Мажоритарное резервирование радиоэлектронных средств Текст научной статьи по специальности «Математика»

Были исследованы сигнатуры синтезированных сигналов, параметры которых оптимальны (в заданном смысле). Следует отметить, что требуемая доля содержания конкретной группы в рассматриваемом коде получила следующую зависимость:

Р, = 2-'-1, (1)

где , - длина группы [3, 4, Ч. 1].

В результате синтеза последовательностей по заданным критериям (длина кода, максимальный уровень бокового лепестка АКФ - макс УБЛ АКФ) по разработанному алгоритму было обнаружено семейство кодов (с учетом зеркальных и обратных последовательностей), приводимое в таблице.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гантмахер В.Е., Быстров Н.Е., Чеботарев Д.В. Шумоподобные сигналы. Анализ, синтез, обработка. СПб.: Наука и техника, 2005. 400 с.

2. Ковылин А.А. Частотный анализ бинарных последовательностей с наилучшей автокорреляционной функцией // Материалы Десятого международного научного форума студентов, аспирантов и молодых ученых стран Азиатско-Тихоокеанского региона. 25-30 октября 2010 г., Владивосток. Владивосток: ДВГТУ, 2010. С. 82-84.

3. Ковылин А.А., Родионов А.Ю. Исследование сигнатур бинарных последовательностей с наилучшими автокорреляционными свойствами // Электроника, информатика и электротехника: сб. материалов юбилейной науч. конф. «Вологдинские чтения». 23-26 ноября 2010 г., Владивосток. Владивосток: ДВГТУ, 2010. С. 146-147.

4. Ковылин А.А., Чусов А.А. Анализ бинарных последовательностей с наилучшими автокорреляционными свойствами по ЛЧМ-подобным сигнатурам // Молодежь и научно-технический прогресс: материалы регион. науч.-практ. конф.: в 3 ч. Апрель-июль 2011 г., Владивосток. Владивосток: ДВГТУ, 2011. С. 230-231.

5. Чусов А.А., Ковылин А.А., Стаценко Л.Г., Миргородская Ю.В. Параллельный поиск сигналов с заданными взаимно и автокорреляционными свойствами на многопроцессорных платформах // Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника. 2010. Т. 54, № 8. С. 29-35.

X

УДК 621.9.01: 658.512

В.Н. Миронычев, И.О. Загородников

МИРОНЫЧЕВ Виктор Николаевич - доцент кафедры электроники и средств связи Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток), E-mail: [email protected], ЗАГОРОДНИКОВ Илья Олегович - студент кафедры электроники и средств связи Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток). E-mail: [email protected] © Миронычев В.Н., Загородников И.О., 2012

Мажоритарное резервирование радиоэлектронных средств

Исследуется мажоритарное резервирование радиоэлектронных средств, применяемое в самых сложных космических бортовых и цифровых радиоэлектронных системах.

Ключевые слова: мажоритарное резервирование, работоспособность, отказоустойчивость, решающий элемент.

Majority of electronic booking. Victor N. Mironychev, Ilya O. Zagorodnikov - School of Engineering (Far Eastern Federal University, Vladivostok).

Article is offered for consideration majority reservation of radio-electronic systems, on purpose working capacity preservation at emergence of refusals of one or several elements. This reservation is used in onboard systems spacecrafts, in digital RES and etc.

Key words: majority reservation, working capacity, ault tolerance, the decisive element.

Проблемы поышения надежности радиоэлектронных систем путем применения различных видов и методов резервирования исследовали С.П. Дмитрев, Г.Н. Черкасов, В.Э. Дрейзин [2-4]. В данном сообщении мы рассмотрим способ мажоритарного резервирования.

Цель резервирования радиоэлектронных средств (РЭС) - обеспечение отказоустойчивости объекта в целом, т.е. сохранение его работоспособности, когда возник отказ одного или нескольких элементов. На практике применяются несколько видов структурного резервирования для аналоговых и цифровых систем. Рассмотрим мажоритарное резервирование, которое используется только в цифровых системах [3, 4]. При мажоритарном резервировании сигнал в двоичном коде (логический 0 или 1) подается на нечетное число идентичных элементов. С выходов этих элементов сигнал поступает на вход так называемого решающего элемента, назначение которого - выделение безошибочного сигнала из групп сигналов, среди которых могут быть и ошибочные. Выходной сигнал формируется на основе закона, определяющего функционирование

решающего элемента. Простейшим и наиболее распространенным законом функционирования элемента является закон большинства, или мажоритарный закон, поэтому решающий элемент, реализующий этот закон, называется мажоритарным. Выходной сигнал такого элемента всегда принимает значение, равное значению большинства входных сигналов. Наиболее распространены мажоритарно резервированные элементы, реализующие операцию «два из трех». На рисунке изображена такая простейшая схема мажоритарно резервированного элемента.

Определим вероятность безотказной работы мажоритарно резервированного элемента, если известны надежности идентичных элементов р. = 1... 3) и решающего элемента рр(Ч). Для наглядности используем таблицу истинности, отражающую все возможные состояния элементов (О - отказ элемента, 1 - работоспособный элемент) в схеме на рисунке.

Считая р, = Р(>| ¡; = и используя данные таблицы истинности, можно найти вероятность безотказной работы мажоритарно резервированного элемента р,^ (£) в предположении, что решающий элемент обладает идеальной надежностью ррО) = 1. Выбирая из таблицы истинности только строки с единицами в последнем столбце, можно записать [1, 2]:

СО = ЧгЪУРг&УР&) + Р1 СО + р.&)ра ЮъСО + ржЮ<13МраИ. (1)

Подставив в формулу (1) выражения д,-(■£) = 1 — и р([£) = р(Г), получим:

Р„Ю = раСШ-?рЮ] (2)

Формулу (2) можно также получить, воспользовавшись биноминальным законом распределения, однако приведенное решение нагляднее. Если решающий элемент неидеален, то

Рм СО = РаМРр СО [3 - 2р(0] • (3)

Помимо мажоритарных элементов, реализующих операцию «два из трех», используются и более сложные элементы, например реализующие операцию « три из пяти».

В заключение можно отметить, что резервирование применяется в сложных технических системах, отказы в которых недопустимы по условиям работы. Однако используя мажоритарное резервирование, следует помнить, что оно усложняет структурную схему радиоэлектронных систем, увеличивает их массу, габаритные размеры и стоимость.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Динамика радиоэлектроники / под общ. ред. Ю.И. Борисова. М.: Техносфера, 2007. 400 с.

2. Дмитриев С.П. Информационная надежность, контроль и диагностика навигационных систем. СПб.: Электроприбор, 2004. 208 с.

3. Дрейзин В.Э., Кочура А.В. Управление качеством электронных средств: уч. пособие для студентов высш.уч. заведений. М.: Академия, 2010. 288 с.

4. Черкасов Г.Н. Надежность аппаратно-программных комплексов. СПб.: Питер, 2005. 480 с.

Простейшая схема мажоритарно резервированного элемента

Таблица истинности

Первый Второй Третий Решающий

элемент элемент элемент элемент

0 1 1 1

0 0 1 0

0 1 0 0

0 0 0 0

1 1 1 1

1 0 0 0

1 1 0 1

1 0 1 1