с фазовой манипуляцией. М.: Сов. радио, 1965 г. - 263с.

39. Прокис Дж. Цифровая связь / Пер. с англ. под ред. Д.Д. Кловского. М.: Радио и связь, 2000.

40. Прибор выявления ошибок (ПВО). Техническое описание. РЮ2.773.033 ТО.

41. Радиостанция "ПИРС". Руководство по эксплуатации. ЖЯ1.200.3431. РЭ.

42. Разработка алгоритмов подавления сосредоточенных помех в коротковолновых радиолиниях на основе цифровой обработки сигналов: Отчёт по НИР / ГОУВПО Поволжская государственная академия телекоммуникаций и информатики. Самара, 2004 г.

43. Регламент радиосвязи МСЭ. Международный союз электросвязи (ITU International Telecommunications Union). Женева, 1980.

44. Розов В.М.Б Головин О.В. Системы декаметровой радиосвязи за рубежом. Электросвязь. №11, 1988 г.

45. Сёргиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. СПб.: Питер, 2005.604 с.

46. Системы передачи информации для географически удаленных регионов. AT Electronic and Communication International: 1609 Steeles Avenue, West Suite 228 Concord, Ontario, Canada, L4K 4M2, Worldwide Web: www.at-communication.com.

47. Сухарев A.C. Алгоритм частотно-временного: пространственного кодирования OFDM сигнала для системы сдвоенной передачи данных по ДКМВ.радиоканалу // Вестник СОНИИР. 2006. - № 2. - С. 76-84.

48. Тяжев А.И. Выходные устройства приемников с ЦОС. Самара.: СамГУ, 1992 г., 276 с.

49. Тяжев А.И. Основы теории управления и радиоавтоматика. — М.: Радио и связь, 1999. 188 е.: ил.

50. Финк J1.M. Теория передачи дискретных сообщений. М.: Радио и связь, 1970.

51. Френке JI.E. Теория сигналов. М:: Сов.Радио, 1974т. 324 с.

52. Хмельницкий Е.А. Оценка реальной помехозащищенности приема сигналов в КВ диапазоне. М.: Связь, - 1975. - 232с.

53. Храмова М.Н,. Красоткин С.А,. Кононович Э.В Прогнозирование солнечной активности методом фазовой средней // http://zhurnal. ape.relarn.ru/articles/200/107.pdf.

54. ASAPS5 USER GUIDE. Australian Government. IPS Radio and Space Services;,The Australian: Space Weather Agency.

55. AX.25. Протокол канального уровня пакетной радиосвязи. Версия 2.0 Невингтон, Стандарт США 06111.: Американская радиорелейная лига, -октябрь 1984г.

56. Bello P.A. Error Probabilities Due to Atmospheric Noise and Flat Fading in HF Ionospheric Communication // IEEE Trans. In Communication Technology, Sept. 1965, vol. Com- 13, №3.

57. CALM COD AN Automated Link Management {Автоматизированное управление связью. Разработка австралийской компании COD AN}. http://wvm.atcommumcation.com/ru/codan/cd/equip/calm/.

58. CCIR Recommendation 520-2. Use of High Frequency Ionospheric Simulators.

59. CCIR Report 322-3, Characteristics and Applications of Atmospheric Radio Noise Data, International Telecommunication Union, Geneva, 1988.

60. CCIR, 1986h, "Computation of Reliability of HF Radio Systems", Report 8921, in Reports and Recommendations of the CCIR: Vol. VI, Ionospheric Radio Propagation; Dubrovnik Plenary, ITU, Geneva.

61. Chase D. Digital Signal Design Concepts for a Time-Varying Ricean Channel // IEEE Trans. Commun. February 1976, vol. Com 24, P. 164-172.

62. DRM; System specification, ETSIES 201980 v. 1.2.2 (2003-04).

63. D. Chase. A class of algorithms for decoding block codes with channel measurement information. IEEE Trans, on Information Theory. Vol. IT-18 №1. 1972. -p. 170-182.

64. Efremidec E. Design Concept for Reliable Mobile Radio Networks with Frequency Happing Signaling, IEEE, V 75, № 1, jan, 1987.

65. ETSI ES 201980 v. 1.2.2 (2003-04) Digital Radio Mondiale (DRM); System specification.

66. Gene L. Harrison D. HF Radio Automatic Link Establishment Systems Promise and Reality // MILCOM 87 Crisis. IEEE Mil. Commun. Conf. Washington. DC. 1987. Oct. 19-22. Vol. l.P. 43-47.

67. FED-STD-1045A HF Radio Automatic Link Establishment. Federal Standard. 1988.

68. Freiman C.E., Wyner A.D. Optimum Block Codes for Noiseless Input Restricted Channels // IEEE Trans. Inform. Control. 1964. Vol. 7. P. 398-415.

69. Harrison Gene L. Crisis. Commun. Promiss, and Reability, IEEE Mil. Commun. Conf, Washington DC ,Oct. 19-22,1987, Conf. Rec. Vol. 1,43-47

70. Hughes HF Adaptive Radio// MILCOM 85: IEEE Mil. Commun. Conf. Rec.,vol 1.

71. H.323. International standard. Multimedia communication over packet-switched networks, including LANs, WANs, and the Internet. ITU. 1996.

72. H.323 v.2. International standard. Packet-based multimedia communication systems. ITU. 1998.

73. MIL-STD-188-141BA. Interoperability and performance standards for medium and high frequency radio systems. DOD interface standard. 1 March 1999.

74. Perl. J., Real A Time HF Adaptive Communication, System//, Signal.-1987.-, vol. 41.-№12,, p.p. 81-86.

75. R. Van Nee and R. Prasad, "OFDM for Wireless Multimedia Communications", Artech House Publishers, 2000.

76. Technical notes on remote control of MST equipments. The Marconi Company Limited Chelmsford - Essex - England.86. "The DWMT: A multicarrier transceiver for ADSL using M-band wavelets," ANSI Stand. T1E1.4 Comm. Contrib, 1993.

77. Watterson C.C, Juroshek J.R, Bensema W.D. Experimental confirmation of an HF channel model. IEEE Trans. Commun. Technol, vol COM-18, pp. 792-803, Dec.1970.

78. Мещеряков Д.В. Исследование влияния изменений величины пик-фактора на качество демодуляции OFDM сигнала // Вестник СОНИИР. — 2005. №3 (9). - С.54-58.

79. Мещеряков Д.В. Исследование характеристик адаптации модема по рабочему сигналу// Вестник СОНИИР. 2005. - №4 (10). - С.73-76.

80. Мещеряков Д.В. Перспективы применения способов оценки качества канала в реальном времени в адаптивных системах связи ДКМВ диапазона // Вестник СОНИИР. 2006. - №2 (12). - С.60-64.

81. Мещеряков Д.В., Елисеев С.Н. Оценка параметров сосредоточенной помехи по результатам приёма OFDM модемом (Часть 1) // Вестник СОНИИР: — 2006.- №3(13).-С. 51-55.

82. Мещеряков Д.В., Елисеев С.Н. Использование OFDM-демодулятора для оценки параметров канала и помехи в ДКМВ диапазоне // Радиотехника (журнал в журнале). 2006. - №10. - С.72-75.

83. Мещеряков Д.В. Методика передачи команд управления автоматизированной адаптации оборудования ДКМВ радиолинии по основному информационному каналу // Вестник СОНИИР. 2007. - №3. — С.66-72.

84. Мещеряков Д.В. Алгоритмы адаптации и оценивания качества канала автоматизированной адаптивной ДКМВ радиолинии // Вестник СОНИИР. 2007. - №4 - С.80-83.