Повышение достоверности приема информации при заданной скорости ее передачи в спутниковых системах связи Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Партнерская стратегия

Необходимо иметь стратегию выбора и поддержки партнеров - поставщиков оборудования, независимых поставщиков программного обеспечения для автоматизации OSS и системных интеграторов.

Длительные отношения. Лучше иметь немногих близких партнеров и надолго, чем наоборот. Тот факт, что ваши партнеры знают ваш бизнес и операционную среду, имеет огромное значение для обнаружения совместных возможностей. Ваши партнеры формируют вашу «экосистему», знают друг друга и совместную работу.

Метод выбора продуктов и производителей. Выбор программы не может быть основан на брошюрах, полученных через Internet. Программа должна быть оценена с точки зрения технического задания (которое должно определить все требования, предъявляемые к продукту), требования должны быть уточнены при натурных испытаниях и касаться характеристик открытости, архитектуры, модульного наращивания, устойчивости и т.д.; все это должно быть тщательно проанализировано. Выбор производителя, оценка продавца (который может быть одним из ваших системных интеграторов) и его возможностей по поддержке очень важны. Не менее важны и такие характеристики, как прилагаемые усилия, обслуживание, эксплуатация, настроечные программы, партнеры и адаптивность.

Поиск своего системного интегратора.

Важно выбрать одного или нескольких системных интеграторов, которые желают развертывать и обслуживать ваше OSS-решение. Здесь, мы полагаем, ключевые факторы в оценке:

• локального присутствия (хотя бы частичного) и в возможности следовать за вами при расширении деятельности за границей;

• хороших и всесторонних знаний деятельности сетевого оператора и OSS-области (понимание

бизнес-процессов, их взаимосвязей, распределение их в вашей инфраструктуре);

• возможности гарантировать удобное в сопровождении и в расширении решение;

• мощного набора предлагаемых ведущих производителей программного обеспечения;

• готовности поставлять и обслуживать предустановленные наборы программ.

Определение требований к предложенному процессу. В зависимости от выбранной OSS-стратегии необходимо определить стратегию закупки приложений для автоматизации операционных процессов. Мы сталкиваемся с тем, что многие сетевые операторы не знают, как сформулировать запрос (на предъявляемые к процессу требования) производителям приложений, системным интеграторам, поставщикам оборудования или, возможно, даже их IT-продавцам. Лучше всего -запросить совет у «глобальных» системных интеграторов, которые имеют масштабный опыт внедрения. Направьте копию запроса независимым поставщикам оборудования, которым вы доверяете, где уместно спросить их о возможности обратиться к их собственным привилегированным системным интеграторам или попросить установить партнерство с одним из известных системных интеграторов.

Список литературы

1. Markus Heller. ITIL und eTOM-Konzepte im Vergleich. Hauptseminar: Neue Ansätze im IT-Service-ManagementProzessorientierung (ITIL/eTOM) / Prof. Hegering, Prof. Linnhoff-Popien. 2004.

2. Clarissa Falge. Präsentation: eTOM: Service Management & Operations. Hauptseminar: Neue Ansätze im IT-ServiceManagement-Prozessorientierung (ITIL/eTOM) / Prof. Hegering, Prof. Linnhoff-Popien. 18.02.2004.

3. Steinder M., Sethi A.S. A Survey of fault localization techniques in computer networks. - Science of Computer Programming. 53, p.p. 165-194, (2004).

4. Гольдштейн Б.С. Сигнализация в сетях связи. - М.: Радио и связь, 1998. - Т.1.

5. Зуев С.А. Основы GSM. //Радюаматор. - 1998. -№ 9-10; 1999. - № 1-2.

ПОВЫШЕНИЕ ДОСТОВЕРНОСТИ ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ ПРИ ЗАДАННОЙ СКОРОСТИ ЕЕ ПЕРЕДАЧИ В СПУТНИКОВЫХ СИСТЕМАХ СВЯЗИ

А.И. Бобров, С.И. Бобров

Достоверность (верность) [3] приема дискретной информации, то есть вероятность правильного приема переданного символа, тем больше, чем меньше вероятность ошибочного его отождеств-

ления с любым другим символом из другого ансамбля. Поскольку вероятность ошибки рош и вероятность правильного приема рпр символа образуют полную группу событий, то рош + рпр =1.

Отсюда следует, что достоверность D приема дискретной информации равна

D = Р-,-8 =1 -Pi0 • (!)

Для подавляющего числа методов модуляции и типов применяемых сигналов [1, 8]

pi0 = A[l - 6(5)], (2)

где А - коэффициент, определяемый методом модуляции (A<1):

6(5) = J — J e-0'5y dy - функция Крампа (ин-V п о

теграл вероятностей), где

x=x(q2) - функция, монотонно возрастающая с 2

ростом q , вид которой определяется типом применяемых сигналов, здесь

E

2N ,

где Е - энергия элементарного сигнала, транспортирующего информационный символ; N - усредненная спектральная плотность мощности аддитивной гаусовской помехи в полосе частот, занимаемой спектром сигнала. Согласно (1) и (2):

D = 1 - A[1 - 6(x)]< 1 • (4)

Из (3) и (4) следует, что независимо от типов применяемых сигналов и методов модуляции достоверность приема дискретной информации растет, приближаясь к единице, с увеличением энергии сигнала.

Поскольку энергия дискретного финитного сигнала определяется выражением:

q

(3)

E = JCP(t)dt = PCpTc ,

(5)

где Р(0 - мгновенная мощность сигнала; ТС - длительность сигнала; РСр=Е/Тс - средняя мощность сигнала, то увеличить ее можно: а) увеличением РСР при фиксированном значении ТС; б) увеличением ТС при фиксированном значении РСР; в) одновременным увеличением РСР и ТС.

Из (5) следует, что при ограниченной пиковой мощности РПИК сигнала и заданной его длительности ТС энергия Е достигает максимума в том случае, когда форма огибающей сигнала прямоугольная с длительностью ТС и

Р(0=РпИК=СОП81.

Поскольку возможность увеличения энергии сигнала увеличением его пиковой мощности ограничена Регламентом радиосвязи [6], установившим верхний предел на эквивалентную изотропно-излучаемую мощность наземных и земных станций, а также пределом на плотность мощности в эталонной полосе частот у поверхности Земли, создаваемой космическими станциями, то энергию сигнала в настоящее время можно прак-

тически увеличивать только за счет увеличения длительности ТС.

Однако с увеличением ТС уменьшается техническая скорость передачи сигналов КТ=Тс-1, а пропорционально ей - и скорость передачи информации КИ. Так, при передаче т-позиционных сигналов по симметричным каналам [4,5]

Re =

= RtRk

log m + (l - P,g ) log1 P,d + P,g log P,g

m -1

где Кк - скорость кода (Кк < 1) [7].

Если элементарные т-позиционные сигналы простые, то есть произведение длительности ТС на ширину полосы частот ПС, занимаемой их спектром, порядка единицы, увеличение Тс влечет за собой соответствующее уменьшение ПС. В этом случае попытка сохранить прежнее значение КИ при увеличении Тс путем сохранения прежней частоты следования элементарных сигналов ведет к появлению (нарастанию) межсимвольных искажений, что влечет за собой уменьшение достоверности передачи информации и увеличение результирующей пиковой мощности интерферирующих между собой наложившихся во времени друг на друга соседних элементарных сигналов, а это повлечет за собой необходимое, согласно требованиям Регламента радиосвязи [6], уменьшение пиковой мощности каждого элементарного сигнала

примерно в л/п [10] раз, где п - количество нало-жившихся друг на друга элементарных сигналов. Таким образом, при неизменных типах модуляции и кодирования невозможно на основе простых сигналов увеличением их длительности сохранить скорость передачи дискретной информации и увеличить ее достоверность.

Однако проблема просто решаема на основе сложных элементарных сигналов с большой базой, у которых ТС-ПС=ВС>>1 и ширина полосы частот, занимаемой их спектром Пс, такая же, как у первоначального простого сигнала По, то есть база сигнала увеличена не за счет увеличения ширины его спектра, а за счет увеличения его длительности. Кроме того, эти сложные сигналы при наложении во времени друг на друга не должны интерферировать друг с другом, чтобы каждый мог иметь максимально возможную пиковую мощность, ограниченную лишь требованиями Регламента радиосвязи.

Такими сложными сигналами, в частности, являются широкоизвестные радиоимпульсы с прямоугольной огибающей амплитуд и линейно-частотно-модулированным (ЛЧМ) заполнением. Большие значения базы ЛЧМ импульсов достаточно точно описываются выражением [3] ВС = 2гдТс, где 2гд - полная девиация частоты.

о

Кроме этого, при ВС>>1 огибающая амплитудного спектра ЛЧМ импульсов с прямоугольной огибающей амплитуд также близка к прямоугольной [3], то есть, если ЛЧМ-импульс во времени описывается выражением

С

*BX

(t) =

A0cos

2п

fn +-

Bc

Tc

t

T

чаё kl

2

(6)

чаё |t| >

2

то его спектральная плотность выражается как

S(f - fn I )"

AnT

nTC v

^л/BC n

чаё |f - fJ < F,

rA ■

_Bc

2T,

,BC>>1

C

(7)

чаё f - fJ > F,

A

В (6) и (7) Г - средняя частота ЛЧМ заполнения импульса; 1 - текущее время.

Корреляционная функция сигнала (6) имеет

вид:

ka(t) =

где E=

Ь =

Aj)Tc

■ / \

sin Ь 11 -—1

1 TC J

Ь

cos (2nf Пт) чаё Т < TC

чаё |т|> tc

2

nBc

Tc

- энергия сигнала (6); т = 2nFAT.

Поскольку сигнал на выходе согласованного фильтра с точностью до постоянного коэффициента г совпадает с автокорреляционной функцией его входного сигнала [3], то сигнал (6) после оптимальной фильтрации имеет вид:

Авых(2)=УВЫХ(2)-С082л^, (8)

гДе VAüO(z) = г

AnTc 2

2nFAz

- огибающая

радиосигнала, в котором z=(t-TC) - время, отсчитываемое от ТС.

Длительность главного лепестка выходного сигнала (8) по ближайшим к максимуму нулям:

T

AüO =

J_ FÄ

Так как нули огибающей сигнала (8) отстоят от главного лепестка на интервалы, кратные 0,5 ТВЫХ, то для исключения взаимных помех все сигналы должны следовать с периодом тп= 0,5Твых.

Поскольку принято, что 2рд=П0, то

ТВЫХ= =2Т0 и ТП= , где То - длительность I о I о

исходного простого элементарного сигнала и база сложного ЛЧМ-сигнала ВС=ПоТС=ПоТокт=кт, где

т

кт = —с = Вс - коэффициент увеличения дли-то

тельности простого сигнала при переходе к сложному.

В этом случае энергия сложного сигнала ЕС:

ec =

Afrc = A2TjB = EB

—;— = —;— bc = EnBc >

где Ej = A2TJ 2

- энергия простого исходного сиг-

нала.

В качестве примера рассмотрим случай относительной фазовой манипуляции, при которой

I N0

Wiri 1 ^/JlDnWirl ^ÜJVJDWn iviaxiirlllj JIj

B (2): А=1, x= ,/V = ^.

Пусть при использовании простого элементарного сигнала обеспечивается достоверность приема информации, равная 0,999, которая соответствует (согласно таблице значений инте грала вероятностей [2]) х=3,295. Если увеличить базу сигнала всего лишь в 4 раза, то достовер ность приема информации возрастет до величины 0,9999999999, то есть вероятность ошибки при приеме дискретного элемента сигнала уменьшится с 10-3 до 10-10, то есть на 7 порядков.

Этот пример иллюстрирует значительную эффективность рассмотренного способа увеличения достоверности приема информации, который в определенных условиях позволяет получить еще и большую скорость передачи информации за счет отказа от ставшего ненужным помехоустойчивого кодирования.

Список литературы

1. Абдулаев Д. А., Арипов М.Н. Передача дискретных сообщений в задачах и упражнениях. - М.: Радио и связь, 1985. -128 с.

2. Большаков В.Д. Теория ошибок наблюдений с основами теории вероятностей. - М.: Недра, 1965. - 184 с.

3. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. -М.: Радио и связь, 1986. - 512 с.

4. Зюко А.Г. Помехоустойчивость и эффективность систем связи. - М.: Связь, 1972. - 360 с.

5. Петрович Н.Т., Камнев Е.Ф., Каблукова М.В. Космическая связь. - М.: Сов. радио, 1979. - 280 с.

6. Регламент радиосвязи. - Женева, 1998. - Т.1.

7. Теория электрической связи. /Под ред. проф. Д.Д. Клов-ского. - М.: Радио и связь, 1998. - 432 с.

8. Устройства преобразования сигналов передачи данных./ Данилов Б.С., Стукалов С.В., Тамм Ю.А., Штейнбок М.Г. - М.: Связь, 1979. - 128 с.

9. Харкевич А.А. Борьба с помехами.-М.: ГИФМЛ, 1963. -276 с.

10. Цымбал В.П. Теория информации и кодирования. - К.: Вища шк., 1992. - 263 с.

t

0