автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Структурно-параметрический синтез сигналов в системах управления с учетом комплексного воздействия помех и канальных искажений

На правах рукописи

СТРУКТУРНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ СИГНАЛОВ В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ С УЧЕТОМ КОМПЛЕКСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОМЕХ И КАНАЛЬНЫХ ИСКАЖЕНИЙ

05.13.01 - «Системный анализ, управление и обработка информации /в технике и технологиях/»

АВТОРЕФЕРАТ

диссер!ации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ставрополь - 2006

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Северо-Кавказский государственный технический университет» па кафедре информационных систем и шхнологий

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Федоренко Владимир Васильевич

Официальные онпоненгы: доктор физико-математических наук,

профессор

Боташев Хасан Ибрагимович

Ведущая организация: ФГУП «Научно-исследовательский институт

специальных информационно-измерительных систем», г Ростов-на-Дону

Защита состоится "_Д1_" март 2006 года в _16_ часов на заседании диссертционного совета ДМ 212,245.09 при Северо-Кавказском государственном техническом универсше!е по адресу. 355029, г. Ставрополь, пр. Кулакова 2, СевКав1ТУ, ауд 529

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Северо-Кавказского государственного технического университет

Автореферат разослан " 28_" февраля 2006 года.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физико-математических наук,

доктор технических наук, доцент Будко Павел Александрович

доцент

1000]\ 4250

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Болылинсшо современных технических систем управления в своем составе содержат подсистему связи, предназначенную для обеспечения передачи информации удаленным объектам управления с помощью специальных электрических сигналов.

Существующие подсистемы связи «частую не в состоянии удовлетворить современным требованиям как по качеству связи, так и по устойчивости к различным видам внутренних и внешних помех Различные технические усовершенствования средств и комплексов связи функционально ограничены, слабо согласованы между собой и с ожидаемыми условиями функционирования в различной помеховой обстановке, в результате чего они дорою обходятся, а их эффекшвность сомнительна, особенно в условиях комплексного воздействия различного рода помех и искажений сигнала. Теоретические результаты в области систем управления и связи, связанные с разработкой моделей, не в полной мере учишваю) весь комплекс определяемых характеристик и специфику процессов функционирования взаимосвязанных и взаимодействующих элементов сложной системы, какой является многоканальная сеть связи (МКСС), в различных условиях помеховой обстановки.

Таким образом, актуальность темы диссертационной работы определяет-сч необходимостью разрешения противоречий, обусловленных следующими двумя основными группами факторов.

Первая группа факторов - наличие ряда практических противоречий между постоянно возрастающими требованиями системы потребителей (надсис-темы) к достоверности информации, передаваемой ст налами управления по каналам связи, и ограниченными возможностями систем управления по коррек-1ированию формы си1нала при комплексном воздейсшии помех и канальных искажений.

Вюрая группа факторов - недостаточный уровень развития методических основ постановки и решения задач многоуровневого моделирования систем управления, параметрического синтеза каналов связи и оптимального выбора структуры управляющих сигналов. Указанный недостаток проявляется, прежде »сего, в конструктивной незавершенности, в ограниченном использовании и в отсутствии систематизации методов решения подобных задач, составляющих проблематику системного подхода к оптимизации формы сигналов в условиях воздействия факторов внешней и внутренней среды.

Объектом исследований являются сигналы систем управления, передаваемые по каналам связи с неравномерными амплитудно-частотными и нелинейными фазочастотными характеристиками (АЧХ и ФЧХ) при воздействии помех внешней среды.

Предметом диссертационных исследований является научно- методический аппарат (НМА) управления параметрами и структурой сигналов при согласовании их с каналами связи.

Под совершенствованием НМА понимается постановка и решение оптимизационных задач с целевыми функциями в виде внешних функциональных

характеристик (показателей качества) и варьируемыми внутренними характеристиками (параметрами) в пределах современных и перепек 1ивны\ программно-технических возможностей создания управляемых элементов на всех уровнях иерархии подсистемы связи с учетом доступных ресурсов, а также алгоритмов сочетания методов парамефического и структурного синтезов сигнала.

Цель диссертационных исследований состоит в обеспечении гарантированной эффективности управления обьектами по каналам связи при помощи сигналов, оптимизируемых для условий комплексного воздействия помех и канальных искажений.

Научная задача исследований состоит в совершенствовании научно-методического аппарата согласования сигналов управления с каналами связи в условиях комплексного воздействия помех и искажений с целью обеспечения (арашированной эффективности управления объектами по каналам связи на основе системного подхода к оптимизации формы сигналов при сочетании параметрического и структурного син теза.

Для решения поставленной общей научной задачи была проведена се декомпозиция на ряд следующих частных задач:

1. Системный анализ условий передачи управляющих сигналов в каналах связи с искажениями и помехами

2. Параметрический синтез формы сигнала в каналах связи с амплитудно-частотными и фазо-частотными искажениями (АЧИ и ФЧИ).

3. Синтез кодовой структуры сигнала в каналах с искажениями и помехами внешней среды.

4. Системное распределение структурно-кодового ресурса в многоканальной линии связи для управления разноприоритетными объектами.

Методы исследования Для решения посишленпых в диссертационной работе научных задач использованы методы системного анализа, теории вероятностей и случайных процессов, математического программирования, исследования операций и имитационного моделирования

Достоверность и обоснованность полученных в диссертационной работе теоретических результате и формулируемых на их основе выводов обеспечивается строгостью производимых математических выкладок, базирующихся на аппарате математического программирования и исследования операций Справедливость выводов относительно эффективности предложенных методов подтверждена математическим моделированием.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Впервые на основе системного анализа с использованием комплексных показателей степени линейных искажения сигналов в каналах с помехами предложена многоуровневая модель подсистемы связи при управлении разно-приоритетными объектами.

2 При решении задачи параметрического синтеза формы сигнала в каналах с АЧИ и ФЧИ разработан метод оптимального распределения энергии сигнала между составляющими и корректирования частотных харакгериешк каналов связи по комплексному показателю, учитывающий не только неравномерность АЧХ, но и нелинейность ФЧХ.

3. При решении задачи синтеза кодовой структуры сигнала предложена методика структурно-параметрического синтеза сигнала, обеспечивающих сокращение вычислительных затрат при согласовании спектра сигнала с каналом связи

4. Разработан алгоритм назначения вариантов сигнала каналам системы управления с различными требованиями к достоверности передачи информации, обеспечивающий гарантированную эффективность управления разнопри-оритечными объектами за счет максимизации надежности связи в худшем по качеству канале.

Практическая значимость Разработанные подходы к моделированию и методы оптимизации формы сигналов в условиях помех могут быть использованы при согласовании сигналов с каналами, имеющими нелинейные АЧХ и ФЧХ, в условиях помех внешней среды и различных требований надсистемы управления к достоверности передачи информации управляемым объектам. На основные технические решения по реализации результатов работы поданы заявки на предполагаемые изобретения.

На защиту выносятся:

1. Многоуровневая модель подсистемы связи при передаче сигналов объектам управления и построенная на ее основе итерационная процедура последовательного синтеза формы сигнала, реализующая принципы агрегирования сложной системы.

2 Метод оптимального корректирования частотных характеристик каналов связи по комплексному показателю в виде коэффициента взаимной корреляции эталонного и искаженного сигналов на основе отслеживания амплитудных параметров составляющих искаженного сигнала.

3 Методика структурно-параметрического синтеза сигналов в условиях канальных искажений и помех.

4. Алгоритм назначения вариантов сигнала каналам с различными гребо-ваниями к достоверности передачи информации.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на 5-й международной научно-практической конференции (НПК) «Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики» (Новочеркасск: ЮРГТУ, 2004 г.), 5-й НПК «Интеллектуальные электромеханические устройства, системы и комплексы» (Новочеркасск: ЮРГТУ, 2004 г.), 1-й международной научно-технической конференции (НТК) «Инфотелекоммуникационные технологии в науке, производстве и образовании» (Ставрополь' СевКавГТУ, 2004 г.), 8-й ре-!иональной НТК «Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону» (Ставрополь: СевКавГТУ, 2004 г.), 5-й региональной НТК «Совершенствование методов управления» (Ставрополь: СИУ 2005 г.) а также на научных семинарах в Северо-Кавказском государственном техническом университете (2003-2005 гг), филиале Ростовского военного института ракетных войск (2003 г). Ставропольском институте управления (2005 г.), филиале Поволжской государственной академии телекоммуникаций и информатики (2005 г.)

Публикации. Полученные авюром результаты достаточно полно изложены в 13 научных работах, среди которых 7 статей, опубликованных в журна-

лах «Инфокоммуникационныс технологии», «Физика вочновых процессов и радиогехпические системы» и «Информационные (ехнологии в моделировании и управлении», в «Вестнике СевКавГТУ», в сборнике научных трудов филиала Поволжской ГА ГИ.

Реализация резулыатов исследования. Основные результаты исследований внедрены:

в Научно-исследовательском институте специальных информационно-измерительных сиаем 0 Ростов-на-Дону) в виде методики структурно-параметрического синтеза сигналов в условиях канальных искажений и помех (позволяющей сокрашть в 3,5 раза количество вычислительных операций) -при разработке алгоритмов контроля АЧХ фильтров по теме ОКР «Адресат АТК-М» (акт о внедрении от 19.01 2006г.);

в учебном процессе при подготовке учебного пособия «Задачи оптимизации в информационно-телекоммуникационных системах» и проведении учебных занятий по дисциплинам в Ставропольском институте управления (акт о внедрении от 12.01.2006г.).

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, четырех глав и мключения. Ее содержание изложено на 159 страницах, включая 148 страниц текста, проиллюстрировано 26 рисунками и 8 таблицами. Библиографический список содержит 115 наименований.

Личный вклад автора. Лично автору принадлежит разработка итерационной процедуры последовательного синтеза формы сигнала основе многоуровневой модели подсистемы связи, метод оптимального корректирования АЧХ каналов связи по комплексному показателю, методика структурно-параметрического синтеза сигналов и алгоритм назначения вариантов сш нала каналам с различными требованиями к достоверности передачи информации

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель исследований, научная задача и основные положения, выносимые на защиту, определена научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе проведен системный анализ условий передачи управляющих сигналов в каналах связи с искажениями и помехами

Руководствуясь положениями теории иерархических многоуровневых систем, мёсто сигналов .">, как переносчиков информации по каналам связи, в системе управления можно проиллюстрировать рисунком 1, где 5Э - эталонные, а - искаженные (на выходе каналов) сигналы На основе проблемно-классификационного анализа функционирования многоканальной сети связи выделяются основные дестабилизирующие факторы, основными из которых являются помехи внешней среды и внутренние помехи вследствие нелинейно-С1и АЧХ и ФЧХ каналов

Анализируются возможности снижения затрат ресурсов на выполнение фебований к связи в условиях воздействия данных дестабилизирующих факто-

ров за счет согласования сигналов с каналами связи. Раскрываются проблемы оптимального согласования сигналов с каналами, вытекающие из особенностей условий функционирования многоканальных сетей связи в составе систем управления, а также из сложившихся в теории подходов к моделированию, постановкам и решениям задач оптимизации.

Управляющая подсистема

Рисунок 1.1 - Детализация объекта исследования

В результате формализации процессов взаимодействия объектов МКСС и внешней среды на базе принципов, применяемых в теории иерархических систем, осуществлено структурно-декомпозиционнного представления моделей и показателей качества передачи сигналов объектам управления в виде единой многоуровневой модели передачи сигналов, представленной в таблице 1. В качестве показателей были выбраны достаточно апробированные и хорошо зарекомендовавшие на практике характеристики, между которыми установлены следующие зависимости.

На верхнем уровне, учитывая требования надсистемы пользователей к эффективности управления, в качестве показателя продуктивности системы предложено среднее число объектов N, управляемых по каналам связи с требуемой надежностью > Р1ятр). Надежность управления определяется коэффициентом готовности канала связи и является вероятностно-временной характеристикой, определяемой как вероятнос!ь связи с достоверностью, не хуже заданной, на временном интервале управления Рсв{раш < ришдо„).

Для показателя достоверности передачи информации в виде вероятности ошибки ппш существует аналитическая модель рош{$, Л, к2) зависимости от комплексного показателя g, учигыьающею 1ехническое состояние канала связи, от показателя X взаимодействия сигнала и помехи в частотно-временной области, от отношения энергий сигнал/шум И2 в канале.

Значение комплексного показателя § технического состояния определяется также и неидеальностью АЧХ и ФЧХ, выраженных через амплитуды составляющих искаженного сигнала А/ и их начальные фазы . В частном случае данный комплексный показатель, представляющий собой коэффициент взаимной корреляции g-K■ (^Л'*искаженного (/) и эталонного сигналов с коэффициентом нормировки К, обеспечивает свертку частных па-

раметров, например, амплитуд Л = составляющих искаженного сигна-

ла, в скалярный показатель.

Табчида 1 - Результаты многоуровневого моделирования МКСС

ПОКАЗАТЕЛИ МНОГОУРОВНЕВЫХ МОДЕЛЕЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ СИНТЕЗ

Количество объектов, управляемых по каналам связи с требуемой надежностью: Ы{Р„ > Рсатр) и Вероятность связи с достоверностью, не хуже заданной: Ри<{р„ш $ Р,Шиш) и Оп гимальное распределение сигналь-но-кодового ресурса между каналами связи: maxf|(l-P^f" -» mm ' J=i M N^ L Nr при xy = {0,1}; £Ъхи =L>LX,J=] i=1 7=1 /=1 ft

Вероятность ошибочного приема элемента сообщений в канале с искажениями и помехами: рош{^, Л, И2) и Оптимизация кодовой структуры сигнала в канале с искажениями и помехами' РошШУк\)> g(Vk)]~* . m> Wk Н^Ф ft

Комплексный показатель технического состояния канала связи, учитывающий неравномерность АЧХ и нелинейность ФЧХ: гд= К 1) Оптимальная коррекция амплитуд сигнала с учетом нелинейности ФЧХ V/L\TN )~> max при допусти- >н мом уровне /V'^iW,)"1 <!. / ft

Вектор амплитуд Л = ортогональных составляющих искаженного сигнала: V М'ЬЕЛ ехр[/(/лу + С/)] К 1 Оптимальное распределение энергии сигнала между амплитудами составляющих )-► max, при ограничении на мощность сигнала: '± А}/2 = РИ. l-h

На основе результатов многоуровневого моделирования, используя принципы агрегирования систем (скаляризации, эмерджменгносги, конфигурации и структуризации), предложен алгоритм последовательного синтеза сигнала, начиная с нижнего уровня (таблица 1) При этом нижние две оптимизационные задачи относя гея к классу задач параметрического синтеза, верхние две задачи являются задачами структурного синтеза. Решение указанных задач и составляет основное содержание диссертационной работы.

Многоуровневый процесс согласования сигналов с каналами строится на основе принципа достаточности, позволяющего улучшать форму сигнала без

использования дополнительных ресурсов. Принцип достаточности заключается в том, что последовательность уровней (этапов) оптимизируемых ресурсов выбирается по возрастанию организационных сложностей при оптимизации сигнала в пределах каждого уровня. Разработанная в соответствии с этим принципом общая процедура решения сдачи согласуется с многоуровневыми шера-тивными процедурами выработки решений по результатам оценки характеристик канала. Общая математическая постановка научной задачи имеет вид:

при заданных: 1) показателях у-го уровня системы «Ги>{А}> V/})>

2) управляемых параметрах {Л,} и структурах {(//,>} сигналов; 3) характеристиках среды £■„; 4) ограничениях на ресурсы {А,} и требуется при согласовании сигналов с каналами связи на основе сочетания методов их параметрического и структурного синтезов ^ птахтах ?,,(•)> обеспечить гарантиро-

IЙ/} {V/} ]

ванную эффективность управления объектами по каналам связи, т.е. улучшить качество передаваемых сигналов управления в наихудшем канале при использовании максиминного критерия: тш^^Дл,},;ших,

I

где <?2(<7з.{Л}>{^,})-»тах;.......Чу(Чу+\-К}.тах •

Декомпозиция общей задачи исследования основывается на результатах многоуровневого моделирования и представлена в таблице 1 в виде этапов последовательного итерационного синтеза сигналов, начиная с нижнего уровня.

Во второй главе разработан метод параметрического синтеза формы сигнала в каналах связи с амплитудно-частотными и фазочастотными искажениями.

В общем виде решена задача оптимальною распределения энергии сигнала между составляющими с учеюм степени искажений их амплитуд в канале.

'/V

При подстановке £ А, ехр[ ^ (//,)]; 5*(г)= 2^Ак ехр[-+ )] в

выражение для показателя g получена нелинейная целевая функция вида

1

4РИРэ

I Z АЛ siru/^T- |-ехр

м, t=t¡ ч 2

aiJ А 1

+ I

► шах, (1) {а,}

где ¡'и и Рэ - мощности сигналов; £llk = (í - к)а>й; со0 - несущая частота, N -число составляющих сигнала; Д ц/1к =i//¡ - ц/к; sin с(а) = sin {а)/а.

При ограничении на суммарную мощность составляющих сигнала вида

fc 2

A¡ /2 = РИ для решения задачи использован метод множителей Лагранжа. Получены выражения для оптимальных значений амплитуд составляющих:

A^a^lPvj'ial где а, = £ smc^jexp^;^ + AW¡)], (2) обеспечивающих максимально возможное значение комплексного показателя g■

gZ"P = 2>/A,*]2 = 2P„ X j Z Sincl

ы, /=i, \k=k- v -i

ч ' 4 I*

Результаты задачи предполагают перераспределение ограниченной мощности на передающей стороне, т е предварительное предыскажение сигнала

В нракшке пассивного корректирования характеристик на приемной стороне канала устанавливаются ограничения на коэффициенты передачи состав-

I* /

ляющих сигнала Kt не больше равномерного уровня, те А", /N <1 При

ых /

числе H искаженных составляющих сигнала целевая функция имеет вид:

g =

ï W^K

а№т

+ ДТ,

(4)

& • («и

■ S sinHr

т\ ( .ашт

N-H+ £at,2

Результаты решения задачи оптимального корректирования методом множителей Лагранжа с условиями Куна-Таккера представлены выражениями:

г

К/2 g:zp =

r=i| / M,

f*/

= Sir

Qttr

v

i*i

Ï /

/

L N

/ 1 г

J/ I

.(5)

exp

где а, =

Ч 2

Выигрыши от использования результатов оптимального распределения энергии сигнала и оптимального корректирования по сравнению со случаем равномерного распределения энергии (Л, = const{l) = ^2Puj N ) представлены в табл.2.

Таблица 1 - Оценка выигрыша/ резучьтатов параметрического синтеза сигналов по отношению к равномерному распределению энергетического ресурса

Оптимизационная задача: Общий вид х = 8 рамп Частный случай. N=5, Я= 2, Графическая иллюстрация выигрыша при оптимальном корректировании А ЧХ

Распределение энергии сигнала /./, / *=3,28 при -<3

Корректирование АЧХ'с учетом нелинейности ФЧХ i {N-H)+'±af /=3,19 при = 0,8я

В третьей главе предложена методика структурно-параметрического синтеза сигналов в условиях канальных искажений и помех.

Альтернативным вариантом управления формой сигнала (по отношению к параметрическому синтезу сигнала) является синтез его структуры за счет подбора начальных фаз составляющих сигнала. При этом условно можно выделить «грубые структуры» сигналов - в виде частотно-временных матриц взаимного расположения их элементов в частотно-временной области и «тонкие структуры» сигналов, определяемые множеством начальных фаз (фазовыми кодами) Ф = {у/к\-Y~fj = {О. я} составляющих сигнала.

,у = (0 п,я 0 п)

= 0.Я.Я ф

а)

б)

Рисунок 2 - Энергетические спектры сигналов при одинаковом (а) и различных (б) значениях начальных фаз составляющих сигнала

Проведенный анализ моделей свидетельствует, что при изменении фазо-кодовой структуры сигнала во временной области изменяется характер изрезанное™ его спектра в частотной области (рис. 2). Следовательно, для уменьшения канальных искажений сигнала целесообразно выбирать такую его фазо-кодовую структуру =Ф. чтобы форма сигнала $э((\{у/к}к^) была

в наибольшей степени согласована с характеристиками тракта передачи.

Так как источники помех и канальных искажений являются независимыми, то кодовая структура, обеспечивающая максимум согласования сигнала с каналом по показателю g, в общем случае, не обеспечивает минимальное взаимодействие помехи и сигнала в частотно-временной области, которое оценива-

2

- коэффициентом взаим-

ется показателем

РэТг)

ной корреляции сигнала 5_,(г) и помехи 5л(г) с мощностью Рц. Поэтому в качестве показателя для целевой функции при решении задачи оптимизации кодовой структуры сигнала в канале с помехами и искажениями выбрана вероятность ошибочного приема элемента сообщений в канале с искажениями и помехами - РшЛ/К^}). >тш Ограничениями при поиске оптимального

К}

решения является дискретное множество структур сигнала б £2Ф

Для уменьшения вычислительных затрат при выборе оптимального решения использован метод ветвей и границ, содержащий следующие этапы

1) составление вариационных рядов для различных кодовых структур Ф, е йф ■

«.№)>*№)>■>&М> >*Ш •<*№)< -<Ш

2) построение матрицы вероятностей' |р„и,[§,(Ф),

3) переход к индикаторной матрице х/( =1 при Ф^' = ф|*'; г, =0 при Ф^"1 Фф^К

4) корректировка постановки оптимизационной задачи:

Р,т\хи )-> ™п при офаничениях: = = 1

/=11=1

1>/. 1=1

= 1. =

0.«}

5) последовательное разбиения магрицы отображающей множество £2Ф, с оценками границ р* вероятности ошибки на каждом Т]-м шаге разбиения; отбрасывание неперспективных подмножеств-

Рисунок 3 - Схема решения за дачи методом ветвей и границ

Приведен пример для канала некогерентного приема сигналов в условиях релеевских замираний, сосредоточенной помехи, канальных искажений и !0-ти вариантов кодовых структур, обеспечивающих представленные в габл. 3 значения коэффициентов g и Я. Предлагаемый метод решения задачи позволяет в 2 раза сократить количество вычислительных операций по сравнению с методом полного перебора.

1 аблица 3 - Решение примера для рош

№ структуры 01 ф2 Фт, Фа Ф<, I Фь 07 Фя Фч Фю

Значение Л 0 007 0.022 0019 0.009 0.020 0 001 0.003 0016 0018 0.002

Значение g 0918 0925 0 924 0 920 0926 0 916 0 919 0 923 0 922 0 921

000000000 1 0000010000 0000000100 0000000010 000000100 0 0001000000 0000100000 00 10000000 1000000000 0 1 00000000

Фц, ф,

ф,

ф4

ф*

«V ф,

ф5

ф,

Расчет границ ветвления задачи: р\ = тт{/>(Ф0), р(ф5)}= р(фь)=Ш Ю-3 р'2 = шш{р(Ф10), р{ф3), }= р\ = 1,63 10"3

Ф* = шё[шт{Р(Ф8), р;}|=Ф6.

Вывод: расчет рош только для пяти кодовых структур (Ф3, Ф5, Ф6, Ф8, Ф10), что в два раза меньше по сравнению с традиционным методом последовательного перебора. Ф! +Ф(0

Учитывая ограниченность исходного множества структур сигнала, выбранный в процессе структурного синтеза спектр сигнала, в большинстве случаев, не в полной мере согласован с каналом. Для более точного согласования сигнала с каналом требуется дополнительная коррекция амплитудных параметров в пределах межструктурных диапазонов. Алгоритм данной методики структурно-параметрического синтеза сигналов состоит из следующих этапов:

/. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП

1 Измерение характеристик канала Измерение параметров помех

2 II Выбор модели сигнала ?(?)

3 -1- Расчет показателей -1-+ *[s,(t\sM

4 Выбор модели канала рош[й2, А

II. ЭТАП СТРУКТУРНОГО СИНТЕЗА

Выбор кодовой структуры (начальных фаз составляющих) сигнала: при ограничении на множество кодовых структур сигнала \\//к }kj[~jj е Пф

в условиях исходного равенства амплитуд составляющих сигнала At = const(l)

____III ЭТАП ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО СИНТЕЗА __

Коррекция амплитудных параметров составляющих сигнала* ® }/=| V, \fl N ) -> max при ограничениях на диапазон изменения амплитуд А/ е [А ± Ayl] и мощность сигнала £ ¡2-- Ри в условиях выбора оптимальной струк гуры сигнала ^} = arg min риш [g({i//k}), Х({у/к})] _______________т)_____

Как следует из представленных в табл, 4 результатов анализа трудоемкости параме грического синтеза, предварительный структурный синтез сигнала в пределах четырех фазо-кодовых структур, спектры которых представлены на рисунке 3,6, позволяет на несколько порядков сократить количество вычислительных операций, особенно, если при оптимизации уровней составляющих сигнала использовать метод динамического программирования.

Таблица 4 - Сравнительный анализ трудоемкости параметрического синтеза при распределении дискрет энер|етического ресурса (дэр) сигнала между составляющими в количестве N-5

Метод оптимизации Общие выражения для расчета количества операций(an) Без струкчурного синтеза сигнала A,.p=\Gdip, M„-Ac„-N= 50 дэр С предварительным с груктурным синтезом Пф=4 структуры, М|.т)=А,Л}ф+1=3 д->р

Полного перебора M\(N -1)! 1581255 оп. 175 оп

Динамического программирования {N-l\M+\)2 +2М+Х 7904 оп 55 оп

В четвертой главе разработан алгоритм распределения структурно-кодовою ресурса в системе управления разноприори тетными объектами, предложен подход к оценке эффективности структурно-параметрического синтеза сигналов в каналах на основе спектральных характеристик, представлены технические решения по реализации разработанных методов синтеза сигналов.

Одним из путей повышения эффективноеги использования подсистемы связи для управления объектами является уплотнение многих каналов в одну линию связи Наиболее перепек 1ивным является метод уплотнения по форме сигналов, предусматривающий формирование структур канальимх сигналов путем их кодирование различными фазо-кодовыми последовательностями

В условиях ограниченности дискретного множества структур сигналов требуется так распределить структурно-кодовый ресурс, чтобы

обеспечить требуемое (либо максимально возможное) количество каналов управления объектами с заданным качеством связи Л¡{Рсд > Рсатр). При этом

следует учитывать, что все каналы линии связи подвержены одинаковому воздействию внутренних и внешних помех, но требования к достоверности управления объектами, определяемые значениями допустимой вероятности ошибки Рот ооп < различные для различных каналов.

Математическая постановка задачи имеет вид: найти план X* =!х \

распределения £ структур сигнала между каналами с различными требованиями к достоверности обеспечивающий в канале с наиболее жесткими

требованиями Р^\р11Ш{ф Р,ш,о„„\ максимум 1 ~ П(ь-т.е.

7=1

/-'(/V*)= тах П(| - РС{^)Г'' -ншп либо ^")=тт

' М '

• шах, где к)

С,, = - Ц1 - Р}У') при ограничениях хц = {0,1}; £ 1>у =1 > ¿Л = 1; У = 1, Ь ■

(=1 м (=1

Использование макгиминного критерия обеспечивает гарантированную надежность управления с учетом на наихудший случай. С учетом нелинейности целевых функций и двухиндексного характера аргумента для облегчения решения задачи методом дискретной оптимизации предложен алгоритм, сочетающий метод динамического программирования с методом ветвей и границ.

Алгоритм назначения вариантов сигнала каналам с различными требованиями к достоверности передачи информации содержит следующие этапы

1) нахождение исходного нехудшего решения задачи с помощью промежуточного эвристического алгоритма;

2) получение верхних границ решения задачи без ограничения £ = 1 с

1=1

помощью метода динамического программирования;

3) нахождение оптимального решения задачи с учетом всех ограничений путем ветвления вершин, полученных на предыдущих этапах

Рассмотрен пример в виде матрицы значений Ри)\р„ш($>Рашд<т\ для Ь=5 и Nк~ 3 с различными допустимыми значениями рош ,)0„:

ф, Ф2 Ф3 ф4 ф5

'3,5

0,32 0,83 0,25 0,26 0,72 0,45 0,53 0,41 0,47 0,11 0,08 0,14 0,21 0,63 032

Рошьпх [036 1,60 0,29 0,30 1,241

Рош*»2. 1Ч|!з 5 =10'62 °>76 °'53 °'63 Щ Рошаопз ' |0,08 0,15 0,22 0,99 0,39 Используя алгоритм назначения вариантов сигнала, получим решения; 1) эвристическое решение: 2) получение верхней границы:

1 0 0 0| 1 0 1 |о 0 0 1

V3 -тт{1,6, 0,63; 0,08+0,22+0,39} = 0,63 V =пнп{1,6; 0,76+ 0,63; 0,99+0,39} = 1,38 3) вегвление границ при поиске оптимального решения'

Исходная задача

У Из 5

1 о

о о

О 1

0 о

1 о

О 1

1 I

V Из 5

О

= о

00001 01000 01000

м= 01010 н- 10010 М' = 11000

00011 00011 00011

О V1'' =0,63

V' - 1,24

V" -1.15

№ = 01000 01000 оюооК 01000

10100 ми= 00010 М" = пооо] \ М" = 10100

00011 00011 оооп| 00011

X =

0,76

= 11000 00110

Рисунок 4 Схема ветвления I раниц при оптимальном назначении вариантов сигнала

[ 1ижняя граница оптимального решения min[/>^]= I - f~|(i - 0,7

больше, чем нижняя граница эвристического решения тт[я^]= 0,47.

Как свидетельствует пример решения задачи, предложенный алгоритм назначения вариантов сигнала каналам с различными требованиями к достоверности передачи сообщений повышает гарантированную вероятность связи в наихудшем канале в полтора раза по сравнению с эвристическим алгоритмом.

Техническое осуществление структурно-параметрического синтеза сиг-начов возможно с помощью схемы, представленной на рисунке 5. В этом случае задача имеет следующую формулировку: при фиксированной средней мощности полезного сигнала на входе канала требуется найти характеристики кодирующего устройства H{f), определяющего структуру сигнала, и корректирующего устройства G(f), определяющего значения амплитудных параметров сигнала, максимизирующих энергетическую эффективность кодирования и корректирования сигнала в канале связи с помехой

помехи

структурный параметрический

синтез синтез

Рисунок 5 - Схема осуществления структурно-параметрического синтеза сигналов при передаче информации по каналу святи в условиях помех

В работе проведен расчет оптимальных характеристик #(/) и (?(/), позволяющих реализовать структурно-параметрический сишез сигналов в канале связи с помехами. На устройство для автоматической коррекции амплитудно-частотных искажений трактов систем передачи, реализующее данную схему, подана заявка, как на предполагаемое изобретение.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Предложенная на основе известных показателей многоуровневая модель подсистемы связи при передаче сигналов объектам управления является основой для построения итерационной процедуры последовательного синтеза формы сигнала, реализующая принципы агрегирования сложной системы: структуризации, конфигурации, эмерджентности и скаляризации

2 Предложенный метод оптимального корректирования частотных характеристик каналов связи по комплексному показателю в виде коэффициента взаимной корреляции эталонного и искаженного сигналов позволяет умень-

шить степень искажения сиг нала на выходе канала связи в 3 и более раз (при оценке по критерию близости искаженного сигнала к эталонному, имеющему номинальные значения параметров).

3. Разработанная методика структурно-параметрического синтеза сигналов в условиях канальных искажений и помех позволяет сократить на несколько порядков количество вычислительных операций при оптимальном распределении энергии сигнала между частотными составляющими за счет предварительного подбора «тонкой» структуры сигнала, определяемой совокупностью начальных фаз его составляющих.

4 Рассчитанный автором алгоритм назначения вариантов сигнала каналам с различными требованиями к достоверности передачи информации обеспечивает повышение (в полтора раза - для рассмотренных случаев) гарантированной эффективности управления разноприоритетными объектами за счет использования системного подхода к распределению структурно-кодового ресурса в многоканальной линии связи.

СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Семикопенко В.П., Вальчук A.B., Вальчук, В.В. О возможности и способе визуализации вольт-амперной характеристики гиристора // Вестник СевКав-ГТУ. Серия «Физико-химическая», 2003, № 1(7), с. 76-78.

2. Федоренко В.В., Вальчук A.B., Вальчук В В Методика косвенного измерения амплитудной характеристики электрических цепей // Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики: Материалы 5 Международной НПК, 1 10 2004 г./ Новочеркасск: ЮРГТУ, 2004,- Ч 1. - С 16-18.

3. Федоренко В В , Вальчук А.В , Вальчук В В. Датчик напряжения с преобразованием измерительного сигнала по углу отсечки тока // Интеллектуальные электромеханические устройства, системы и комплексы: Материалы 5 Международной НПК, 22.10.2004 г. / Новочеркасск: ЮРГТУ, 2004,- С.35-36.

4. Федоренко В.В , Вальчук А В., Вальчук В.В. Оптимизация формы многочастотных сигналов в каналах связи с фазовыми искажениями // Инфотсле-коммуникационные технологии в науке, производстве и образовании: Материалы 1 Международной НТК, 19.12 2004 г./ Ставрополь: СевКавГТУ, 2004.-С.316-319.

5. Федоренко В В., Вальчук A.B., Вальчук В В. Нелинейное преобразование сигнала в системе защиты от изменения напряжения в электрической сети // Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону: Материалы 8 Региональной НТК, том 1/ Ставрополь: СевКавГТУ, 2004. - С.84-85.

6. Вальчук А.В, Вальчук В.В., Федоренко В.В. Оптимальная коррекция амплитуд составляющих сигнала в канале с нелинейной фазочастотной характеристикой // Журнал «Инфокоммуникационные технологии», Самара, 2005, №2, с. 12-16.

7. Федоренко В.В., Вальчук A.B. Управление формой сигнала в системе связи на основе метода ветвей и границ // Журнал «Информационные техноло-(ии моделирования и управления», Воронеж, 2005, вып.З, с. 438-443.

8 Федоренко B.B , Вальчук A.B., Вальчук В В. Аппроксимационный метод оценки искажения сигналов // Сборник научных статей филиала Поволжской ГАТИ, (межвузовский); Ставрополь, 2005, выпуск 5, с. 44-47.

9. Вальчук А В. Оптимизация выбора кодовой структуры сложных сигна лов в трактах передачи с искажениями // Совершенствование методов управления социально-экономическими процессами: Ма1ериалы 5 Решональной НПК, 26 05.2005, г Ставрополь СИУ, 2005 -С. 139-144.

10 Федоренко В.В., Вальчук A.B. Многоуровневый сишез формирователя сигналов при восстановлении его функционирования в сети связи // Совершенствование методов управления социально- экономическими процессами Материалы 5 Региональной НПК, 26 05.2005, i. Ставрополь. СИУ, 2005 - С. 226-232.

11 Вальчук A.B. Энергсжческая эффекшвносчь cipyiaypno- параметрического синтеза сигналов в каналах с помехами // Журнал «Информационные техноло! ии моделирования и управления», Воронеж, 2005, вып 4, с 587-592

12 Федоренко В.В., Вальчук A.B., Вальчук В,В. Минимизация искажений сигнала в канале с нелинейными частотными характеристиками // Журнал «Физика волновых процессов и радио>ехнические системы», Самара, 2005, № 3, с 48-52.

13 Вальчук А.В Системный подход к распределению структурно- кодового ресурса многоканальной линии связи // Журнал «Информационные технологии моделирования и управления», Воронеж, 2005, вып. 5, с.725-730

Личный вклад соискателя в работах, выполненных в соавторстве' [1] - л

предложена схема визуализации вольт-амперной харакэристики электронного прибора на экране осциллографа; [2] - предложен метод пересчета амплитуд соиавляющих выходного сигнала в коэффициенты аппроксимации хараюери-стики канала; [3, 5] - предложен метод помехоустойчивой передачи информа- *

ции об изменении уровня сигнала в объекте контроля и управления; [4, 6, 12] -предложены решения задач параметрического синтеза сигналов с использованием множителей Лагранжа; [7] - обоснован алгоритм структурного сишеза сигнала по системному показателю; [8] - обоснован критерий при синтезе структуры сигнала; [10] - проведена алгоритмизация системною решения научной задачи.

Подписано в печать 21 02.2006 г. Формат 60x84 1/16 Усл. печ. л. -1,25 Уч.- изд. л. - 0,8 Бумага офсетная. Печать офсетная. Заказ 128 Тираж 100 экз. ГОУ ВПО «Северо-Кавказский государственный технический университет» 355029, г. Ставрополь, пр. Кулакова, 2

Издательство Северо-Кавказского государственного технического университета Отиечашно в типографии СевКавГГУ

2,0q6 ft

■4250

ф СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ПЕРЕДАЧИ ф, УПРАВЛЯЮЩИХ СИГНАЛОВ В КАНАЛАХ СВЯЗИ С

ИСКАЖЕНИЯМИ И ПОМЕХАМИ.

1.1. Проблемно-классификационный анализ функционирования многоканальной сети связи в составе системы управления.

1.2. Сравнительный анализ методов моделирования многоканальной сети связи с позиций теории сложных систем.

1.3. Структурно-декомпозиционное представлению моделей и показателей качества передачи сигналов объектам управления

1.4. Обоснование научной задачи многоуровневого синтеза сигналов и частных задач исследования.

Выводы по разделу 1.

2. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ ФОРМЫ СИГНАЛА В КАНАЛАХ СВЯЗИ С АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫМИ И ф ФАЗОЧАСТОТНЫМИ ИСКАЖЕНИЯМИ.

2.1. Обоснование комплексного показателя степени искажения сигнала в канале с неидеальными частотными характеристиками

2.2. Оптимальное перераспределение фиксированной энергии сигнала между составляющими многочастотного сигнала.

2.3. Оптимальное корректирование амплитудно-частотной характеристики канала связи с учетом нелинейности фазочастотной характеристики. ф Выводы по разделу 2.

3. СИНТЕЗ КОДОВОЙ СТРУКТУРЫ СИГНАЛА В КАНАЛАХ С ИСКАЖЕНИЯМИ И ПОМЕХАМИ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ.

3.1. Обоснование выбора параметров для управления структурой сигнала . . 75 ® 3.2. Критерий оптимизации структуры сигнала при согласовании его с каналом связи.

3.3. Постановка задачи оптимизации структуры сигнала в условиях комплексного воздействия помех и канальных искажений.

3.4. Алгоритм решения задачи оптимизации структуры сигнала с использованием системного показателя.

3.5. Методика структурно-параметрического синтеза сигналов в условиях канальных искажений и помех.

Выводы по разделу 3.

4. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО РЕАЛИЗАЦИИ СТРУКТУРНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО СИНТЕЗА СИГНАЛОВ УПРАВЛЕНИЯ.

4.1. Постановка задачи системного распределения структурнокодового ресурса в многоканальной линии связи.

4.2. Алгоритм распределению структурно-кодового ресурса в системе управления разноприоритетными объектами.

4.3. Оценка эффективности структурно-параметрического синтеза сигналов в каналах на основе спектральных характеристик.

4.4. Предложения по технической реализации разработанных методов синтеза сигналов.

4.4.1. Устройство для автоматической коррекции амплитудночастотных искажений трактов систем передачи информации.

4.4.2. Устройство передачи результатов измерения частотных характеристик по обратному каналу.

Выводы по разделу 4.

Большинство современных технических систем управления в своем составе содержат подсистему связи, предназначенную для обеспечения передачи информации удаленным объектам управления с помощью специальных электрических сигналов.

Существующие подсистемы связи зачастую не в состоянии удовлетворить современным требованиям, как по качеству связи, так и по устойчивости к различным видам внутренних и внешних помех. Различные технические усовершенствования средств и комплексов связи функционально ограничены, слабо согласованы между собой и с ожидаемыми условиями функционирования в различной помеховой обстановке, в результате чего они дорого обходятся, а их эффективность сомнительна, особенно в условиях комплексного воздействия различного рода помех и искажений сигнала.

Различные оперативные требования к системам управления и связи, а также технические возможности их выполнения отражаются в нормативной и эксплуатационной документации в виде качественных и количественных характеристик, классифицируемых с технической и оперативной стороны, как характеристики систем и характеристики реализуемых ими процессов. В настоящей диссертации с целью выделения общих закономерностей, присущих многим основным и наиболее часто используемым характеристикам, предложено взглянуть на них с позиций отражаемых функций, которые выполняют различные элементы, средства и комплексы связи в составе систем управления при комплексном воздействии факторов внешней и внутренней среды. При этом, в первую очередь, обращается внимание на то, что любая функция может быть представлена или как конечный результат, или как некоторое правило (алгоритм) ее реализации с помощью определенных средств при заданных условиях (исходных данных).

Наметившиеся перспективы интеграции средств телекоммуникаций и информатизации требуют для своей реализации проведения всесторонних научных исследований на базе методов теории сложных систем, позволяющих упорядочить использование известных научных методов различных прикладных теорий и результатов их практического использования, а также указать направления разработок новых методов. При этом заслуживают внимания известные работы в области системологии [6, 7, 15, 48, 52, 53, 64, 78, 82, 87, 106, 113-115], а также результаты фундаментальных теорий связи [49, 50, 59, 79, 84] и управления [2, 6, 37, 44, 55, 68, 77, 107, 109]. Однако, несмотря на все успехи теории, остается проблематичным конструктивный учет специфических особенностей сетей связи, таких как изменяющееся многообразие целей и условий функционирования, использование сигналов в качестве переносчика информации, наличие среды распространения сигналов (каналов) со случайными параметрами, электромагнитная доступность сигналов в побочных направлениях.

Однако большинство законченных результатов связано с разработкой моделей, не в полной мере учитывающих весь комплекс определяемых характеристик и специфику процессов функционирования взаимосвязанных и взаимодействующих элементов сложной системы, какой является многоканальная сеть связи (МКСС), в различных условиях помеховой обстановки. Применение существующих методов решения задач, особенно методов, ориентированных на стационарные характеристики процессов функционирования средств без учета комплексного воздействия помех, может привести к существенным ошибкам при определении требуемых характеристик синтезируемого элемента сложной системы и дополнительным затратам на обеспечение требуемой эффективности управления различными объектами.

Актуальность темы диссертационных исследований обусловлена несовершенством методов многоуровневого моделирования систем управления, параметрического синтеза каналов связи и оптимального выбора структуры управляющих сигналов.

Таким образом, актуальность темы диссертационной работы определяется необходимостью разрешения противоречий, обусловленных следующими двумя основными группами факторов.

Первая группа факторов — наличие ряда практических противоречий между постоянно возрастающими требованиями системы потребителей (над-системы) к достоверности информации, передаваемой сигналами управления по каналам связи, и ограниченными возможностями систем управления по корректированию формы сигнала при комплексном воздействии помех и канальных искажений.

Вторая группа факторов - недостаточный уровень развития методических основ постановки и решения задач многоуровневого моделирования систем управления, параметрического синтеза каналов связи и оптимального выбора структуры управляющих сигналов. Указанный недостаток проявляется, прежде всего, в конструктивной незавершенности, в ограниченном использовании и в отсутствии систематизации методов решения подобных задач, составляющих проблематику системного подхода к оптимизации формы сигналов в условиях воздействия факторов внешней и внутренней среды.

Объектом исследований являются сигналы систем управления, передаваемые по каналам связи с неравномерными амплитудно-частотными и нелинейными фазочастотными характеристиками (АЧХ и ФЧХ) при воздействии помех внешней среды.

Предметом диссертационных исследований является научно- методический аппарат (НМА) управления параметрами и структурой сигналов при согласовании их с каналами связи.

Под совершенствованием НМА понимается постановка и решение оптимизационных задач с целевыми функциями в виде внешних функциональных характеристик (показателей качества) и варьируемыми внутренними характеристиками (параметрами) в пределах современных и перспективных программно-технических возможностей создания управляемых элементов на всех уровнях иерархии подсистемы связи с учетом доступных ресурсов, а также алгоритмов сочетания методов параметрического и структурного синтезов сигнала.

Цель диссертационных исследований состоит в обеспечении гарантированной эффективности управления объектами по каналам связи при помощи сигналов, оптимизируемых для условий комплексного воздействия помех и канальных искажений.

Научная задача исследований состоит в совершенствовании научно-методического аппарата согласования сигналов управления с каналами связи в условиях комплексного воздействия помех и искажений с целью обеспечения гарантированной эффективности управления объектами по каналам связи на основе системного подхода к оптимизации формы сигналов при сочетании параметрического и структурного синтеза.

Для решения поставленной общей научной задачи была проведена ее декомпозиция на ряд следующих частных задач:

Выводы по разделу 4

1. Одним из путей повышения эффективности использования подсистемы связи для управления объектами является уплотнение многих каналов в одну линию связи. Наиболее перспективным является метод уплотнения по форме сигналов, предусматривающий формирование структур канальных сигналов путем их кодирование различными фазо-кодовыми последовательностями.

2. В условиях ограниченности дискретного множества структур сигналов \y/k\k=T~N требуется так распределить структурно-кодовый ресурс, чтобы обеспечить требуемое (либо максимально возможное) количество каналов управления объектами с заданным качеством связи N[Pce> Рсвтр).

При этом следует учитывать, что все каналы линии связи подвержены одинаковому воздействию внутренних и внешних помех, но требования к достоверности управления объектами, определяемые значениями допустимой вероятности ошибки рош,доп»различные для различных каналов.

3. Использование максиминного критерия обеспечивает гарантированную надежность управления с учетом на наихудший случай. С учетом нелинейности целевых функций и двухиндексного характера аргумента для облегчения решения задачи методом дискретной оптимизации предложен алгоритм, сочетающий метод динамического программирования с методом ветвей и границ, предложенный алгоритм назначения вариантов сигнала каналам с различными требованиями к достоверности передачи сообщений повышает гарантированную вероятность связи в наихудшем канале в полтора раза по сравнению с эвристическим алгоритмом.

4. Проведен расчет оптимальных характеристик кодирующего устройства #(/), определяющего структуру сигнала, и корректирующего устройства G(f), определяющего значения амплитудных параметров сигнала. Результаты расчета позволяют реализовать структурно-параметрический синтез сигналов в канале связи с помехами с максимизацией энергетической эффективность кодирования и корректирования сигнала в канале связи с помехой.

5. На устройство для автоматической коррекции амплитудно- частотных искажений трактов систем передачи подана заявка, как на предполагаемое изобретение.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Предложенная на основе известных показателей многоуровневая модель подсистемы связи при передаче сигналов объектам управления является основой для построения итерационной процедуры последовательного синтеза формы сигнала, реализующая принципы агрегирования сложной системы: структуризации, конфигурации, эмерджентности и скаляризации.

2. Предложенный метод оптимального корректирования частотных характеристик каналов связи по комплексному показателю в виде коэффициента взаимной корреляции эталонного и искаженного сигналов позволяет уменьшить степень искажения сигнала на выходе канала связи в 3 и более раз (при оценке по критерию близости искаженного сигнала к эталонному, имеющему номинальные значения параметров).

3. Разработанная методика структурно-параметрического синтеза сигналов в условиях канальных искажений и помех позволяет сократить на несколько порядков количество вычислительных операций при оптимальном распределении энергии сигнала между частотными составляющими за счет предварительного подбора «тонкой» структуры сигнала, определяемой совокупностью начальных фаз его составляющих.

4. Рассчитанный автором алгоритм назначения вариантов сигнала каналам с различными требованиями к достоверности передачи информации обеспечивает повышение (в полтора раза - для рассмотренных случаев) гарантированной эффективности управления разноприоритетными объектами за счет использования системного подхода к распределению структурно-кодового ресурса в многоканальной линии связи.

1. Абрамов О.В. Параметрический синтез стохастических систем с учетом требований надежности. М.: Наука, 1992. - 176 с.

2. Акинфиев В.К., Капранов М.Н., Цвиркун А.Д. Итеративный метод планирования развития структуры крупномасштабных систем // Автоматика и телемеханика. 1985. - №8. - С. 72-80.

3. Алексеев О.А. Комплексное применение методов дискретной оптимизации. М.: Наука. ГРФМЛ, 1987. - 248 с.

4. Андреев B.C. Теория нелинейных электрических цепей. М.: Радио и связь, 1982.-280 с.

5. Антушев Г.С. Методы параметрического синтеза сложных технических систем. М.: Наука, 1989. - 88 с.

6. Анфилатов B.C., Емельянов А.А., Кукушкин А.А. Системный анализ в управлении. -М.: Финансы и статистика, 2002. 368 с.

7. Афонин Л.А. Как создавать новое. Технические образования в рамках системно-созидательной парадигмы. Ставрополь: Ставропольсервис-школа, 2005.-300 с.

8. Баклаков И.Г. Технологии измерений первичной сети. М.: Эко-Трендз, 2002. - 149 с.

9. Бакланов И.Г. Методы измерений в системах связи. М.: Радио и связь, 1999.- 196 с.

10. Ю.Батенков А.А. Постюшков В.П., Третьяков С.М. Оптимальное распределение в группе радиолиний // Электросвязь. 1993. - № 4. - С. 14-15.

11. П.Берзин Е.А. Оптимальное распределение ресурсов и элементы синтеза систем М.: Советское Радио, 1974- 300с.

12. Борисов Ю.П., Цветнов В.В. Математическое моделирование радиотехнических систем и устройств. М.: Радио и связь, 1985. - 176 с.

13. Будко П.А. Повышение эффективности радиолиний при адаптивном управлении аппаратурным и частотным ресурсами на узлах связи // Радиотехника. 2001. - № 8. - С. 28-31.

14. М.Будко П.А., Федоренко В.В. Управление в сетях связи. Математические модели и методы оптимизации. -М.: Изд-во физ.мат.лит., 2003. 228с.

15. Бусленко В.Н. Моделирование сложных систем М.: Наука, 1978.400с.

16. Вальчук А.В. Системный подход к распределению структурно- кодового ресурса многоканальной линии связи // Информационные технологии моделирования и управления. 2005. - Вып. 5. - С.725-730.

17. Вальчук А.В. Энергетическая эффективность структурно- параметрического синтеза сигналов в каналах с помехами // Информационные технологии моделирования и управления. 2005. - Вып. 4. - С. 587-592.

18. Вальчук А.В., Вальчук В.В., Федоренко В.В. Оптимальная коррекция амплитуд составляющих сигнала в канале с нелинейной фазочастотной характеристикой // Инфокоммуникационные технологии. 2005. - № 2 - С. 12-16.

19. Вальчук А.В., Вальчук В.В., Федоренко В.В. Способ измерения частотных характеристик каналов связи и устройство для его осуществления. Заявка на изобретение № 2005108695, per. в Роспатенте 28.03.2005.

20. Вальчук А.В., Вальчук В.В., Федоренко В.В. Устройство для автоматической коррекции амплитудно-частотных искажений трактов систем передачи. Заявка на изобретение № 2005108262, per. в Роспатенте 23.03.2005.

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

22. Варакин JI.E. Теория систем сигналов. М.: Сов. радио, 1978. - 304с.

23. Вентцель Е.С. Исследование операций. Задачи, принципы, методология. М.: Высш. школа, 2001. - 208 с.

24. Вихарев Е.В., Максимов О.Н., Постюшков В.П. Управление каналь-но-энергетическими и аппаратурными ресурсами радиоцентров в сети радиосвязи // Электросвязь. 2000. - № 2. - С. 34-36.

25. Волков И.К., Загоруйко Е.А. Исследование операций. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 436 с.

26. Галкин А.П., Лапин А.Н., Самойлов А.Г. Моделирование каналов систем связи. М.: Связь, 1979. - 96 с.

27. Глушков В.М., Цейтлин Г.Е., Ющенко Е.Л. Методы символьной мультиобработки.-Киев: Наук, думка, 1980-252с.

28. Губин Н.М., Матлин Г.М. Качество связи: Теория и практика. М.: Радио и связь, 1986. - 272 с.

29. Гуткин Л.С. Проектирование радиосистем и радиоустройств. М.: Радио и связь, 1986. - 288 с.

30. Гуткин Л.С. Оптимизация радиоэлектронных устройств по совокупности показателей качества. М.: Сов. радио, 1975. - 368 с.

31. Дегтярев Ю.И. Методы оптимизации. М.: Сов радио, 1980. - 272с.

32. Дитрих Я. Проектирование и конструирование: системный подход. -М.: Мир, 1981.-454 с.

33. Дорохов Ф.М., Постюшков В.П. Оптимальное управление ресурсами в радиосистемах. Л.: ВАС, 1986. - 88 с.

34. Дружинин В.В., Конторов Д.С. Системотехника. М.: Радио и связь, 1985.-200 с.

35. Емельянов Ю.А., Крупное А.Е., Мамзелев И.А. Сертификация оборудования и услуг связи. М.: МТУ СИ, 1999. - 248 с.

36. Иванов П.М. Алгебраическое моделирование сложных систем М.: Наука, 1996.-272с.

37. Колмогоров А.Н., Фомин С.В. Элементы теории функций и функционального анализа. М.: Физматлит, 2004. - 572 с.

38. Комарович В.Ф., Сосунов В.Н. Случайные радиопомехи и надёжность KB связи. М.: Связь, 1977. - 136 с.

39. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. СПб.: Изд-во «Лань», 2003. - 832 с.

40. Коррекция искажений в трактах и каналах связи / Под ред. Н.Э. Поповой. -М.: Связь, 1979.

41. Крапивин В.Ф. Теоретико-игровые методы синтеза сложных систем в конфликтных ситуациях. М.: Сов радио, 1972. 192 с.

42. Ланнэ А.А., Сикарев А.А. Задача Л.И. Мандельштама в радиотехнике и электросвязи // Известия вузов. Радиоэлектроника 1979. - № 5. - С.3-19.

43. Левин Б.Р. Вероятностные модели и методы в системах связи и управления. М.: Радио и связь, 1985. - 312 с.

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

45. Мавродиев A.M. Системология. Методы и приложения к исследованию военных систем связи. С.-Пб: ВАС, 1992. - 120 с.

46. Маригодов В.К. Помехоустойчивая обработка информации: методы оптимального линейного предыскажения и корректирования. М.: Наука, 1983.-201 с.

47. Маригодов В.К., Бабуров Э.Ф. Синтез оптимальных радиосистем с адаптивным предыскажением и корректированием сигналов. М.: Радио ис-вязь, 1985.-248 с.

48. Мельников Ю.Н. Достоверность информации в сложных системах. -М.: Сов. радио, 1993. 192 с.

49. Месарович М., Мако Д., Такахара Н. Теория иерархических многоуровневых систем. М.: Мир, 1973. - 344 с.

50. Месарович М., Такахара Я. Общая теория систем: Математические основы. М.: Мир, 1978. - 312 с.

51. Михайлов А.В. Высокоэффективные оптимальные системы связи. -М.: Связь, 1980.-344 с.

52. Михалевич B.C., Кукса А.И. Методы последовательной оптимизации в дискретных сетевых задачах

53. Многоканальные системы передачи / Под ред. Н.Н. Баевой и В.Н. Гордиенко. -М.: Радио и связь, 1996.

54. Мушик Э., Мюллер П. Методы принятия технических решений: Пер. с нем. М.: Мир, 1990. - 208 с.

55. Налимов В.В. Вероятностная модель языка.-М.: Наука, 1979.- 304 с.59.0кунев Ю.Б., Плотников В.Г. Принципы системного подхода кпроектированию в технике связи. М.: Связь, 1976. - 183 с.

56. Основы общей теории систем / А.А.Попов, И.М. Телушкин, С.Н. Бушуев и др. JL: ВАС, 1992.

57. Панкратов В.П. Фазовые искажения и их компенсация в каналах ТЧ при передаче дискретных сигналов. М.: Связь, 1970.

58. Пападимитриу X., Стайглиц К. Комбинаторная оптимизация. Алгоритмы и сложность. М.: Мир, 1985. - 510 с.

59. Патент РФ № 2234188. Устройство для автоматической коррекции амплитудно-частотных искажений трактов систем передачи. Кл. Н04В 3/04, 1/62, опубл. 10.08.2004 г., бюл. № 22.

60. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Основы системного анализа. -Томск: Изд-во НТЛ, 1997. 396 с.

61. Петров А.В., Яковлев А.А. Анализ и синтез радиотехнических комплексов. М.: Радио и связь, 1984. - 248 с.

62. Помехоустойчивость и эффективность систем передачи информации / Под ред. А.Г. Зюко. М.: Радио и связь, 1985. - 272 с.

63. Рубичев Н.А. Оценка и измерения искажений радиосигналов. М.: Сов. радио, 1978. - 168 с.

64. Саати Т. Принятие решений. Методы анализа иерархий. М.: Радио и связь, 1993.-320 с.

65. Сельвинская К.А., Голышко З.И. Расчет фазовых и амплитудных корректоров: Справочник. М.: Радио и связь, 1980.

66. Семикопенко В.П., Вальчук А.В., Вальчук, В.В. О возможности и способе визуализации вольт-амперной характеристики тиристора // Вестник СевКавГТУ. Серия «Физико-химическая», 2003, № 1(7), с. 76-78.

67. Сикарев А. А., Лебедев О.Н. Микроэлектронные устройства формирования и обработки сложных сигналов. -М.: Радио и связь, 1983.

68. Сикарев А.А., Соболев В.В. О влиянии фазовой структуры сигналов на эффект подавления сосредоточенных по спектру помех // Техника средств связи. Сер. ТРС.- 1979. Вып. 6.- С. 65-76.

69. Сикарев А.А., Соболев В.В. Функционально устойчивые демодуляторы сложных сигналов. М.: Радио и связь, 1988. - 224 с.

70. Сикарев А.А., Фалько А.И. Оптимальный приём дискретных сообщений. М.; Связь, 1978. - 328 с.

71. Сикарев А.А., Федоренко В.В. Способ ускоренного контроля параметров средств радиосвязи // Механизация и автоматизация управления. 1987.- №3.- С. 54-56.

72. Силич В.А. Декомпозиционные алгоритмы построения моделей сложных систем. Томск: Изд. ТГУ, 1982. - 135 с.

73. Сингх М., Титли А. Системы: декомпозиция, оптимизация и управление. М.: Машиностроение, 1986.- 494с.

74. Синельников Б.М., Горшков В.А., Свечников В.П. Системный подход в научном познании. Ставрополь: СевКавГТУ, ИПФ «Ставрополье», 1999.-387 с.

75. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. М.: Высш. школа, 1998.-319 с.

76. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Построение сетей интегрального обслуживания. JL: Машиностроение, 1990. - 332 с.

77. Солодовников А.И., Спиваковский A.M. Основы теории и методы спектральной обработки информации. JI.: Изд-во ЛГУ, 1986. - 272 с.

78. Сороко Э.М. Структурная гармония систем. Минск: Наука, 1980.240 с.

79. Сухарев А.Г., Тимохов А.В., Федоров В.В. Курс методов оптимизации. М.: Наука, 1986. - 328 с.

80. Теория систем и методы системного анализа в управлении и связи/ В.Н. Волкова, В.А.Воронков, А.А. Денисов и др. М.: Радио и связь, 1983. -248 с.

81. Тоискин B.C. Основы построения телекоммуникационных систем и сетей. МО РФ, 2003. - 520 с.

82. Трахтман A.M. Введение в обобщенную спектральную теорию сигналов. М.: Сов радио, 1972. 352 с.

83. Урсул А.Д. Природа информации. М.: Политиздат, 1968. - 255 с.

84. Федоренко В.В. Вероятность ошибки некогерентного приёма искажённых сигналов в условиях релеевских замираний // Известия вузов. Радиоэлектроника. -1993. № 7.- С. 3-8.

85. Федоренко В.В. Вероятность ошибки при некогерентном приёме искаженных в приёмопередающем тракте сигналов // Известия вузов. Радиоэлектроника,- 1991.- № 5.- С. 82-84.

86. Федоренко В.В. Комплексная оценка отклонений частотных характеристик линейных систем // Радиотехника. 1992.- № 12.- С. 3-6.

87. Федоренко В.В. Оптимизация структуры сложных сигналов в трактах передачи с искажениями // Известия вузов. Радиоэлектроника. 1992.-№5.- С. 55-59.

88. Федоренко В.В. Способ контроля средств радиосвязи по показателю качества//Механизация и автоматизация управления. 1991. №2.-С. 19-22.

89. Федоренко В.В., Будко П.А., Вершков Н.А. Математическая модель дискретного канала связи в условиях воздействия дестабилизирующих факторов // Электронное моделирование.- 1997.- № 1. С. 71 - 76.

90. Федоренко В.В., Вальчук А.В. Управление формой сигнала в системе связи на основе метода ветвей и границ // Информационные технологии моделирования и управления. 2005. - № 3. - С. 438-443.

91. Федоренко В.В., Вальчук А.В., Вальчук В.В. Аппроксимационный метод оценки искажения сигналов // Сборник научных статей филиала Поволжской ГАТИ. Ставрополь, 2005, выпуск 5. - С. 44-47.

92. Федоренко В.В., Вальчук А.В., Вальчук В.В. Минимизация искажений сигнала в канале с нелинейными частотными характеристиками// Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2005. - № 3. - С. 48-52.

93. Федоренко В.В., Власов В.И. Определение количества измеряемых ординат корреляционных функций искаженных сигналов // Известия вузов. Радиоэлектроника.- 1995. №7. - С.73-76.

94. Федоренко В.В., Корниенко С.А., Шугаев В.И. Оценка состояния информационной системы по комплексному показателю // Известия вузов. Электроника. 2003. - № 4. - С. 95-97.

95. Федоренко В.В., Краснокутский А.В. Алгоритм выбора оптимальной структуры сигналов в каналах с искажениями // Известия вузов. Радиоэлектроника. 1999. - № 10.-С. 11-18.

96. Федоренко В.В., Краснокутский А.В., Малофей А.О. Вероятность ошибки приема искаженных сигналов в условиях сосредоточенных помех и райсовских замираний // Известия вузов. Радиоэлектроника. 2000. -№2.-С.61-65.

97. Флейшман Б.С. Основы системологии. М.: Радио и связь. -1982.-270 с.

98. Формальский A.M. Управляемость и устойчивость систем с ограниченными ресурсами. М.: Наука, 1974. - 316 с.

99. Хургин Я.И., Яковлев В.П. Методы теории целевых функций в радиофизике, теории связи и оптике. М.: ГИФМЛ, 1962. - 137 с.

100. Шестакова Т.В. Центры управления сетью: организация управления и контроля в современных сетях ЭВМ // Зарубежная радиоэлектроника. -1984. № 3. - С. 19-44.

101. Штейн В.М. О расчете линейных предыскажающих и корректирующих устройств // Радиотехника. 1956. - № 2. - С. 60-63.

102. Юрлов Ф.Ф. Технико-экономическая эффективность сложных радиоэлектронных систем. М.: Сов. радио, 1980. - 280 с.

103. Ямпольский Э.М. Вариационные принципы согласования сигналов с каналом связи. М.: Радио и связь, 1987. - 136 с.

104. Ackoff R.L. The mismatch between educational systems and requirements for successful management // Wharton Alumni Magazine. Spring, 1986. -P. 10-12.

105. Bertalanffy L. An outline of general systems theory // British J. for Phil. Of Sci.- 1950.-Vol. 1, N 2. P. 134-165.

106. Gharajedaghi J., Ackoff R.L. Toward systemic education of system scientists // System Research. 1985. - Vol. 2, N 1. - P. 21-27.