Просторово-часові методи забезпечення електромагнітної сумісності угрупувань радіоелектронних засобів систем рухомого зв’язку

Размещено на http://www.allbest.ru/

Харківський національний університет радіоелектроніки

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора технічних наук

Спеціальність: 05.12.02 - Телекомунікаційні системи та мережі

Просторово-часові методи забезпечення електромагнітної сумісності в угрупуваннях радіоелектронних засобів систем рухомого зв'язку

Коляденко Юлія Юріївна

Харків 2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Харківському національному університеті радіоелектроніки

Науковий консультант: доктор технічних наук, професор Поповський Володимир Володимирович, Харківський національний університет радіоелектроніки, завідувач кафедри телекомунікаційних систем

Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор Горобець Микола Миколайович, Харківський національний університет, завідувач кафедри прикладної електродинаміки;

доктор технічних наук, старший науковий співробітник Єрохін Віктор Федорович, В/Ч А1906, начальник управління;

доктор технічних наук, професор Сундучков Костянтин Станіславович, Інститут телекомунікаційних систем, НТУУ „КПІ”, заступник директора з наукових питань

Захист відбудеться “24“ жовтня 2007 р. о 13.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.052.03 при Харківському національному університеті радіоелектроніки за адресою: 61166, м.Харків, пр.Леніна 14, ауд. 13.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Харківського національного університету радіоелектроніки за адресою: 61166 м.Харків, пр.Леніна. 14.

Автореферат розісланий “12” вересня 2007 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради В.М. Безрук

1. Загальна характеристика роботи

електромагнітний завадозахищеність просторовий сигнал

Актуальність теми. Входження України в світовий інформаційний простір ставить ряд проблем по інтеграції Єдиної Національної мережі зв'язку України в сучасні глобальні телекомунікаційні системи (ТКС). Розвиток сучасних ТКС і впровадження цифрових методів передачі сигналів зумовили розробку концепції конвергованих мереж наступного покоління (NGN). Побудова NGN повинна здійснюватися з урахуванням рекомендацій Міжнародного Союзу Електрозв'язку (МСЕ), а також стандартів, норм і рекомендацій, які представлено в технічних звітах Європейського інституту телекомунікаційних стандартів (ETSI).

Архітектура NGN повинна забезпечувати підключення абонентів телефонної мережі загального користування, цифрових мереж з інтеграцією служб, мереж, що використовують технологію доступу xDSL, виділених каналів зв'язку n x 64 кбіт/с і 2 Мбіт/с, мереж, що використовують для доступу оптичні кабельні технології (PON), структуровані кабельні системи, систем абонентського радіодоступу, систем стільникового, транкінгового зв'язку, супутникового рухомого зв'язку. Окремі елементи мереж і систем, що використовують радіолінії, створюють завади для інших елементів мережі, а також у свою чергу вони є об'єктами завадових дій. Розроблено багато методів, методик, теоретичних обгрунтувань, які присвячено поліпшенню електромагнітної обстановки (ЕМО) в радіолініях, проблемі забезпечення електромагнітної сумісності (ЕМС). Можна вважати, що в стаціонарних умовах, особливо при дуельному розгляді (передавач - приймач) задачі ЕМС практично вирішувані. Ситуацію і саму ЕМО сильно ускладнює той факт, що до цієї обстановки вносяться різні, часто випадкові чинники, які носять важко прогнозований характер. У цих умовах розрахувати наперед ЕМО і вирішити задачу ЕМС з достатньою точністю не завжди вдається, а часто просто неможливо через апріорну невизначеність.

З появою систем рухомого зв'язку (СРЗ) сигнально-завадова обстановка (СЗО) в діапазонах метрових і дециметрових хвиль стала різко ускладнюватися. Все зростаюча кількість радіоелектронних засобів (РЕЗ) різного призначення призводить до утворення множинного характеру електромагнітних взаємодій між ними. При цьому до СРЗ відносяться не тільки ті, що стали вже традиційними системи стільникового зв'язку, але і системи транкінгового, пейджингового зв'язку, системи абонентського радіодоступу (САРД). При цьому САРД інтенсивно розвиваються, особливо в технологіях Wi-Fi і Wi-Max. Продовжують розвиватися також системи радіорелейного, супутникового і інших видів радіозв'язку. З ухваленням глобальної концепції фіксовано-мобільних систем (FMS - Fixed Mobile Systems) істотно спрощується доступ до мережі і корінним чином змінюються наші уявлення про інформаційний обмін. Одночасно з цим ще принциповішим стає дефіцит частотного ресурсу, загострюється проблема ЕМС.

Все це: кількісне зростання числа РЕЗ, їх імовірнісне позиціонування і орієнтація в просторі не дозволяє безпосередньо використовувати класичні методи і методики забезпечення ЕМС в угрупуваннях СРЗ, які базуються, як правило, на розгляді дуельних ситуацій, на припущенні про стаціонарність просторового розташування взаємодіючих об'єктів.

Вирішенню проблеми ЭМС присвятили свою творчість багато вітчизняних і зарубіжних вчених. Серед них слід вказати Д.Р. Уайта, А.Д. Князева, А.Ф. Апоровича, Л.М. Фінка, М.А. Биховського і багато інших. Цією проблемою займаються державні організації (центр “Укрчастотнагляд”) і міжнародні: МСЕ, IEEE, та ін.. Є значні успіхи у вирішенні проблеми ЕМС як в окремих ситуаціях, так і в загальному підході до цих рішень. Є ряд робіт, присвячених вирішенню окремих частинних задач і постановці проблеми ЕМС в системах рухомого зв'язку. Серед цих робіт слід вказати на роботи вчених Українського науково-дослідного інституту радіо і телебачення (м. Одеса), центру “Укрчастотнагляд” та ін. Важливі основоположні результати цієї проблеми сформульовані і багато в чому вирішені в роботах доктора технічних наук професора Олійника В.Ф. Ряд результатів з даної проблеми отримано автором даної дисертації спільно з професором Олійником В.Ф. і іншими авторами, що дозволило далі розвинути і конкретизувати обговорювану проблему.

Електромагнітна обстановка в СРЗ, яка визначається на вході радіоприймальних пристроїв абонентських і базових станцій характеризується множинністю дій по всім основним, побічним і зовнісмуговим каналам прийому, що утворюються від множини джерел випромінювань. Дії цих випромінювань, що є небажаними сигналами, хоча і носять конфліктний, проте не антагоністичний характер, що визначає специфіку задач ЕМС.

Характерною особливістю мереж в СРЗ на відміну від фіксованих елементів зв'язку, є те, що тут не вдається точно позиціонувати самі рухомі об'єкти. Тому дані мережі мають випадкову структуру, що постійно змінюється. Саме дана обставина принципово відрізняє фізичну і математичну моделі електромагнітних взаємодій між об'єктами СРЗ. Іншого підходу вимагає і побудова методики аналізу ЕМО в зоні діяльності цих об'єктів. Все це значно ускладнює задачі по поліпшенню цієї обстановки, по забезпеченню ЕМС даних систем.

Можна виділити ряд відмінних структурних і функціональних особливостей, які характеризують ЕМО в СРЗ:

- обмежена енергетика і протяжність радіоліній, множинний випадковий характер міжелементних взаємодій і механізмів цих взаємодій, що впливають на те, що ЕМО важко піддається обліку і контролю;

- топологія мережі СРЗ характеризується явно вираженою динамікою і нестаціонарністю через мобільність абонентських станцій, а також короткочасності роботи в ефірі;

- канали радіозв'язку є багатопроменевими, нестаціонарними з випадковою зміною всіх фізичних параметрів;

- висуваються все більш високі вимоги до якості обслуговування при передачі як мовної, так і мультимедійної інформації;

- висока щільність завантаження виділених діапазонів частот, випадкове положення і розміщення груп абонентських станцій в просторі.

Електромагнітна обстановка, яка склалася на сьогодні, дозволяє зробити висновок про те, що частотно-часовий і енергетичний ресурс для СРЗ практично вичерпаний і необхідно освоєння нових фізичних ресурсів. До таких відносяться просторово-поляризаційні ресурси, які до цього активно не використовувалися. Тому актуальною науковою проблемою даної дисертаційної роботи є розвиток теорії завадозахищеності СРЗ з використанням просторово-часової обробки сигналів (ПЧОС) при впливі динамічних множинних електромагнітних взаємодій і розробка методик і методів забезпечення ЕМС в угрупуваннях РЕЗ СРЗ.

Теорія і методи ПЧОС розроблялися багатьма авторами, серед яких є Уідроу Б., Пістолькорс А.А., Литвинов О.С., Монзінго Р.А., Міллер Т.У., Ширман Я.Д., Шифрін Я.С., Лосев Ю.І., Корнієнко Л.Г., Поповський В.В., Коростельов А.А., Марчук Л.О., Тітаренко Л.О. і ін. Проте комплексного вирішення задач ПЧОС для забезпечення ЕМС в СРЗ у відомих роботах не представлено. Саме комплексність рішень задач і спільність алгоритмізації при їх аналізі і синтезі, включаючи задачі подавлення завад, управління базисом спостереження, просторово-часового доступу, оцінки просторового спектру і визначення напряму приходу сигналів, адаптивній компенсації цих завад дають змогу забезпечувати ЕМС, заощадити обмежений частотний ресурс, підвищити ефективність СРЗ, забезпечити необхідний рівень якості обслуговування (QоS).

Таким чином, для забезпечення необхідної якості зв'язку в СРЗ необхідно було обгрунтувати вибір адекватних математичних моделей, що відображають специфіку функціонування СРЗ, розробити універсальні алгоритми функціонування адаптивних процедур, методологію проведення аналізу СЗО в СРЗ і на її основі запропонувати методи і методики забезпечення ЕМС в угрупуваннях РЕЗ СРЗ. Для забезпечення умов ЕМС рекомендується використати весь комплекс просторово-поляризаційних, енергетичних, частотних і часових параметрів, як сигналів, так і самих пристроїв і елементів зв'язку.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами і темами. Робота пов'язана з рядом НДР, що проводяться Харківським національним університетом радіоелектроніки, кафедрою телекомунікаційних систем, де виконувалася дана дисертація. В результаті цих робіт були обгрунтовані і обрані математичні моделі взаємодіючих елементів СРЗ, математичні теоретико-ігрові моделі взаємодій, моделі динаміки цих взаємодії з урахуванням фазових станів окремих елементів зв'язку. Проведені дослідження по обгрунтуванню адекватності обраних моделей, розроблена методика аналізу ЕМС СРЗ і методи забезпечення ЕМС СРЗ з використанням просторово-часової обробки сигналів, методика забезпечення моніторингу і контролю параметрів елементів СРЗ і сигналів зв'язку в них. Дані розробки і дослідження представлені в звітах по НДР, які виконувалися за участю здобувача відповідно до плану НДР і ДКР Харківського національного університету радіоелектроніки “Смуга 2003” (д.р. № 0103U004932), “CАРД 2003” (д.р. № 0103U007151), “Дослідження методів забезпечення електромагнітної сумісності систем абонентського радіодоступу в ліцензованих і неліцензованих ділянках радіоспектру” (д.р. № 0104U004072), “CАРД 2004” (д.р. № 0105U002123), а також в звітах по госпдоговорах з підрозділами ВАТ “Укртелеком”, з центром “Укрчастотнагляд”, і в звітах по НДР Харківського державного регіонального науково-технічного центру по технічному захисту інформації, ЗАТ “Київстар”, “UMC” і ін.

Мета і задачі дослідження. Метою дослідження є розвиток теорії завадозахищеності СРЗ і розробка методик і методів, які забезпечують ЕМС і поліпшення СЗО в лініях радіозв'язку з рухомими об'єктами. Для досягнення загальної мети необхідно було рішення ряду задач:

- розробка математичних моделей множинних взаємодій в угрупуваннях РЕЗ СРЗ;

- розробка методики аналізу ЕМС в угрупуваннях РЕЗ СРЗ;

- аналіз стану ЕМО в типових структурах і угрупуваннях СРЗ з урахуванням особливостей розташування груп елементів СРЗ;

- розробка просторово-часових методів, що забезпечують поліпшення ЕМО в радіолініях СРЗ;

- розробка методики моніторингу і контролю параметрів сигналів і елементів зв'язку в СРЗ;

- розробка практичних пропозицій по забезпеченню умов ЕМС в угрупуваннях СРЗ.

Об'єкт дослідження. Процес множинних електромагнітних взаємодій в угрупуваннях радіоелектронних засобів систем рухомого зв'язку.

Предмет дослідження. Моделі електромагнітних взаємодій радіоелектронних засобів і методи забезпечення умов електромагнітної сумісності угрупувань систем рухомого зв'язку з використанням просторово-часових методів обробки.

Методи дослідження. В роботі використані наступні методи дослідження: при аналізі впливу внутрішньосистемних і міжсистемних завад - методи системного аналізу, математичне і імітаційне моделювання, методи машинного експерименту, теорії імовірності, математичної статистики і випадкових процесів; при вивченні умов поширення радіохвиль і сигнально-завадової обстановки в лініях зв'язку СРЗ - методи електродинаміки і статистичної радіофізики, прийому і обробки сигналів, зокрема з урахуванням нелинейностей приймальних трактів; при розробці методів забезпечення ЕМС в угрупуваннях РЕЗ СРЗ - теорія і методи оптимізації, лінійного і нелінійного програмування, методи просторово-часової обробки сигналів, управління в адаптивних антенних решітках, теорія конфлікту, оцінок і оптимального управління. В цілому в роботі використовувалися елементи математичного аналізу, теорії випадкових процесів, диференціальних рівнянь, методи оптимізації і прийняття рішень.

Наукова новизна отриманих результатів. Головним новим науковим результатам дисертації є розвиток теорії завадозахищеності систем рухомого зв'язку в умовах динамічних множинних електромагнітних взаємодій, а також комплексні методи забезпечення ЕМС угрупувань СРЗ з використанням просторово-часової обробки сигналів.

В рамках головного нового наукового результату отримано ряд частинних результатів:

1. Вперше розроблена узагальнена математична модель множинних електромагнітних взаємодій в угрупуваннях РЕЗ СРЗ, яка дозволяє враховувати їх динаміку, випадковий характер розміщення випромінюючих елементів мереж, лінійний і нелінійний характер взаємодій. Отримані результати аналізу станів в угрупуваннях СРЗ, що дозволяють довести можливість досягнення рівноважних станів і визначити межі стійкості функціонування динамічних взаємодіючих угрупувань мереж СРЗ при тих або інших значеннях інтенсивностей взаємодії в даних угрупуваннях.

2. Отримала подальший розвиток методика аналізу електромагнітної сумісності угрупувань радіоелектронних засобів систем рухомого зв'язку, яка базується на розробленій узагальненій моделі, що враховує динаміку і множинний характер електромагнітних взаємодій, випадкове розміщення радіоелектронних засобів, лінійний і нелінійний характер взаємодій.

3. Вперше отримані результати комплексного аналізу ЕМС систем рухомого зв'язку в умовах випадкового характеру розташування випромінюючих елементів, множинності їх взаємодій і динаміці функціонування, що дозволило сформулювати висновки і пропозиції по урахуванню завад при дослідженні продуктів інтермодуляції, використанню діапазонів частот, вибору місць розміщення базових станцій, їх радіусів обслуговування. Проаналізовані умови ЕМС в угрупуваннях САРД з урахуванням типових структур і множинних взаємодій абонентських терміналів і точок доступу, що дозволило надати рекомендації по вибору місць розміщення устаткування в приміщеннях, де планується використання САРД.

4. Вперше запропоновані оптимізаційні методи забезпечення ЕМС в угрупуваннях динамічних структур РЕЗ СРЗ, що реалізують стратегію централізованого управління станом системи в цілому. Отримані результати аналізу ефективності даних методів і представлені рекомендації по їх практичному застосуванню в умовах динаміки множинних взаємодій.

5. Знайшла подальший розвиток теорія просторово-часової обробки сигналів. Показано, що ефективним способом радикального поліпшення ЕМО в угрупуваннях РЕЗ є адаптивні методи, засновані на комплексній ПЧОС, які реалізують стратегію управління базисом спостереження кожної абонентської станції. Такі методи можна реалізувати при децентралізованому управлінні, що значно спрощує схему організації такого управління, яка не має додаткових міжелементних каналів телесигналізації і ліній зв'язку, необхідних для телеуправління. Отримані результати аналізу ефективності функціонування і стійкості алгоритмів адаптивних антенних решіток (ААР) і адаптивних компенсаторів завад (АКЗ) в умовах нестаціонарної СЗО.

6. Вперше розроблена методика моніторингу і контролю параметрів мережних елементів і сигналів зв'язку в СРЗ з визначенням основних груп параметрів, що вимірюються. Показано, що на якість функціонування систем управління СРЗ істотно впливають затримки в каналах сигналізації, значний час, що витрачається на отримання статистики, завади вимірювання (шуми квантування, сторонні сигнали в каналах), наявність великої розмірності вектора параметрів вимірювання. Запропоновані процедури багатовимірних вимірювань параметрів СРЗ на фоні зосереджених по спектру завад з адаптивною компенсацією цих завад. Отримала подальший розвиток технологія АРМ (Application Performance Measurement) з вибором найбільш важливих параметрів вимірювання транспортної мережі, що дозволить скоротити час на аналіз стану мережних елементів СРЗ. Проведено синтез і аналіз оптимальних алгоритмів і методів вимірювання, контролю і оцінювання стану елементів і самої СРЗ.

7. Синтезована нова рекурсивна процедура оцінки просторового спектру сигналів. На відміну від відомих рішень, заснованих на додатковій оцінці коваріаційної матриці сигналів,, запропонована процедура будується на рекурсивній оцінці вектора вагових коефіцієнтів, які безпосередньо формують спектр просторових частот. Проаналізована ефективність процедури в умовах нестаціонарної СЗО. Показано, що запропонований алгоритм не схильний до того ступеня критичності до об'єму вибірки, як це властиво відомим рішенням. Крім того, при використанні даного алгоритму не спостерігається характерних помилкових викидів.

8. Вперше запропоновано рішення задачі просторово-часового доступу (ПЧД), який добре узгоджується із задачами просторово-часової обробки сигналів, із задачами частотно-часової, кодової і ін. обробки. Вирішувана при цьому задача ЕМС СРЗ дає змогу в комплексі забезпечувати вимоги по QоS, економити радіочастотний ресурс, збільшити число споживачів в умовах значного частотного завантаження.

Практичне значення отриманих результатів полягає в розробці програмно-апаратного комплексу по забезпеченню умов ЕМС угрупувань радіоелектронних засобів систем рухомого зв'язку. Програмно-апаратний комплекс заснований на методиці моніторингу, контролю і аналізу електроманітної обстановки в угрупуваннях РЕЗ СРЗ, а також методах ПЧД. Впровадження програмно-апартного комплексу дозволило підвищити завадозахист і забезпечити ЕМС угрупувань РЕЗ СРЗ в умовах дефіциту частотного ресурсу за рахунок активного використання просторово-поляризаційних параметрів сигналів і елементів зв'язку. Розробка програмно-апаратного комплексу упроваджена у ВАТ “Укртелеком”, центрі “Укрчастотнагляд”, ЗАТ “Київстар” і “UMC”. Практичне значення отриманих результатів підтверджується чотирма актами впровадження.

Особистий внесок здобувача в сумісних публікаціях. В роботах [4,11,14,15,17,39] автору належить розробка методики моніторингу, контролю і оцінки результатів вимірювань, в роботах [21,26,27,29,30] автором розроблена методика аналізу ЕМС СРЗ і проведення відповідного аналізу ефективності; у роботах [5,6,8,10,18,36] автору належить постановка задачі по синтезу алгоритмів управління і формулювання висновків; у роботах [54,55,65,66] автору належить розробка математичних моделей нелінійних динамічних систем; у роботах [24,34,39,40] автору належить розробка алгоритмів просторово-часового доступу і аналіз його ефективності.

Апробація результатів дисертації: Результати доповідались на наукових семінарах кафедри телекомунікаційних систем ХНУРЕ, а також на 8-ми Міжнародних конференціях [37-41,43-45] і 2-х Міжнародних форумах [36,42. Всі виступи за темою дисертації.

Публікації: по темі дисертації представлено 34 статті, опубліковані в наукових журналах, з них: 30 в спеціалізованих виданнях, включених в перелік ВАК України та один підручник [1].

Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, семи розділів, висновків, списку використаних джерел, який складає 197 найменувань і шести додатків. Загальний обсяг роботи 297 сторінок, зокрема: 101 рисунок, 1 таблиця.

2. Основний зміст роботи

У вступі обґрунтована актуальність теми досліджень, наукова новизна, практичне значення одержаних результатів, наведено інші необхідні характеристики дисертаційної роботи.

У першому розділі проведено аналіз напряму розвитку конвергованих мереж нового покоління і показано, що тенденція введення все нових РЕЗ СРЗ, багатопроменевість поширення радіохвиль, динаміка структур СРЗ призводять до погіршення умов ЕМС. У зв'язку з чим виникає специфічна проблема ЕМС, яка має як внутрішньосистемний, так і міжсистемний характери.

Показано, що існуючі методи забезпечення ЕМС безпосередньо не можуть бути використані для СРЗ. Для вирішення проблеми ЕМС угрупувань РЕЗ СРЗ на рівні радіодоступу необхідне рішення ряду задач: розробка математичних моделей множинних взаємодій в угрупуваннях РЕЗ СРЗ; розробка методики моніторингу і контролю параметрів сигналів і елементів зв'язку в СРЗ; розробка методики аналізу ЕМС в угрупуваннях РЕЗ СРЗ; аналіз стану ЕМО в типових структурах і угрупуваннях СРЗ з урахуванням особливостей розміщення груп елементів СРЗ; розробка просторово-часових методів, що забезпечують поліпшення ЕМО в радіолініях СРЗ; розробка практичних пропозицій по забезпеченню умов ЕМС в угрупуваннях СРЗ.

Аналіз стану і ЕМО в угрупуваннях СРЗ показав, що в якості теоретичних основ для створення моделі взаємодій угрупування РЕЗ СРЗ, зважаючи на специфіку СРЗ, випадкове розміщення РЕЗ, їх динаміку і ймовірнісні взаємодії необхідне використання методів теорії ймовірності і математичної статистики. Методика аналізу ЕМС СРЗ, що розробляється, повинна базуватись на виборі показників оцінки ЕМС, що враховують вимоги по QоS, адекватних моделях взаємодії мережних елементів, множинності взаємодій. Показано, що в умовах множинних взаємодій і випадкового характеру електромагнітних впливів неможливе використання традиційних критеріїв оцінки рівня цих впливів, таких як захисне відношення, поріг деградації, згортка спектрів і т.д. У цих умовах доцільно використовувати показник відношення сигнал/завада+шум (ВСЗШ), його імовірнісну оцінку. Отримана при цьому оцінка стану ЕМС може опинитися декілька завищеною тобто реальна обстановка буде декілька кращою.

При розробці методики моніторингу і контролю параметрів ЕМС необхідно врахувати, що існуючі в даний час підсистеми вимірювань, що реалізовуються в рамках загальноканальних сигналізацій (ОКС-7), не повною мірою забезпечують необхідні вимоги по підвищенню достовірності вимірювань, оскільки вони засновані на методах вибіркових оцінок параметрів, що вимірюються. Даний факт призводить до втрати ефективності управління, оскільки для отримання вибіркових оцінок необхідні значні витрати часу. Конструктивнішим типом оцінок є рекурентні процедури оцінювання, які дають поточну оцінку необхідних параметрів.

Показано, що для розробки методів просторово-часового доступу і реалізації MIMO-системи в умовах динамічних структур СРЗ необхідно провести огляд методів просторово-часової обробки сигналів і їх аналіз в умовах множинного і випадкового характеру взаємодій. Так само для реалізації MIMO-системи необхідно розробити рекурсивні методи оцінки просторового спектру спостережуваних сигналів, які не схильні до того ступеня критичності до об'єму вибірки, як це властиво відомим рішенням, заснованим на оцінюванні ковариаційної матриці, побудованої на статистичних вибірках.

У другому розділі розроблена узагальнена математична модель електромагнітних взаємодії радіоелектронних засобів СРЗ, яка складається з наступних частинних моделей:

1. Математичній моделі поширення сигналів в радіолініях, яка складається з:

- моделі ослаблення сигналів в радіолініях, яка містить моделі ослаблення сигналу на трасі поширення радіохвиль і моделі ослаблення сигналу, що визначається характеристиками РЕЗ;

- моделі випадкового розміщення РЕЗ;

- моделі нелінійної динамічної системи.

2. Моделі прийняття рішень по розподілу ресурсів в угрупуванні СРЗ, що складається з:

- теоретико-ігрової моделі, що дозволяє описати процес взаємодій угрупування радіоелектронних засобів в задачах забезпечення електрозв'язку, у тому числі і електромагнітної сумісності;

- моделі динаміки і фазових станів угрупувань РЕЗ СРЗ, що описують поведінку нерівноважної системи, в якій властиві два основні процеси: відновлення і розподілу ресурсів в системі.

В якості моделі поширення сигналів в радіолініях обрана відома модель, заснована на рівнянні передачі

(1)

де - потужність сигналу, що приймається (дБ); - потужність передавача; - відповідно: коефіцієнти посилення приймальної і передавальної антен; - коефіцієнти корисної дії приймальних та передавальних фідерів; - ослаблення сигналу (завади) (дБ)

, (2)

де - ослаблення завади, що визначені характеристиками РЕЗ

, (3)

де - ослаблення завади, що визначені вибірковістю приймача по основному каналу; - ослаблення завади за рахунок побічного випромінювання; - ослаблення завади за рахунок прийому по побічних каналах; - ослаблення завади при повних частотних неспівпаданнях завади з основним і побічними каналами прийому (завада є продуктом нелінійностей радіоприймального тракту); - ослаблення завади, яке викликане відмінністю в поляризації збудливого поля і антени; - ослаблення сигналу (завади), яке визначене умовами середовища поширення радіохвиль.

Для окремого приміщення або будівлі ослаблення сигналу, яке визначене умовами середовища поширення:

, (4)

де - ослаблення сигналу у вільному просторі

,

- відстань між приймачем і передавачем, - довжина хвилі; - додаткове ослаблення, викликане впливом стін і перекриттів поверхів

, (5)

де - ослаблення за рахунок впливу стіни та міжповерхового перекриття відповідно; - коефіцієнт; - кількість стін; - кількість міжповерхових перекриттів. - додаткові втрати енергії сигналу при заповненні простору різними предметами

, (6)

- коефіцієнт погонного ослаблення; - випадкова компонента додаткового ослаблення

, (7)

де - повільні і швидкі випадкові завмирання.

Моделі ослаблення сигналу при поширенні сигналу у відкритому просторі, в міському середовищі і сільській місцевості засновані на емпіричних моделях Хата

, (8)

де - медіанне ослаблення радіосигналів залежно від умов середовища поширення; - середньоквадратичне відхилення повільних завмирань.

Для розміщення РЕЗ СРЗ на території, що досліджується запропоновано використовувати ймовірнісну модель з використанням методу Монте-Карло. Суть даної задачі полягає в тому, щоб в області досліджуваної території згенерувати координати розміщення в просторі випадково розподілених випромінюючих елементів з різними законами розподілу , де - кількість РЕЗ. Розрахунок взаємних відстаней між -м та -м РЕЗ проводиться згідно виразу

. (9)

Розроблена модель нелінійної динамічної системи у формі змінних стану. Виділено три характерні випадки нелінійностей:

1) нелінійність локалізована у вхідних ланцюгах:

, (10)

, (11)

де - вектор змінних стану розмірності ; і - матриці стану і збудження відповідно; - вектор вихідного сигналу; - матриця виходу; - вектор коефіцієнтів нелінійності;

матриця вхідних збудливих впливів; - порядок лінійної динамічної системи;

2) нелінійність локалізована в ланцюгах зворотного зв'язку:

, (12)

, (13)

де - матриця змінних стану;

3) нелінійність локалізована у вихідних ланцюгах:

, (14)

. (15)

Дані представлення нелінійних динамічних систем у формі простору станів дозволяє проводити імітаційне моделювання СРЗ з урахуванням нелинейностей приймальних трактів РЕЗ і аналіз ЕМС РЕЗ різних угрупувань в динаміці.

Для вирішення задач управління всією системою в цілому і оптимізації розподілу ресурсів в угрупуванні СРЗ запропонована теоретико-ігрова модель взаємодії цих угрупувань, яка заснована на кооперативній стратегії, коли у всіх гравців є загальна мета і їх стратегії і, створюючі вектор , узгоджені. При динамічному характері СЗО в угрупуваннях СРЗ теоретико-игрова задача має вид диференційної неантагоністичної гри -осіб. Рівняння руху (стани ) динамічної системи представляється у вигляді

, (16)

де - вектор станів; - вектор стратегій; - вектор взаємодій.

Задача ефективного рішення колективом гравців зводиться до вибору стратегії і до задачі багатокритеріальної оптимізації. Для визначення компромісного рішення, використані схеми компромісу, зокрема, максимінна або мінімаксна схеми .

Показано, що при невеликих відхиленнях в інформації про апріорні дані поведінку системи можна представити моделлю взаємодій і фазових станів угрупувань РЕЗ, що описуються рівнянням Вольтерра для безперервного або дискретного часу

, (17)

, (18)

де - електромагнітні взаємодії, - дискретний час,, - кількість взаємодій в угрупуванні, - інтенсивність взаємодій;

;

; - нормативна кількість ресурсу.

У третьому розділі на підставі розробленої узагальненої моделі взаємодії угрупувань радіоелектронних засобів СРЗ розроблена методика аналізу ЕМС угрупувань РЕЗ СРЗ. Блок-схема алгоритму проведення аналізу ЕМС угрупувань СРЗ наведена.

Методика дозволяє враховувати групові взаємодії і випадкові розташування РЕЗ в просторі і динаміку структур СРЗ в різних ситуаціях. Основними етапами розробленої методики аналізу ЕМС угрупувань РЕЗ СРЗ є:

1) підготовка початкових даних для моделювання ЕМО в угрупуваннях СРЗ;

2) формування моделі угрупувань радіоелектронних засобів;

3) оцінка сигнально-завадової обстановки в угрупуваннях;

4) прогнозування взаємодії угрупувань в динаміці;

5) оцінка електромагнітної обстановки і електромагнітної сумісності угрупувань РЕЗ СРЗ.

На відміну від існуючих методик аналізу ЕМС РЕС, розроблених в основному для стаціонарних систем радіозв'язку в дуельній обстановці, дана методика заснована на комплексній оцінці СЗО, базується на виборі показників оцінки ЕМС, що враховують вимоги по QоS, адекватних моделях, що враховують множинні взаємодії мережних елементів, і динаміку групових взаємодій.

У четвертому розділі відповідно до розробленої методики аналізу ЕМС угрупувань радіоелектронних засобів СРЗ за допомогою математичного і імітаційного моделювання проведено комплексний аналіз стану взаємодій при різній ЕМО в угрупуваннях СРЗ в умовах випадкового характеру розміщення випромінюючих елементів, їх множинності взаємодії і динаміки функціонування. В результаті аналізу сформульовані висновки і представлені рекомендації по урахуванню завад при дослідженні продуктів інтермодуляції, використанню діапазонів частот, вибору місць розміщення базових станцій, їх зон обслуговування.

Проаналізовані умови ЕМС в угрупуваннях систем абонентського радіодоступу (САРД) з урахуванням типових структур і множинних взаємодій абонентських терміналів і точок доступу, що дозволило дати рекомендації по вибору місць розміщення устаткування в приміщеннях, де планується використання САРД. Проаналізована динаміка нерівноважних станів угрупувань СРЗ, модель якої описується за допомогою нелінійної дискретної системи Вольтера (18). Надані залежності станів мереж при різних інтенсивностях взаємодій . В якості показника інтенсивності взаємодій обрано показник оцінки ЕМС - відношення допустимого ВСЗШ до різниці між середнім значенням ВСЗШ і середньоквадратичним відхиленням ВСЗШ на входах приймачів РЕЗ СРЗ

.

Наведено залежності електромагнітної взаємодії (взаємних впливів) двох мереж при низьких інтенсивностях взаємодій, тобто передбачається, що середнє значення ВСЗШ на багато більше мінімально допустимого. При значеннях відмічається 2 характерні області графіків. Початкова область, де спостерігається різке збільшення взаємодій, і стаціонарна нерівноважна частина з подальшими помітними коливаннями в часі, що пов'язано з перерозподілом і обмеженням наявного ресурсу. При великих значеннях інтенсивностей динаміка взаємодій стає непередбачуваною: може відбуватися як різке збільшення взаємодій, так і різке зниження, характерне для тих ситуацій, які виникають в СРЗ при перевантаженні в режимі роботи мереж.

На підставі проведеного аналізу з'являється можливість визначення рівноважних станів і стійкості динамічних взаємодіючих угрупувань мереж СРЗ при тих або інших значеннях інтенсивності взаємодій, пов'язаних з конкретизованою енергетикою СРЗ в межах того або іншого простору. Визначена критична концентрація, при якій угрупування рухомих об'єктів ще не втрачає стійкості. У області наступають роздвоєння траєкторій (біфуркація стану), тобто стани системи, що спостережується можуть виявитися неоднозначними при незначних змінах інтенсивностей взаємодії.

Проведений аналіз показав що, при кількісному і якісному розширенні ресурсу, що виділяється системі (енергетичного, частотного, часового, просторового, поляризаційного) може бути досягнута стійкість стану і нормальне функціонування СРЗ.

У п'ятому розділі запропоновано оптимізаційні методи забезпечення ЕМС в угрупуваннях динамічних структур РЕЗ СРЗ, що реалізують стратегію управління станом системи в цілому. Отримано результати аналізу ефективності даних методів і надано рекомендації по їх практичному застосуванню в умовах динаміки множинних взаємодій. Розглянуто стратегії як централізованого, так і децентралізованого управління.

В рамках рішення цих задач запропоновані оптимізаційні методи забезпечення ЕМС в угрупуваннях динамічних структур РЕЗ СРЗ, що реалізовують стратегію централізованого управління станом системи в цілому. Запропонований алгоритм централізованого управління енергетичними параметрами РЕЗ СРЗ. Для визначення компромісного рішення використана максимінна схема. Алгоритм дозволяє знайти такий варіант призначення потужностей передавачам мобільних станцій (МС), при якому забезпечуватиметься максимальне значення ВСЗШ на вході приймачів базової станції (БС), що мають найгірший стан з погляду ЕМС.

В рамках цього ж централізованого підходу запропоновано алгоритм рішення задачі оптимізації розподілу частотного ресурсу для СРЗ. Цей алгоритм розроблено на основі використання методу локальної оптимізації - одного з наближених методів дискретного програмування. В даному випадку умовою локальної оптимальності є те, що присвоювана черговій МС робоча частота повинна бути найближчою до частоти, присвоєній на попередньому кроці. Розглянута можливість використання алгоритму розподілу частотного ресурсу із забезпеченням якості зв'язку. Запропоновано оптимальний розподіл частотного ресурсу на радіомережі здійснювати за критерієм гарантованої якості зв'язку, який в більшості випадків забезпечить максимальну рівномірність якості в угрупуванні рівноприоритетних МС. Проведено аналіз ефективності алгоритму розподілу частотного ресурсу із забезпеченням якості зв'язку.

Показано, що ефективним способом радикального поліпшення ЕМО для РЕЗ зв'язку є адаптивні методи, засновані на комплексній ПЧОС, які реалізують стратегію управління базисом спостереження кожної абонентської станції. Такі методи можна реалізувати при децентралізованому управлінні, що значно спрощує схему організації такого управління, не вимагають додаткових міжелементних каналів телесигналізації і ліній зв'язку, необхідних для телеуправління. Самі алгоритми ПЧОС відомі, проте через складність і нетрадиційність застосування вони не використовувалися, а сам просторово-поляризаційний ресурс використовувався пасивно. Стосовно СРЗ найбільш раціональним є їх адаптивне застосування, що не тільки дозволить вирішити проблему ЕМС і поліпшити ЕМО, але і багато в чому забезпечить рішення загальносистемних задач, наприклад задачу просторово-часового доступу (ПЧД), технологій MIMO і ін. Задача ПЧОС - це комплекс задач, що містять синтез адаптивних антенних решіток (ААР) і адаптивних компенсаторів завад (АКЗ), методів оцінки просторового спектру. Наша задача полягала в тому, щоб коректно їх застосувати для забезпечення ЕМС і знайти найбільш ефективні рішення в конкретних умовах функціонування СРЗ.

Запропонований в роботі алгоритм АКЗ, який узагальнює відомі раніше алгоритми, у тому числі і алгоритм Уідроу, дозволяє вирішити багато задач ЕМС СРЗ, як в каналах сигналізації і управління, так і в радіоканалах прийому інформаційних сигналів. Для даної задачі оцінка вектора вагових коефіцієнтів (ВВК) знаходиться з рівняння

, (19)

де - матриця стану завади;

різниця між аддитивною сумішшю сигналів, завад і шумів і опорним сигналом (, - реалізація сигналів, що приймаються, - зосереджені по спектру завади, - білі гаусівські шуми; - визначає значення зворотного зв'язку, що встановлюється зворотньо пропорційно до спектральної густини шумів спостереження в кожному з каналів прийому; - діагональна матриця результатів спостереження; - матриця значень апостеріорної дисперсії оцінки, яка визначається з рівняння Ріккаті:

, (20)

де - матриця інтенсивності змін параметрів завади. Не дивлячись на зовнішню схожість з алгоритмами Калмана, процедура (19) і (20) принципово відрізняються від них тим, що значення апостеріорної дисперсії опинилися залежні від результатів спостереження .

Проведено аналіз якості АКЗ. Показано, що ефективність алгоритмів АКЗ, яка визначається рівнем подавлення завад, істотно залежить від потужності завад в опорному каналі і рівнем корисного сигналу, що проникає в цей канал, і може досягати 20...30 дБ і більше. Близькі до потенційно можливих значення ВСЗШ на виході АКЗ можна отримати лише при перевищенні потужності завади в опорному каналі на 6...10 дБ по відношенню до рівня завади в основному каналі. Показано, що ефективність алгоритмів АКЗ із збільшенням кроку обробки знижується на значну величину, 15 дБ і більше. Для практичного використання може бути рекомендовано крок в зпівставленні з інтервалом кореляції завади, що компенсується.

Проведені дослідження та надано рекомендіції по забезпеченню стійкості багатоканального по входу і виходу АКЗ.

Проаналізована можливість використання ААР. Проведено зпівставлення різних алгоритмів, синтезованих за критеріями мінімуму середньоквадратичного відхилення (МСКВ), максимуму відношення сигнал/завада (МВСЗ), мінімуму вихідної потужності (МВП). Як показали дослідження, при нестаціонарній СЗО алгоритми, які синтезовано за критеріями МСКВ, МВСЗ, МВП мають приблизно однакову швидкість збіжності і ефективність подавлення завад. Синтезовано алгоритм для нестаціонарної СЗО, що визначає стан ВВК в динаміці:

, (21)

де - еталонне значення корисного сигналу, - матриця значень вхідних сигналів, - матриця значень апостеріорної дисперсії оцінки , яка визначається з рівняння Ріккаті (20).

За допомогою імітаційного моделювання проведено порівняльний аналіз даних алгоритмів при нестаціонарній СЗО. Нестаціонарність СЗО при моделюванні полягала в зміні кута приходу сигналу і завад. Наведено графіки ВСЗШ на виході ААР в процесі адаптації для алгоритма МВСЗ при кількості антенних елементів , і .

З даних графіків видно, що швидкість збіжності складає близько 10-ти кроків, що говорить про достатньо хороші показники перехідних процесів. Проте, після закінченні деякого часу ефективність даних алгоритмів плавно знижується. Так само, судячи по залежностях можна сказати, що якщо при ВСЗШ встигає досягти свого потенційного значення, то при і при , ВСЗШ, не встигаючи досягти потенційного значення, знижується з часом тим стрімкіше, чим більше антенних елементів містить ААР.

Наведено графік ВСЗШ в процесі адаптації на виході 16-ти елементної ААР для алгоритма (21). Як видно з наведеного графіка, час адаптації дещо більший в порівнянні з алгоритмами, які синтезовано для стаціонарної СЗО, і складає близько 20-ти кроків. Проте, досягши свого потенційного значення ВСЗШ знаходиться в межах розлаштування ВВК, який є параметром, що управляє в процесі адаптації і утримання необхідного оптимального значення в сенсі мінімуму середнього квадрата відхилення прийнятого сигналу від заданого (еталонного). Тому для використання ААР в СРЗ рекомендовано алгоритм (21), синтезований для нестаціонарної СПО.

У шостому розділі розроблена методика моніторингу і контролю параметрів мережних елементів і сигналів СРЗ. Виділено основні параметри вимірювань. Для задач забезпечення ЕМС СРЗ необхідна організація моніторингу і контролю: радіочастотного ресурсу, частоти і потужності сигналів у виділеному частотному ресурсі, групового часу затримки, параметрів стійкості до лінійного загасання і загасання, пов'язаного з багатопроменевим проходженням сигналу, поляризаційних параметрів сигналів, місцеположення (координати) МС.

Серед рекурсивних процедур оцінки параметрів, що вимірюються виділено два основні методи, які орієнтовано відповідно на отримання оцінки випадкової величини (наприклад, методи стохастичної апроксимації) і випадкового процесу (методи фільтрації, процедури Калмана-Бьюсі, марківської нелінійної фільтрації та ін.). У першому випадку оцінка сходиться до дійсного значення, яке визначається, як середнє на інтервалі часу спостереження, а в другому, при оцінці випадкового процесу - формується послідовність оцінюваних значень, що характеризують отримання поточної оцінки на кожному кроці ітерації. Досліджено якість оцінок, що отримуються.

Розроблено методи вимірювань параметрів мережних елементів і сигналів зв'язку в умовах сигналів, що заважають. Розглянуто можливість використання у вимірниках параметрів СРЗ адаптивних компенсаторів завад, що знижують потужності сторонніх сигналів на 20...30 дБ і більше. Запропоновано використання багатоканального вимірника на основі АКЗ.

Запропонована модифікація результатів оцінювання вимірюваних параметрів за допомогою кубічних сплайнів. Проведений аналіз показує, що апроксимація кубічними сплайнами послідовності отримуваних оцінок виявляється ефективнішою, ніж традиційна лінійна апроксимація, або апроксимація за допомогою ряду Котельнікова.

Розглянуто перспективи розвитку технології вимірювань в СРЗ. Показано, що на відміну від традиційних характеристик і параметрів, в сучасних методах метрології використовуються в основному ті, які найоб'єктивніше відображають стан додатків і визначають реальну продуктивність і інші характеристики цих додатків і мережі в цілому. Так, замість чисто спеціалізованих числових даних про рівні сигналів, числа або ймовірність помилок, величини загасань або амплітудно-частотних характеристик, в нових метрологічних технологіях використовуються, в основному, тільки дві з характеристик: доступність і відповідна реакція.

У сьомому розділі розроблено практичні пропозиції по організації ПЧД. Задача ЕМС СРЗ, що при цьому вирішується, дозволяє в комплексі забезпечувати вимоги по QоS, економити радіочастотний ресурс, розширювати зростаюче число споживачів в умовах значного частотного завантаження. Для вирішення даної задачі розроблено програмно-апаратний комплекс забезпечення ЕМС СРЗ, структурну схему якого наведено.

Згідно з даною схемою в реальному масштабі часу територіально-розміщені вимірювальні комплекси (ТРВК) проводять вимірювання і оцінку просторового спектру і інших параметрів, необхідних для проведення аналізу ЕМС. Потім здійснюється просторово-часовий доступ мобільних абонентів до БС.

Після виділення просторового вікна проводиться вимірювання параметрів якості, які здійснюються із залученням технології Application Performance Measurement (АРМ), тобто проводиться аналіз успішно завершених Web-транзакцій. Оцінка результатів вимірювання проводиться фільтром Калмана-Бьюсі з використанням кубічних сплайнів. При цьому, якщо успішно завершених Web-транзакцій виявляється нижче допустимого рівня (менше 99,9%) включається підсистема аналізу ЕМО в угрупуванні РЕЗ СРЗ. При порушенні ЕМС в угрупуванні РЕЗ СРЗ проводиться оптимізація розподілу частотного ресурсу і управління потужностями МС.

Розроблено алгоритм і схема організації ПЧД до ретранслятора зв'язку, обладнаного багатопроменевою антеною (БПА). Показано, що організація зв'язку з ПЧД доцільно здійснювати в три етапи. Першим етапом ПЧД є організація заявки на зв'язок з абонентською станцією. На другому етапі визначаються напрями приходу сигналу абонента. На третьому етапі надається зв'язок абонентові по вузькому променю БПА, що формується відповідно до заявки.

Заявку на зв'язок ретранслятор приймає по широкому променю. Забезпечення високої надійності прийому заявки може бути досягнуто за допомогою широкосмугового сигналу (ШСС). Запропоновано загальну структурну схему прийому - позиційного ШСС . При використанні - позиційної псевдовипадкової послідовності (ПВП) і при збізі цієї ПВП з опорною, еквівалентне співвідношення сигнал/шум на виході загального суматора збільшується в базу разів, чим і досягається підвищення завадостійкості прийому.

Задача визначення напрямку приходу сигналу абонента вирішується з допомогою, запропонованої в роботі рекурсивної процедури оцінки просторового спектру. Саме визначення складається з трьох-компонентної процедури:

1) виділення просторового вікна за допомогою вектора, що управляє:

(22)

де - номер антенного елементу ; - кількість антенних елементів; - кут (напрямок просторового вікна);

2) подавлення сигналів, що приходять зі всіх невиділених напрямів. Дана процедура може бути реалізована з використанням алгоритму Уідроу, Калмана-Бьюсі, Еппльбаума або інших відомих алгоритмів управління вектором вагових коефіцієнтів ААР. Так модифікація алгоритму Еппльбаума для подавлення сигналів поза виділеним вікном має наступний вигляд:

, (23)

де - кроковий коефіцієнт; - вектор сигналів;

3) рекурсивне визначення відмітки відповідності амплітуди і просторової фази у виділеному вікні

. (24)

До початку третьої фази перехідні процеси другої фази мають бути завершені. При цьому залишається відмітка про сигнал, що потрапляє в захисне вікно.

Показано, що для організації ПЧД в якості алгоритмів формування пучка вузьких променів можуть бути використані програмні методи і алгоритми ААР, які синтезовано для нестаціонарної СЗО. Розроблено структурну схему організації ПЧД з -елементної ААР для забезпечення зв'язку з абонентами.

Структурну схему організації ПЧД наведено. Згідно з даною схемою в пристрої управління ВВК генерується опорний сигнал відповідно до інформації про напрямок приходу сигналу від абонента, що надходить з блоку оцінки просторового спектру і формується ВВК. Далі зважений сигнал поступає на суматор і приймач. Таким чином, для кожного абонента формується свій вузький промінь діаграми спрямованості БПА.

оцінки ефективності застосування ПЧД проведено машинний експеримент. Отримано залежності середнього ВСЗШ від кількості джерел завад і залежності пропускної спроможності каналу від кількості джерел завад при різній кількості антенних елементів 10, 50, 100. Кількість джерел завад змінювалася від 10 до 80 одиниць. Аналіз показав, що із збільшенням кількості антенних елементів зростає як ВСЗШ, так і пропускна спроможність каналу. Із збільшенням кількості завад зменшується ВСЗШ з 21 дБ до 17 дБ і пропускна спроможність з біт/с до біт/с тільки при кількості антенних елементів рівному 10, залишаючись при цьому в межах допустимого. При кількості антенних елементів рівному 50 і 100 змін ВСЗШ і пропускної спроможності при збільшенні кількості завад не спостерігається. Крім того, заявлені для 4G пропускні спроможності 100 Мбіт/с з реалізацією ПЧД забезпечуються при будь-якому з розглянутих випадків. Також аналіз показав, що при кількості антенних елементів рівному 10 необхідними виявилися 5 смуг частот, при 50 задіяними опинилися 2 смуги частот, а при 100 достатньою виявилося 1 смуга. Таким чином, організація ПЧД дасть можливість значно скоротити необхідний частотний ресурс систем зв'язку 4-го покоління, значно підвищити пропускну спроможність, а також зменшити потужності передавачів мобільних станцій.

Висновки

В процесі вирішення поставленої наукової проблеми розвинена теорія завадозахищеності систем рухомого зв'язку з використанням просторово-часової обробки сигналів при впливі динамічних множинних електромагнітних взаємодій, розроблено методики і методи забезпечення електромагнітної сумісності угрупувань радіоелектронних засобів СРЗ. При цьому отримані наступні результати:

1. Показано, що значне зростання числа абонентів стільникового, транкінгового, пейджингового зв'язку, освоєння технологій Wi-Fi, Wi-Max, подальший розвиток радіорелейного, супутникового зв'язку привели до загострення проблеми ЕМС в цих системах. Успішна реалізація концепції FMS - фиксовано-мобильного зв'язку можлива лише при забезпеченні умов ЕМС у виділеному діапазоні частот. Аналіз сучасного стану систем рухомого зв'язку і проблеми ЕМС, в конвергованих мережах наступного покоління (NGN) показав, що вирішення проблеми ЕМС СРЗ лежить в розробці нових рішень щодо доступу, а саме ПЧД, який забезпечить значне заощадження смуги частот, що виділяється для СРЗ. Сформульовано теоретичні і практичні положення, на базі яких розроблені методи, що дають можливість в складній ЕМО надавати послуги зв'язку на рівні вимог часу, при успішному рішенні все більш гострої проблеми ЕМС і дефіциту виділених частот. Важливою перевагою розробленого просторово-часового методу доступу є те, що він добре узгоджується з іншими методами: частотними, часовими, кодовими.

2. Показано, що СРЗ мають свої визначні характеристики, що вимагають нового підходу до проведення аналізу і організації управління параметрами, що впливають на ЕМС: СРЗ є динамічними об'єктами, як по структурі, так і по режимах, по особливостях функціонування; ЕМО в СРЗ може різко змінюватися і загострюватися, особливо в ЧНН, в місцях масового зосередження абонентів; СРЗ мають значну нерівномірність щільності розміщення устаткування на одиницю площі, особливо в містах, де ЕМО і без цього найменше сприятлива з-за великого числа різних небажаних випромінювань; має місце різке зростання числа випромінювань СРЗ. Так в межах основного каналу прийому в зосередженому угрупуванні абонентів може діяти від 10 до 100 різних завад лінійної і нелінійної природи.

...