Архитектура привязных аэростатных ретрансляционных комплексов для беспроводной системы связи общего назначения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.13, кандидат технических наук Ваганов, Иван Николаевич

• Ваганов, Иван Николаевич
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ваганов, Иван Николаевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ ПРИМЕНИМОСТИ СИСТЕМЫ ПАРК СВЯЗИ ДЛЯ БЕСПРОВОДНОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ

1.1 Анализ современного состояния и перспектив развития систем связи

с высотной ретрансляцией сигналов

1.2 Анализ условий функционирования ПАРК радиосвязи с высотной ретрансляцией сигналов общего назначения

1.3 Обобщенная структура беспроводной системы связи с ПАРК и постановка задачи исследования 36 Выводы по разделу

2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ПАРК БЕСПРОВОДНОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ

2.1 Оценивание досягаемости отдельного ПАРК связи

2.2 Математическая модель высотного ретранслятора сигналов с кодовым многостанционным доступом в условиях воздействия помех

2.3 Оценивание надежности высотного сегмента ПАРК беспроводной системы связи ОН

2.4 Марковская модель запросно-вызывного канала системы связи с привязным аэростатным ретрансляционным комплексом с ВМСД 78 Выводы по разделу

3 СИНТЕЗ ВАРИАНТА СТРУКТУРЫ СИСТЕМЫ ПАРК ДЛЯ БЕСПРОВОДНОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ

3.1 Обоснование структуры и основных параметров отдельного ПАРК

3.2 Синтез структуры ПАРК для беспроводной системы связи ОН

3.3 Методика выбора рациональной структуры и алгоритмов функционирования системы привязных аэростатных ретрансляционных комплексов для беспроводной системы связи общего назначения

Выводы по разделу

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АЛА - аэростатный летательный аппарат

ААСС - асинхронно-адресная система связи

АС абонентская станция

БСС - беспроводная система связи

ВМСД - временной многостанционный доступ

ВРТР - высотный ретранслятор

ВС высотный сегмент

ЗАГ - запросно-адресная группа

ЗВК - запросно-вызывной канал

ЗС зона связи

кмсд - кодовый многостанционный доступ

кмц - конечная марковская цепь

КР коммуникационный ресурс

ЛПБВ ■ линия поверхностной бегущей волны

лпс летно-подъемное средство

.мед ■ многостанционный доступ

он общее назначение

ПАРК привязной аэростатный ретрансляционный комплекс

пкт - режим предоставления каналов по требованию

ППА приемо-передающая антенна

РЭС радиоэлектронное средство

УКЧ уравнение Колмогорова-Чепмена

УПП узкополосная помеха

ФАР фазированная антенная решетка

ЦУО центр управления информационным обменом

чмед - частотный многостанционный доступ

шпп широкополосная помеха

шпе широкополосный сигнал

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Архитектура привязных аэростатных ретрансляционных комплексов для беспроводной системы связи общего назначения»

ВВЕДЕНИЕ

Одной из важных составляющих могущества любого развитого Государства является его информационная инфраструктура, обеспечивающая информационное взаимодействие между собой как органов государственной власти, так и информационный обмен в интересах рядовых граждан [81].

В РФ основу информационной инфраструктуры составляет Единая сеть электросвязи (ЕСЭ), реализованная совокупностью различных операторов связи. К основным таким операторам относятся: Ростелеком, Транстелеком и др. Различные министерства и ведомства на базе арендованного коммуникационного ресурса операторов связи строят свои выделенные частные сети. Как правило, это сети стационарного характера, обеспечивающие информационные потребности стационарных абонентов [13,60,81].

Для удовлетворения потребностей мобильных абонентов в информационном обмене существуют совокупность беспроводных систем связи. К ним относятся сети сотовой связи стандарта GSM, а также сети сотовой связи стандарта CDMA. Их реализуют получившие признание пользователей операторы связи «Билайн», «МТС», «Мегафон» и др. Профессиональная мобильная связь данного типа реализуется радиосетями транкинговых сетей связи типа TETRA, TETRApol, АРСО [54,60,77-79].

На базе ЕСЭ в РФ реализован российский сегмент Всемирной сети связи с коммутацией пакетов Internet, обеспечивающего передачу любого трафика, в том числе и мультимедиа между различными пользователями.

Для входа в Internet существует много технологий ближнего и дальнего проводного и беспроводного доступа абонентского оборудования. Провод-ный доступ большей частью реализуется в виде широкополосных технологий типа xDSL. Беспроводный доступ чаще всего реализуется в рамках широкополосного доступа стандартов IEEE 802.11х. Конкретным и наиболее известным проявлением последнего являются сети беспроводного доступа WI-FI, Wimax и LTE [46,57,102].

Как мобильные сети связи, так и сети беспроводного доступа наряду с

несомненными достоинствами обладают и общим недостатком: невысокая зона соты связи, обусловленная малой высотой размещения приемопередающих антенн базовых станций соты (точек доступа). Данный недостаток усиливается в случае развертывания таких сетей на территориях с низкой плотностью населения (Сибирь, Дальний восток, горные условия) или в труднодоступных районах [23,93].

Одной из трудно разрешимых задач практики является также создание сети радиосвязи различных объектов, рассредоточенных на большой территории в высокоширотных дрейфующих льдах научно-исследовательских станций и их инфраструктуры. Такая же задача возникает при освоении крупных месторождений полезных ископаемых (например, больших угольных разрезов), разрабатываемых открытым способом. В данном случае возникает задача совмещения в рамках одной системы радиосвязи оконечных радиоустройств различного типа [54].

Альтернативой традиционному варианту построения таких сетей является построение соты связи, базовая станция которой (или приемопередающая антенна базовой станции (точки доступа)) расположена на летно-подъемном средстве (ЛПС). При этом в качестве ЛПС может выступать дирижабль, самолет, привязной аэростат. В этом случаи зона связи в зависимости от высоты стояния ЛПС может достигать в диаметре от 100 до 1000 км. Существенное значение такой подход имеет также и при оперативном разворачивании сети радиосвязи в интересах МЧС на значительных территориях при ликвидации последствий землетрясений, наводнений, техногенных катастроф и других чрезвычайных ситуаций [75].

Опыт показывает, что наиболее просто высотный сегмент (ВС) системы беспроводной связи реализуется в случае использования в качестве ЛПС привязного аэростата и размещении на нем только приемо-передающей антенны (ППА). При этом базовая станция (ретранслятор сигналов) размещается на земле, а подвод высокочастотной энергии от передатчика ретранслятора к ППА и от ППА к приемнику ретранслятора осуществляется по линии

поверхностной бегущей волны (ЛПБВ). В этом случае нужен аэростат объемом в 20 м3, который создает подъемную силу в 7-10 кг. Этого достаточно для подъема ППА с ЛПБВ на высоту до 1000- 2000 м. Последнее обеспечивает зону связи (ЗС) радиусом от 100 до 150 км, что вполне приемлемо для организации связи в районах с низкой плотностью населения и для других отмеченных условий [67,97].

Системы связи с ретрансляцией сигналов, у которых ретранслятор связи или базовая станция расположены на земле, а на привязном аэростате располагается только ППА, условимся называть беспроводными системами связи (БСС) с привязными аэростатными ретрансляционными комплексами (ПАРК) общего назначения (ОН) [23].

Впервые идея ретрансляции сигналов через высотный ретранслятор возникла в середине 50-х годов, когда проводились пробные телепередачи на Московскую и Смоленскую области с помощью ретранслятора, установленного на самолете [64]. Наиболее бурное развитие такие системы связи получили в конце 70-х и начале 80-х годов, когда были найдены сверхпрочные и легкие материалы типа кевлара, майлара, с помощью которых удалось создать надежные и газонепроницаемые оболочки для привязных аэростатов.

Анализ патентов по системам связи с ПАРК показывает значительный всплеск охранных документов и разработок по аэростатным системам в это время. Кроме того, на этот же период приходится значительное количество публикаций по созданию и эксплуатации систем связи с ПАРК, приводятся различные типы ЛПС. Даются подходы к расчету напряженности электромагнитного поля с учетом интерференции радиосигналов метрового и дециметрового диапазонов волн, идущих от высотного ретранслятора ко всей зоне связи. В [5] рассматриваются возможные типы летно-подъемных средств и доказывается необходимость применения привязных аэростатов. Также рассматриваются в [8,9] требуемые высоты размещения аэростатов для обеспечения связью определенных районов. В работах [6,7,10] рассматриваются вопросы расчета напряженности электромагнитного поля с учетом интерфе-

ренции радиосигналов метрового и дециметрового диапазонов волн, идущих от высотного ретранслятора (ВРТР) ко всей ЗС.

В целом, в 80-90-х годах был сформирован технический облик отдельного ПАРК связи, являющегося основой БСС с ПАРК. Разработана обобщенная структура наземного и высотного сегментов отдельного ПАРК. Однако, при этом отмечалась низкая надежность (безотказность) ВС БСС с ПАРК. Кроме того, не было единого мнения по алгоритмам работы БСС с ПАРК.

Организациями, имеющими существенные наработки в этой области, являются: ЗАО НИВЦ АС (г. Москва), ФГУП НИИ ССУ (г. Москва), Институт проблем передачи информации РАН, РКК «Энергия», Русское воздухоплавательное общество «Авгуръ» и другие [38.39].

Дальнейшие исследования показали, что повышение надежности (безотказности) требует использования в БСС нескольких ПАРК. При этом БСС с несколькими ПАРК рассматривается как некоторая целостная структура ПАРК связи со своими алгоритмами функционирования. Отметим, что структура совокупности (системы) ПАРК связи и алгоритмы её функционирования составляют архитектуру ПАРК БСС ОН [23].

Атрибутивными свойствами БСС с ПАРК ОН в рамках настоящей работы являются: досягаемость, энергопотенциал (энергетико-спектральные характеристики) и надежность (безотказность). В работе обосновывается архитектура ПАРК БСС ОН по требуемому её качеству в рамках критерия пригодности [27].

Таким образом, существует противоречие: в потенциале БСС с одиночным ПАРК обеспечивает абонентские станции (АС) заданной зоны связи информационным обменом с требуемым качеством. Однако, одиночный ПАРК связи с ВРТР обладает недостаточной надежностью (безотказностью) при его длительном функционировании.

Исходя из изложенного, актуальной является тема диссертации «Архитектура привязных аэростатных ретрансляционных комплексов для беспроводной системы связи общего назначения».

Наука квалиметрия трактует понятия качества какой-либо системы или объекта (процесса их функционирования) как совокупность основных (атрибутивных) их свойств. Атрибутивными свойствами беспроводной системы ПАРК связи ОН в рамках настоящей работы являются: досягаемость, энерге-тико-спектральные характеристики и надежность [4,90,91]. В работе обосновывается структура системы ПАРК связи по требуемому ее качеству в рамках критерия пригодности.

Для решения задачи синтеза необходимо разработать математические модели, связывающие количественно структуру системы ПАРК связи с ее показателем качества. Особенностью построения структуры рассматриваемой системы связи является то, что показатель качества представляет собой трехкомпонентный вектор (кортеж), компоненты которого не связаны между собой. Получить какой-либо обобщенный показатель, являющийся сверткой трех показателей указанных свойств типа коэффициента исправного действия связи, не представляется возможным [27].

Целью диссертационного исследования является обеспечение заданного качества системы привязных аэростатных ретрансляционных комплексов для беспроводной системы связи общего назначения.

Объектом исследования является структура и алгоритмы функционирования системы привязных аэростатных ретрансляционных комплексов для БСС ОН.

Предметом исследования является научно-методический аппарат оценивания качества архитектуры привязных аэростатных ретрансляционных комплексов.

Научной задачей исследования является обоснование структуры и алгоритмов функционирования системы привязных аэростатных ретрансляционных комплексов для беспроводной системы связи общего назначения с заданным качеством.

Для решения данной научной задачи ставятся и решаются следующие частные научные задачи исследования:

1. Разработка математической модели высотного бортового ретранслятора с кодовым многостанционным доступом без обработки на борту в условиях воздействия помех.

2. Разработка методики выбора рациональной структуры и алгоритмов функционирования системы привязных аэростатных ретрансляционных комплексов для беспроводной системы связи общего назначения.

3. Разработка марковской модели запросно-вызывного канала беспроводной системы связи с привязным аэростатным ретрансляционным комплексом с временным многостанционным доступом.

В ходе исследований были получены следующие научные результаты, представляемые к защите:

1. Математическая модель высотного бортового ретранслятора с кодовым многостанционным доступом без обработки на борту в условиях воздействия помех.

2. Методика выбора рациональной структуры и алгоритмов функционирования системы привязных аэростатных ретрансляционных комплексов для беспроводной системы связи общего назначения.

3. Марковская модель запросно-вызывного канала беспроводной системы связи с привязным аэростатным ретрансляционным комплексом с временным многостанционным доступом.

Научная новизна полученных в диссертационной работе результатов заключается в том, что:

- математическая модель высотного бортового ретранслятора с кодовым многостанционным доступом (КМСД) АС без обработки на борту впервые позволяет находить оптимальное значение полосы пропускания ВРТР в фиксированной помеховой обстановке, доставляющее максимум скорости передачи информации при заданном значении отношения сигнал/(шум + помеха);

- методика выбора рациональной структуры и алгоритмов функционирования системы ПАРК для БСС ОН, в отличие от известных, позволяет син-

и

тезировать архитектуру БСС с ПАРК с заданным качеством по критерию пригодности;

- марковская модель запросно-вызывного канала (ЗВК) БСС с ПАРК с временным многостанционным доступом (ВМСД) АС впервые учитывает факт готовности (степень готовности, «желание») абонента вести информационный обмен с вызывающей АС.

Достоверность результатов подтверждается корректностью и логической обоснованностью разработанных вопросов, принятых допущений и ограничений, использованием апробированного математического аппарата статистической теории связи, теории надежности, теории конечных марковских цепей, высокой согласованностью полученных результатов с физикой исследуемого процесса.

Практическая значимость результатов диссертационного исследования заключается в том, что они доведены до уровня инженерной методики и позволяют на стадии проектирования БСС с ПАРК определять количество ПАРК, полосу пропускания ВРТР без обработки на борту, а также оперативность организации информационного обмена по ЗВК для текущих условий обстановки.

Результаты исследований представляют практический интерес для научно-исследовательских учреждений и проектных организаций с целью усовершенствования существующих и создания перспективных БСС с ПАРК, особенно для территорий с низкой плотностью населения. Кроме того, результаты работы могут быть использованы в Вузах при изучении учебных дисциплин, соответствующих тематике данной диссертационной работы.

Диссертация состоит из введения, трех разделов, заключения, списка использованных источников и приложения.

Основные результаты работы докладывались, обсуждались и были одобрены на пяти НТК Международного (сессия РНТОРЭС им. А.С.Попова, г. Москва) и Всероссийского уровней (г. Калуга, г. Протвино, г. Серпухов, г. Владимир). По теме диссертации опубликовано 17 работ, 9 статей в научно-

технических журналах и трудах конференций, из них 5 статей опубликованы в журналах, входящих в перечень журналов ВАК, тезисы 5 докладов на НТК различного уровня, подготовлены материалы в эскизный (2010 год) и технический (2011 год) проекты по ОКР, получен 1 патент РФ на полезную модель.

Результаты работы реализованы:

1. В ЗАО «НИВЦ АС» (г. Москва) при нахождении полосы пропускания ретранслятора сигналов и оценивании оперативности функционирования ЗВК подсистемы спутниковой связи специального назначения в рамках ОКР «Корунд-М1» (акт о реализации ЗАО «НИВЦАС» от 22.12.2011 г.).

2. В МОУ «ИИФ» при разработке схемотехнических решений высотного сегмента перспективной БСС с ПАРК в рамках ОКР «Заполье-ИИФ» (акт о реализации МОУ «ИИФ» от 08.09.2011 г.).

3. В Серпуховском ВИ РВ (г. Серпухов) в учебном процессе института по кафедре «АСУ и связи» в ходе дипломного проектирования и при изучении дисциплины «Информационные сети и телекоммуникации» (акт о реализации СВИРВ от 25.08.2011 г.).

1. АНАЛИЗ ПРИМЕНИМОСТИ СИСТЕМЫ ПАРК СВЯЗИ ДЛЯ БЕСПРОВОДНОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ

1.1. Анализ современного состояния и перспектив развития систем связи с высотной ретрансляцией сигналов

Развитие и совершенствование систем связи различного назначения всегда определялось двумя факторами [11,12]:

- необходимостью обеспечения большой дальности связи;

- необходимостью обеспечения высокой пропускной способности.

Эти два фактора существуют в диалектическом единстве и противоречии.

Пропускную способность систем связи можно оценить известной формулой Шеннона [42]:

( ГУ \

(1.1)

С = Д/ 1о§2

г р л р

\ Г ш у

где Д/ - полоса частот систем, каналов связи;

Р

г - отношение сигнал[шум на входе демодулятора системы связи.

Рш

Из анализа формулы (1.1) следует, что повышение пропускной способности требует расширения полосы частот системы связи. Однако А/к не может быть больше 10-20% от несущей частоты /0 [58,59].

Следовательно, для повышения пропускной способности системы связи необходимо повышать несущую частоту. Данный вывод наглядно иллюстрируется историей развития систем радиосвязи, которые прошли путь освоения от мириаметрового до миллиметрового диапазона волн.

Однако увеличение несущей частоты /0 в силу диалектической взаимосвязи количественных и качественных изменений приводит к изменению механизма распространения радиоволн и в частности, в наиболее информативном диапазоне метровых волн, дальность связи определяется в основном пределами прямой видимости [71,76].

Кардинальное разрешение противоречия между потребной дальностью связи и пропускной способностью системы заключается в использовании принципа ретрансляции сигналов, который предполагает наличие в системе связи ретранслятора сигналов, расположенного на некотором летно-подъемном средстве (ЛПС). В качестве ЛПС могут использоваться высотные мачтовые сооружения, самолеты, вертолеты, дирижабли, свободные и привязные аэростаты и ИСЗ. Исходя из типа ЛПС, системы связи с ретрансляцией сигналов условно можно разделить на три типа [12]:

- системы связи с наземной ретрансляцией (ЛПС типа высотная мачта с высотой к до 0,5 км);

- системы связи с высотной ретрансляцией (ЛПС типа вертолет, дирижабль, самолет, привязной аэростат: 0,5 км</г<40 км);

- системы спутниковой и космической связи (ЛПС типа ИСЗ).

Каждая система связи предназначена для выполнения отдельных задач,

и учитывая, что задачи боевого и оперативного управления войсками и оружием различного назначения чрезвычайно разнообразны, все типы систем связи с ретрансляцией сигналов имеют место в военной связи.

Наиболее распространенными и развитыми являются системы спутниковой связи ввиду их несомненных достоинств [58,59,95]:

- обеспечение связью больших территорий до десятков тысяч квадратных километров;

- обеспечение связью в труднодоступных районах;

- обеспечение связью подвижных объектов;

- обеспечение передачи информации со скоростью до десятков гигабит в секунду.

Однако известно, что с экономической точки зрения при существующем парке наземных станций и функционирующих спутниках-ретрансляторах использование спутниковой связи с широким лучей на расстояниях менее 600 км нецелесообразно [110]. Использование спутниковых систем связи с многолучевыми, а также сканирующими антеннами с узким

лучем требует создания новых и достаточно сложных парков спутников-ретрансляторов, реализующих метод коммутации сигналов на борту, что с учетом экономических проблем в стране является затруднительным.

Обеспечение устойчивого информационного обмена между абонентами связи ОН в таких условиях целесообразно осуществлять в рамках систем связи с высотной ретрансляцией сигналов [72,85-88].

Ретрансляция сигналов через высотные объекты типа самолет была реализована задолго до возникновения спутниковой связи. Так, в 50-х годах осуществлялись пробные ретрансляции телевизионных передач на Московскую и Смоленскую области с помощью ретранслятора, установленного на самолете [34,64,67].

Однако, такой тип ЛПС как самолет, вертолет требует больших затрат и восполнения энергоресурсов, что делает проблемной длительную и бесперебойную ретрансляцию. Наиболее приемлемым типом ЛПС для высотной ретрансляции сигналов является привязной аэростат. Это обусловлено следующими причинами [5,70,84]:

- стабильным нахождением привязного аэростата над заданной точкой территории и на высоте до 40 км;

- отсутствием расхода энергоресурсов при нахождении аэростата в воздухе;

- возможностью находиться в воздухе до 1-3 лет;

- автономностью функционирования аэростата;

- высокой экологичностью;

- инвариантностью ко времени года и суток.

Именно поэтому в 50-е - 60-е годы появился ряд предложений по конструкции привязных аэростатов и систем связи с их использованием.

Так в [9] была предложена конструкция привязного аэростата, отличающаяся устойчивостью к динамическим ветровым нагрузкам, что позволило стабилизировать положение приемо-передающих антенн на высотном ретрансляторе. В [7] была предложена конструкция привязного аэростата, обес-

печивающая постоянство подъемной силы при наборе высоты, что обеспечивает стабильное натяжение троса кабеля, а соответственно и устойчивое положение аэростата относительно заданной точки. В [6] было предложено устройство для запуска привязного аэростата, обеспечивающего бездинамичный старт в условиях меняющихся ветровых нагрузок. Кроме того, для повышения безопасности, а соответственно надежности и живучести привязных аэростатов было предложено для заполнения оболочки использовать не взрывоопасный водород, а инертный гелий.

В 1967 году французская фирма CNRS разработала проект системы связи, используемой в рамках геофизических исследований. Во время войны во Вьетнаме на привязных сигарообразных аэростатах поднимались PJIC, ретрансляторы связи, акустическая аппаратура для прослушивания джунглей [64,67]. Отмечается, что опыт их эксплуатации показал высокую их эффективность.

Однако развитие данных систем связи сдерживалось низкой надежностью и живучестью, а также высокой газопроницаемостью оболочек аэростатов. Положение резко изменилось, когда в 70-х годах были найдены легкие и прочные материалы типа кевлара, майлара и др.

Дальнейшее совершенствование технологий изготовления аэростатных материалов способствовало созданию более долговечных оболочек из синтетических тканей для мягких и полужестких дирижаблей и аэростатов.

Как правило, оболочки состоят из трех слоев:

- силового, выполненного из прочной ткани;

- внутреннего газонепроницаемого, выполненного из прочной пленки;

- внешнего защитного, стойкого к воздействию неблагоприятных условий, а также теплового и ультрафиолетового излучений.

В настоящее время требованиям, предъявляемым к баллонным материалам, в наибольшей степени отвечают [97]:

- майларовая пленка с кевларовым усилением;

- тевларовая пленка с кевларовым усилением;

- полиуретановая пленка с кевларовым усилением.

Срок службы таких материалов составляет 15 лет, их газонепроницаемость в 2-3 раза превосходит газонепроницаемость материалов, использовавшихся в дирижаблях и аэростатах времени второй мировой войны.

Однако развитие технического прогресса в области баллонных материалов позволило еще более усовершенствовать материалы оболочек современных аэростатных летательных аппаратов (АЛА). Так оболочка дирижабля «Альбатрос» (Австралия, 1986 г.) изготовлена из двойной ткани. Внутренний (газосодержащий) слой выполнен из металлизированной (силовой) полиэфирной ткани. Оболочка АМ1 (Великобритания, 1988 г.) выполнена из нейлона, покрытого с внешней стороны слоем полиуретаннолиэстера и окиси титана и с внутренней - слоем газосодержащей поливинилденхлоридной пленки. Для большого военно-морского АЛА ТЕХ - 2А (США) в качестве внутреннего слоя оболочки предполагается использовать майлар, а внешний защитный слой держится в секрете [97,98].

Наибольший интерес представляет пленочный материал АК2ТЕ 54/1 фирмы «Аэразюр», применяемый для изготовления оболочек АЛА. АЛА с таким материалом применяются и эксплуатируются более чем в 10 странах и применяются для рекламы, наблюдения, ретрансляции и т.е. В качестве баллонного материала используется полиэфирная ткань, покрытая снаружи полиуретаном на полиэфирной основе, а внутри пленка «Саран» (30 г/м ), термически наклеенная на основу. Касса отдельно взятого образца - 370 - 30-5 г/мЗ, полезная ширина (АБО 37103) - не менее 142 см; сопротивление расстоянию: в продольном направлении 1850н/5см, в поперечном направлении 1750 н/5 см; сопротивление раздиру (Б8ТМ 191) по основе и утку более 70 н; прочность адгезии (МТ 46008): внешняя сторона - более 80 н/5 см, внутренняя - более 45 н/5 см; относительное удлинение (АК£ 83524) под воздействием статической нагрузки в 250 н/5 см при 1-20°С в течение 24 ч.: в продольном направлении -1,77±1,5%; в поперечном - 8,5±1.5% проницаемости по гелию (АНг 83525) - не более 1 л/м2 за 24 ч. При 1=-20° хрупкого разрушения не наблюдается, при

t=70°C слипания также не наблюдается, до и после 700 -часового облучения ксеноновыми лампами при испытании на изгиб (NFC 37110) и разрыв (NFC 37116) изменение прочности не наблюдается, после 1500 - часового излучения наблюдается уменьшение прочности на 15% [97].

За последние 10 лет США вложили в развитие привязных аэростатов для военных и коммерческих целей более 300 млн. долларов и свыше 400 млн. долларов израсходовали на сооружение и оборудование для их эксплуатации в различных районах земного шара [67]. В результате были созданы привязные аэростаты сравнительно небольших размеров, в частности, привязной аэростат «Фэмили-2» и его модификации имеют объем оболочки около 700 м и 1500 м3. Они способны подниматься на высоту до 5,5 км и использовались для подъема PJIC, акустических датчиков и ретрансляторов сигналов. Основными поставщиками привязных аэростатов в США являются фирмы ILCD0VER, RCA и ТСОМ (филиал фирмы «Вестингауз»). Новинкой в аэростатах данных фирм являлось то, что привязной трос стал выполняться как трос - кабель, по которому осуществлялось питание бортовой аппаратуры [67]. При этом основными особенностями трос - кабеля являются следующие основные характеристики: сравнительная легкость - один км длины весит порядка 20 кг, разрывное усилие свыше 24 кН, поперечное сечение токопроводящих жил 0,753 мм2, например в кабеле КГ-1-24-90 [97]. Способность привязных аэростатов малых размеров быстро развертываться в пределах 15-60 минут и поднимать на значительную высоту массу до 100 кг выдвинуло их в число средств аварийного восстановления поврежденных РРЛ связи, обеспечение связью в районах стихийного бедствия [64]. Имеются проекты подъема на привязных аэростатах пассивных ретрансляторов, используемых в системах тропосферной связи [34].

Развитие привязных аэростатов и их применение в различных странах и отраслях координируются в международном масштабе. Так, начиная с 1975 года, под эгидой AIAA раз в два года проходят международные конференции по проблемам АЛА.

В сентябре 1986 года в Ванкувере состоялась подобная конференция в рамках международной выставки EXPO, где особо обсуждались вопросы повышения живучести ЛПС в условиях воздействия погодных условий, в частности - обледенения [97].

В конце 70-х и начале 80-х годов в ряде НИИ и КБ Министерства обороны СССР проводилась большая комплексная работа по исследованию возможностей применения привязных аэростатов в системах связи с ретрансляцией сигналов и различных видах Вооруженных Сил. В целом было сделано положительное заключение и сделан заказ промышленности на изготовление опытных аэростатов и ретрансляторов к ним [97,98]. В рамках данных исследований было решено много вопросов. В частности в [97] был проведен анализ возможных типов ЛПС и сделан выбор в пользу именно привязного аэростата для создания систем связи с высотной ретрансляцией сигналов. В [98] решен вопрос выбора высоты размещения ретранслятора с целью обеспечения гарантированной напряженности ЭМП на заданной территории. В [67,97] рассматривались вопросы РРВ различных диапазонов в системах связи с высотной ретрансляцией сигналов.

Одним из перспективных направлений применения ретрансляторов на привязных аэростатах является создание систем связи с высотной ретрансляцией для объектов беспроводной системы связи ОН.

В [27] рассматриваются методы многостанционного доступа (МСД) абонентских станций к ВРТР и предлагается на первых этапах создания системы реализовать в ней метод частотного МСД, На последующих этапах, с появлением широкополосных радиосредств - реализовать в ней способ кодового многостанционного доступа.

В условиях сокращения ассигнований на НИР и ОКР было предложено оригинальное решение по реализации систем связи с высотной ретрансляцией, в которых ретранслятор находился на земле, а в воздух поднималась малым аэростатом лишь приемо-передающая антенна, выполненная по технологии однопроводной длинной линии [67,97].

Таким образом, в результате проведенных работ был сформирован технический облик системы связи с высотной ретрансляцией сигналов ОН. Однако, системы связи с высотной ретрансляцией сигнала, будут подвергаться воздействию помех. Ввиду большой зоны связи имеется значительное количество промышленных и административных объектов, которые широко используют радиосвязь в УКВ диапазоне. Вследствие несогласованности в работе различных министерств и ведомств, излучения, принадлежащих им радиосредств могут создавать существенные помехи в системах связи с ретрансляцией сигналов.

В настоящее время применяются технологий высотных платформ, основными из которых являются следующие три, используемые для организации региональных беспроводных сетей [20].

1. Стратосферные дирижабли длинной порядка 200 м поднимаемые на высоту от 15 до 25 км. Эти рабочие высоты выбраны ввиду относительно низких скоростей ветра и турбулентности, а также отсутствия проблем, связанных с авианавигацией. Эти дирижабли должны работать автономно в течение долгого времени (до нескольких лет), используя энергию от солнечных батарей, и могут нести нагрузку в сотни килограмм при ожидаемой для обеспечения обслуживания, примерно в пределах 1 км.

Среди проектов беспроводных телекоммуникационных сетей, использующих стратосферные дирижабли, следуют назвать: сеть стратосферных дирижаблей SkyNet (проект возглавляемый Yokosuka Communications Research Laboratory, Япония), которая должна будет обеспечить покрытие большей части Японии; системы дирижаблей разработки Advanced Ttcholo-gies Group (Bedford, Uk), SkyStation International (USA), Lindstrand Balloons, The University of Stuttgart (Germany) [67,97] и др. Наряду с таким несомненным преимуществом, как весьма обширная зона покрытия, позволяющая реализовывать глобальные сети, данной технологии присущ целый ряд недостатков: длительные сроки разработки (несколько лет), высокая стоимость (десятки миллионов долларов) проблемы с удержанием станции и стабилиза-

цией положения, эксплуатационные проблемы, а также необходимость в точной системе наведения в случае, если используется массив антенн для создания сотовых структур [9]. Высотных аэростатов, способных точно удерживать стабильное положение в пространстве, пока нет.

2. Размещение базовых станций на пилотируемых или беспилотных самолетах. Это легкие самолеты, значительно меньше аэростатов, снабжаемые обычно энергией от солнечных батарей, должны лететь против ветра или по кругу ограниченного диаметра в целях позиционирования станции.

Самолеты беспилотные имеют размах крыльев, как правило, не более 10 м, но могут нести полезную нагрузку до 100 кг. Их называют также солнечными аэродинамическими «платформами очень высокий долговечности» (HAVE - High Altitude Very Long Endurance) или «Гелиоплатформамми» (HELIPLAT - Helios Platforms) [97].

Основной проблемой этой технологии не является необходимость накапливания энергии для ночной работы. Автономность солнечных самолетов пока еще только изучается. Другие недостатки - примерно те же, что и в случае стратосферных платформ. Данная технология реализуется в таких проектах, как Helios plane (программы Pathfinder и Centurion американской компании AeroVironment) , HeliNet (финансируемый Европейским сообществом в рамках программы IST FP5), HALO (проект Angel Techologies ) [97].

3. Телекоммуникационные сети с использованием привязных аэростатов. Это наиболее простая и дешевая технология реализации высотных платформ, при которой в основном решается проблема удержания станции. Кроме того, привязной трос позволяет легко осуществлять подачу питания на станции и доставлять данные к ней и от нее (путем оптоволокна, размещенного внутри троса). Основной проблемой этой технологии является авиатрафик, т.е. запуск подобных платформ возможен только в зонах, свободных от авианавигации, или в периоды, когда рабочая зона покрытия и рабочие высоты свободны от полетов. Одними из примеров успешной реализации таких систем является:

- БАРС (русская аббревиатура «Беспроводная аэростатная радиосеть»), Москва, Россия [38,39]. Длина троса - 1 км. Испытания проведены в 1999 году, система успешно функционирует, обеспечивая зону покрытия диаметром 50-70 км.

- ARC (Airborne Relay Communications) system, продукт Platform Wireless International [38,39], Длина троса - до 4,6 км. Успешные испытания проведены в 2001 году в Сан-Диего, США. Цель проекта - развертывание аэростатной беспроводной сети над территорией Бразилии.

- SkyLINK [38,39]. Входе проекта будет развернута сеть из 18 привязных аэростатов над территорией Великобритании. Каждый аэростат, удерживаемых тросом длинной 1,5 км, обеспечит зону покрытия (соту) до 3,200 кв.км. Первая очередь данной сети будет запущена в начале 2004 году.

Преимущества беспроводных сетей на основе привязных аэростатов

Использование привязных аэростатов для создания телекоммуникационных сетей имеет следующие основные преимущества по сравнению с традиционными методами размещения базовых станций на высотных сооружениях. К ним относятся:

- резкое расширение зоны покрытия;

- низкая стоимость и краткие сроки реализации и развертывания;

- простота реконфигурации и масштабирования;

-идеальная приспособленность для поддержки широковещательных сервисов (например, цифрового телевидения, электронной рекламы и т.п.);

-уменьшения уровня помех от наземных радиоэлектронных средств (РЭС);

- экологичность метода построения радиосети передачи информации;

- многофункциональность (возможность использования для видеонаблюдения, мониторинга окружающей среды, телевещания, пейджинговой связи т.д.);

- возможность мобильного и оперативного разворачивания сети в условиях чрезвычайных ситуаций;

- обеспечение равных возможностей доступа в доступа в Интернет для всех пользователей в зоне покрытия.

Расширение зоны покрытия и уменьшение теневых зон.

Использование привязных аэростатов с высотой подъема до 1000 м для размещения антенных устройств актуально не только в зонах с малой плотностью населения, но и в мегаполисах. Это объясняется тем, что используемое радиооборудование, обеспечивающее широкополосный доступ наземных абонентов к сетям передачи данных, работает в диапазоне частот от 2,5 ГГц и выше. Этот диапазон частот характерен тем, что информационные сигналы (радиосигналы) распространяются прямолинейно, практически без огибаний, поэтому наличие прямой видимости для такого оборудования приобретает первостепенное значение. Хотя современная OFDM- технология передачи данных делает возможным работу радиоустройств на отраженных сигналах, тем не менее такой канал связи получается нестабильным по производительности, и надежность его значительно хуже, нежели канала, образуемого в зоне прямой видимости. Размещение антенных устройств на указанной выше высоте позволяет минимизировать теневые зоны, обусловленные наличием высотных зданий в мегаполисах, и обеспечить подключение практически любых абонентов к мировой сети Internet (т.е. реализовать последнюю милю) по высокоскоростным каналам радиодоступа.

Кроме того, для еще большего расширения зоны покрытия и организации региональных и глобальных сетей может создаваться целая сеть аэростатов (пример - SkyLink). При этом базовые станции на высотных платформах могут быть связаны между собой высокоскоростными оптическими линиями

связи для организации опорной сети.

Уменьшение помех от наземных РЭС. При работе направленных антенн, которые используются в радиоаппаратуре базовой станции аэростата и наземных абонентов аэростатной радиосети, уменьшается мощность помех от наземных источников. Расчеты подтверждают уменьшение плотности

мощности таких помех начиная с высоты 200 м. Уменьшение плотности мощности помех на высоте 800 м составляет 5-18 дБ.

Экологичность. При данной технологии источники излучения удаляются от мест работы и проживания людей, тем самым минимизируя возможные вредные воздействия электромагнитного излучения на природу и человека, по сравнению с наземными радиосетями. Кроме того, отсутствуют вредные выбросы при запуске аэростата с базовой станцией, по сравнению со

спутниковыми системами.

Многофункциональность. Аэростатный носитель, используемый для создания телекоммуникационной сети, одновременно может быть использован для целого ряда назначений:

-видеонаблюдение транспортными потоками контроль государственных границ, обнаружение очагов пожаров и т. д.;

- мониторинг окружающей среды (сбор, обработка и передача информации с датчиков слежения за состоянием воздушной и водной сред);

- разворачивание новых дециметровых каналов телевидения.

Архитектура и проблемы реализации

Беспроводная коммуникационная сеть с использованием привязных аэростатов (рисунок 1.1) включает следующие основные компоненты:

- гелиевый аэростатный носитель объемом не ниже 400 м и грузоподъемностью не ниже 50 кг полезной нагрузки;

- базовая станция с широкополосным радиооборудованием стандартов IEEE 802.11х (как в сети БАРС [38,39] или 802.16х [38,39] (например, оборудование с технологией W-OFDM типа Libra как в сети SkyLINC [38,39] и системой стабилизации положения антенн;

- привязной трос, обеспечивающий удержание аэростата, энергоснабжение и, в некоторых случаях, передачу данных по оптическому кабелю, расположенному внутри кевларового троса;

- лебедка для подъема и опускания аэростата;

- причальное устройство для удержания аэростата на земле.

Рисунок 1.1- Архитектура беспроводной сети на основе привязного аэростата

При мобильном варианте реализации причальное устройство и лебедка располагаются в кузове специально оборудованного автомобиля.

Однако при размещении базовой станции на привязном аэростате возникает целый ряд сложных технических проблем. Под действием ветровых нагрузок аэростат перемещается внутри конуса с вершиной в точке крепления привязного троса. Это приводит к необходимости создания системы стабилизации положения антенных устройств в пространстве (вертикальная и азимутальная стабилизация). В рамках разработки и создания в 1999 году в России (г. Москва) телекоммуникационной сети БАРС проблема стабилизации была решена. Вертикальная стабилизация положения антенн достигалась путем расположения каркаса крепления антенн на титановом сферическом подшипнике с демпфирующим устройством для гашения колебаний.

Для азимутальной стабилизации разработан оригинальный и экономичный программно- технический комплекс, обеспечивающий точность стабилизации до одного градуса, и с временем возврата платформы стабилизации к исходному направлению не более 0.25°. В состав комплекса входят: микропроцессор, электронный компас, блок коммутации, серверный двигатель, наземный терминал контроля управления в сбора статистики.

Бортовой и наземный программный комплекс включает в себя:

- комплекс программ слежения за стабилизирующими параметрами системы;

- комплекс программ управления исполнительными механизмами;

- комплекс программ оператора для наземной ЭВМ;

- комплекс программ сбора статистики;

- программный комплекс связи с наземным оператором.

Другой проблемой является проблема грозозащиты оборудования. Тривиальным решением этой проблемы, приводящим к временному прекращению работы радиосети, является опускание аэростата на землю при грозовом предупреждении. Альтернативным решением является встраивание в трос молниеотводящего элемента, что, однако, увеличивает вес троса. Имеются и другие подходы к решению проблем грозозащиты.

Наконец, последней задачей для обеспечения нормального функционирования аэростатной базовой станции является обеспечение климатической стабилизации оборудования. Для решения этой проблемы оборудование базовой станции и платформа стабилизации закрываются радиопрозрачным или, если необходимо, оптически прозрачным обтекателем. Такое решение позволяет полностью убрать влияние ветровых нагрузок на платформу стабилизации, защитить оборудование от влияния атмосферной влаги, упростить температурную стабилизацию.

Проект беспроводная аэростатная радиосеть (БАРС)

Перечисленные проблемы были успешно решены в рамках реализации проекта БАРС. Беспроводная телекоммуникационная сеть БАРС была разработана и реализована Институтом проблем передачи информации РАН совместно с РНЦ «Курчатовский институт», Русским воздухоплавательным обществом «Авгуръ» и ракетно- космической корпорацией «Энергия». Указанная сеть обеспечивает подключение к Internet ряда образовательных и научных учреждений г. Москвы.

При работе над проектом было разработано специальное причальное устройство (рисунок 1.2), включающее лебедку и особый кевларовый кабель-

трос, комбинированный с оптоволоконным и электрическим кабелями. С помощью этих приспособлений можно плавно поднимать и опускать аэростат. Кроме того, по кабель-тросу осуществляется подача питания на аэростат и связь базовой станции с землей по оптоволоконному каналу.

г

Рисунок 1.2 - Причальное устройство проекта БАРС Кабель-трос состоит из следующих основных элементов (рисунок 1.3):

- направляющего стержня (6), вокруг которого навиваются волокна СВМ (4);

- синтетической оболочки (2), закрывающей СВМ волокна;

- трех медных многожильных изолированных проводников (3), общим сечением 0,5 мм2;

- одного оптико-волоконного кабеля (5) толщиной 0,3 мм, в котором находятся два светлых кварцевых волокна в изоляции по 250 мкм каждый;

- внешний климатической защиты (1).

Рисунок 1.3 - Структура кабель- троса

Специфической проблемой оказалось задача стабилизации платформы, на которой крепились передающее оборудование. Была реализована конструкция, показанная на рисунке 1.4.

На шаровом шарнире свободно вращается «юбочка», к которой крепится платформа с оборудованием. При возможных отклонениях от вертикали платформа остается в горизонтальной плоскости. Об азимутальной стабилизации в этой реализации проекта беспокоиться не приходилось, так как была использована всенаправляющая передающая антенна.

Кроме того, были созданы конструкции для размещения базовой станции, специальных антенн, устройства стабилизации, а также конструкции обтекателя и платформы для установки оборудования. Обтекатель (рисунок 1.4) представляет собой радиопрозрачный кожух, защищающий оборудование базовой станции и системы стабилизации от климатических воздействий.

Рисунок 1.4 - Базовая станция и система стабилизации, закрытая радиопрозрачным кожухом В качестве носителя платформы был взят малообъемный аэростат Аи-17 (рисунок 1.5). Телекоммуникационное оборудование комплекса представлено радиомодемами Cisco WGB340, WGB350 и Cisco BR340, BR350, а также всенаправленной антенной, антеннами усилителями и маршрутизаторами.

Рисунок 1.5 - Аэростат проекта БАРС

Абонентские станции работали на базе радиомодема ARLAN.

Максимальная грузоподъемность аэростатной установки - 120 кг, что позволяет реализовать телекоммуникационные проекты (например, базовая станция стандарта CDMA весит 54 кг).

Дополнительно, если позволяет масса, на платформе системы БАРС может быть установлено оборудование специального назначения: военные системы обнаружения; камеры видеонаблюдения, с помощью которых осуществляется мониторинг местности. В том числе могут быть установлены и параллельно функционирующие станции, работающие на разных частотах.

Передача сигнала через БАРС осуществляется в диапазоне 2,4 Ггц в рамках стандарта IEEE 802.1 lb.

Технические данные привязного аэростата Аи-17 «БАРС».

Объем оболочки для заполнения гелием, 450 м .

Длина оболочки, 18,9 м.

Максимальная скорость ветра, м/с: - при подъеме 20; - на рабочей высоте 25.

Диаметр оболочки, 8,6 м.

Масса, 155кг.

Рабочая высота с полезной нагрузкой, 1000 м.

Максимальная полезная нагрузка, 120 кг.

Суммарная мощность всех потребителей, включая полезную нагрузку, не более 2,5 кВт.

Длина кабель-троса, 1200 м.

Диаметр кабель-троса, 8 мм.

Таким образом, к настоящему времени существуют конкретные БСС с ПАРК, содержащие одиночные ПАРК. Однако на территориях с низкой плотностью населения существуют специфические условия, которые накладывают определенные ограничения на архитектуру (структуру и алгоритмы функционирования) высотного сегмента БСС с ПАРК.

1.2 Анализ условий функционирования ПАРК радиосвязи с высотной ретрансляцией сигналов общего назначения

Наиболее сложными условиями функционирования БСС с ПАРК является применение данной системы связи в условиях Арктики и Сибири.

В соответствии с геополитическим положением России районы Крайнего Севера и шельфа Арктических и Дальневосточных морей и приравненные к ним территории (районы Севера) являются основой ее экономического развития. В районах Севера производится до 20% ВВП страны, 18% электроэнергии, 25% лесной продукции, добывается более 90% газа, 75% нефти, 80% золота, 90% меди и никеля, почти все алмазы, кобальт, платина, апатитовый концентрат (рисунок 1.6).

Рисунок 1.6 - Районы Крайнего Севера и приравненные к ним территории Многие виды продукции Севера безальтернативны с позиции их возможного производства в других регионах страны и приобретения по импорту. Фактически ни одна отрасль экономики страны не может функционировать без ресурсов, добываемых и производимых в районах Севера. Роль этого региона будет еще больше возрастать при освоении шельфа Арктических морей и Северного морского пути, особенно в условиях потепления климата Арктики.

Основными особенностями Северных районов Российской Федерации, влияющими на хозяйственную деятельность являются [97]:

- экстремальные природно-климатические условия, включая постоянный ледовый покров или дрейфующие льды в арктических морях;

- очаговый характер промышленно-хозяйственного освоения территорий и низкая плотность населения;

- удаленность от основных промышленных центров, высокая ресурсо-емкость и зависимость хозяйственной деятельности и жизнеобеспечения населения от поставок топлива, продовольствия и товаров первой необходимости из других регионов России;

- низкая устойчивость экологических систем, определяющих биологическое равновесие и климат Земли, и их зависимость даже от незначительных

антропогенных воздействий.

В качестве примера рассмотрим климатические условия Баренцева моря и п-ова Ямал. Полеты воздушных судов в акватории Баренцева моря будут осуществляться в сложных метеорологических условиях из-за осадков, низкой облачности, дождей, метелей и сильного ветра. Календарный год в таких зонах делится на четыре сезона: зима (ноябрь - март), весна (апрель - май), лето (июнь - август), осень (сентябрь - октябрь). Зима продолжается около 150 дней и характеризуется длительной полярной ночью, низкими температурами, сильным ветром, метелями и устойчивым снежным покровом. В любой из зимних месяцев могут наблюдаться непродолжительные оттепели. Весна продолжается около двух месяцев и характеризуется неустойчивой, переменной погодой. В этот период года оттепели сменяются кратковременными сильными морозами, снег начинает таять, но полностью еще не сходит, увеличивается долгота дня. Нередко в течение суток ясная и теплая погода сменяется на холодную шквалистую и обратно. Лето - короткий период года. Количество солнечной радиации в этот период не меньше, чем в средних широтах, но из - за сплошной облачности и частых туманов прямая солнечная радиация редко достигает земной поверхности. Средняя температура воздуха составляет около +5°С. Осень характеризуется переменной погодой: ясные морозные дни сменяются пасмурными днями с дождями и туманами,

сильным ветром. Осадки выпадают в виде дождя и мокрого снега. В зоне Штокмановского газоконденсатного месторождения полярный день продолжается с 9 мая по 5 августа, а полярная ночь - с 18 ноября по 26 января. Через этот регион в среднем за год проходит 95 циклонов, с которыми в основном бывают связаны резкие изменения погоды. Характер погоды в районе резко меняется в зависимости от местоположения циклонов, направления и скорости их перемещения. Природно-климатические условия этого региона определяются влиянием Гольфстрима и Североатлантического течения, циклонической деятельностью Атлантики, ледовой обстановкой в Арктике и западной периферией Сибирского антициклона. Зимой средняя скорость ветра составляет 6-12 м/сек., а летом порядка 6-9 м/сек. Усиление ветра происходит, как правило, внезапно, а затем также внезапно прекращается. При этом ветер иногда меняет свое направление на противоположное. С прохождением через район циклонов, отмечается усиление ветра от 15-30 м/сек., до 45-50 м/сек. Наибольшая скорость ветра наблюдается зимой при ветре восточных направлений. Облачность нижнего яруса оказывает существенное влияние на полеты вертолетной авиации и находится в прямой зависимости от типа преобладающего ветра. Количество пасмурных дней в районе за год составляет около 200. Туманы наблюдаются во все месяцы года, но наибольшее их количество - летом. В течение года осадки выпадают неравномерно. Наименьшее их количество приходится на февраль-апрель, наибольшее - на сентябрь- октябрь. Осадки выпадают преимущественно в виде снега, и лишь в июле- августе в виде дождя. Общее число дней с метелями составляет 100120 в году. Основным фактором, определяющим степень сложности метеорологических условий в этом регионе, являются низкие облака, ограниченная видимость и обледенение. В Баренцевом море наблюдаются экстремальные в Арктическом регионе условия обледенения воздушных судов. Поэтому регулярные полеты воздушных судов, неоснащенных надежными антиобледени-тельными системами, практически невозможны. При полетах в арктических

условиях и при производстве ледовой разведки устанавливаются следующие метеоминимумы:

- в открытом море видимость не менее - 2000 м и высота нижней границы облаков (НТО) - 150м;

- вблизи береговой линии материка, островов и архипелагов видимость не менее 5000 м при высоте НТО не менее 200 м.

Арктические регионы отличаются большой переменчивостью НТО. По многолетним наблюдениям изменчивость высоты НТО может составлять 75 м за минуту. Пространственная изменчивость высоты облаков существенно увеличивается при смене внутримассовых облаков фронтальными. Большую опасность для полетов представляет облачная пелена, характерная только для арктических регионов. Она расположена на высоте 30+-100м., при этом эти облака невидимы с земли.

Выбор места и высоты размещения привязных аэростатов

Решение проблемы обеспечения подвижной авиационной связи и наблюдения за ВС может быть реализовано при размещении стационарных ретрансляторов связи в акватории Баренцева моря не на высотах 10-50 м с использованием мачт, а на высотах 4000-5000 м с использованием беспилотных платформ. Одним из типов беспилотных платформ для размещения средств авиационной электросвязи являются ПАРК, установленные на побережье Баренцева и Карского морей.

Развертывание привязных аэростатных комплексов, входящих в состав системы, должно проводиться с учетом следующих требований [97]:

1. Зона авиационной подвижной связи и зона наблюдения за ВС с использованием автоматически зависимого наблюдения должна охватывать районы перспективной хозяйственной деятельности в акватории Баренцева моря.

2. Привязные аэростаты должны находится в пределах прямой видимости для обеспечения формирования канала связи.

3. Позиции привязных аэростатов должны находиться в транспортной доступности для обеспечения обслуживания комплексов.

Главной проблемой при развертывании на шельфе арктических морей ПАРК является ветер. Ветер в Арктике - явление постоянное. Безветренной погоды почти не наблюдается. Скорость ветра в свободной атмосфере с высотой возрастает в среднем для всей Арктики до 0,5 км, затем до высоты 3-4 км остается почти без изменения, а выше 5 км увеличивается до 12-15 м/с. Максимальная скорость ветра до 5 км достигает 20-25 м/с. Весной скорость ветра на высотах 6-8 км может достигать 30 м/с, однако относительная их повторяемость очень мала.

Таким образом, оптимальной высотой подъема привязного аэростата является 4 км. В таблице 1.1 приведены дальности радиосвязи и прямой видимости с аэростатом для объектов, находящихся на разных высотах.

Таблица 1.1 Дальности радиосвязи и прямой видимости с аэростатом для объектов, находящихся на разных высотах

Наименование параметр я Высота объекта, м Дальность» км

Дспьность ОВЧ радиосвязи 0 260

Датьноетъ ОВЧ радиосвязи 2000 444

Расстояние прямой видимости 4000 450

Таким образом, анализ природно-климатических условий в районах Крайнего Севера и шельфа Арктических и Дальневосточных морей показывает, что использование привязных аэростатных комплексов возможно только при условии обязательной адаптации ПАРК к условиям эксплуатации в указанных районах.

1.3 Обобщенная структура беспроводной системы связи с ПАРК и

постановка задачи исследования

Системы связи с высотной ретрансляцией сигналов по своему построению и функционированию во многом совпадают с системами спутниковой связи, в которых выделяют высотный сегмент, состоящий из искусственного спутника Земли и ретранслятора, и наземный сегмент, состоящий из совокупности АС, ведущих между собой информационный обмен через спутник-ретранслятор. Аналогично в системах связи с высотной ретрансляцией сигналов будем выделять высотный сегмент, включающий привязной аэростат, высотный ретранслятор, приемную и передающие антенны, а также привязной фал. Под наземным сегментом будем понимать как совокупность абонентских станций, ведущих между собой связь через высотный ретранслятор, так и совокупность наземного оборудования, обеспечивающего запуск и функционирование высотного сегмента [27].

Высотный и наземный сегменты друг без друга в рамках рассматриваемой системы связи смысла не имеют и функционируют исключительно как единый комплекс. Именно поэтому, совокупность высотного сегмента и наземного оборудования условимся называть привязным аэростатным ретрансляционным комплексом, а систему связи соответственно системой связи с ПАРК.

Обобщенная структурная схема системы связи с ПАРК ОН представлена на рисунке 1.7. ВРТР с помощью аэростата и привязного фала располагается на высоте, обеспечивающей его прямую видимость всеми АС зоны связи.

Подъем и спуск аэростата осуществляется с помощью причального оборудования. Электропитание осуществляется с земли от государственной сети либо от автономного дизель - генератора (аккумуляторных батарей). Кроме того, в составе наземного оборудования имеются газонакопительные устройства и аппаратура, а также транспортные средстве и средства жизнеобеспечения обслуживающего персонала.

Наземный

причальное устр-во; устр-во электропитания; усгр-во газонаполнения; транспортные устр-ва; расчеты, смены

х......ж

Зона связи

Заключение диссертации по теме «Системы, сети и устройства телекоммуникаций», Ваганов, Иван Николаевич

Результаты работы реализованы в предприятиях промышленности и в учебном заведении, что свидетельствует об их высокой прикладной значимости.

Дальнейшие исследования целесообразно продолжить в следующих направлениях:

• создания и исследования системы управления переводом информационного обмена с одного ПАРК БСС ОН на другой;

• решения задачи интеграции БСС с ПАРК ОН с телекоммуникационной сетью общего пользования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных в диссертации исследований решена актуальная, имеющая важное для инфокоммуникационных систем значение задача обоснование структуры и алгоритмов функционирования системы привязных аэростатных ретрансляционных комплексов для беспроводной системы связи общего назначения с заданным качеством.

В ходе выполнения исследований получены следующие основные научные результаты, представляемые к защите:

1. Математическая модель высотного бортового ретранслятора с кодовым многостанционным доступом без обработки на борту в условиях воздействия помех.

2. Методика выбора рациональной структуры и алгоритмов функционирования системы привязных аэростатных ретрансляционных комплексов для беспроводной системы связи общего назначения.

3. Марковская модель запросно-вызывного канала беспроводной системы связи с привязным аэростатным ретрансляционным комплексом с временным многостанционным доступом.

В результате исследований, проведенных в работе, выявлено, показано, доказано и разработано следующее:

• систему связи для территорий с низкой плотностью населения целесообразно строить как беспроводную систему связи с привязными аэростатными ретрансляционными комплексами, функционирующую в режиме предоставления каналов по требованию;

• наиболее уязвимым элементом БСС с ПАРК является её высотный сегмент, который будет подвержен как сезонному воздействию внешней среды, так и воздействию узкополосных и широкополосных помех от мешающих радиоустановок, что требует синтеза архитектуры рассматриваемой системы связи, стойкой к указанным воздействующим факторам;

• синтез архитектуры БСС с ПАРК ОН необходимо проводить по ее требуемому качеству через критерий пригодности, при этом атрибутивными свойствами системы следует считать: досягаемость, энергопотенциал, надежность;

• для решения задачи синтеза архитектуры БСС с ПАРК связи необходимо разработать математические модели, численно связывающие архитектуру системы с ее качеством;

• разработан методический аппарат в виде математических моделей для оценки досягаемости, энергетико-спектральных характеристик, надежности (безотказности), как функций от основных параметров системы ПАРК связи, что позволяет решать как задачи анализа, так и синтеза архитектуры рассматриваемой БСС с ПАРК;

• предложено и оценено техническое устройство, позволяющее выравнивать уровни сигналов на входе ретранслятора, приходящих от абонентских станций, находящихся на разных расстояниях от него;

• выравнивание уровней сигналов от разных станций необходимо осуществить на ВРТР с помощью выравнивателя, представляющего собой симметричный волновой вертикальный вибратор;

• с учетом размеров зоны связи и рельефа местности необходимо ВРТР располагать на высоте от 3-10 км, что является реальным для современного состояния развития аэростатной техники;

• эффективным выравнивателем сигналов системы связи с ПАРК, инвариантным к топологии ПАРК и АС, является приемная антенна, выполненная в виде 2-х вертикальных одиннадцати дипольных ФАР, причем диполи первой разнесены на расстояние 0,542, а диполи второй ФАР - на 0,462;

• на первом этапе создания ПАРК для беспроводной системы связи ОН необходимо реализовать метод ЧМСД АС к ВРТР, при этом ввести два режима функционирования по энергетике: беспомеховый режим работы и режим работы в условиях помех: беспомеховый режим определяет, что мощность абонентских станций /^=1-10 Вт, а мощность ВРТР Рвртр=10-15 Вт; режим работы в условиях помех определяет мощности АС и ВРТР равными Рас=30-40 Вт, .Рвртр=30-50 Вт;

• при реализации в системе ПАРК связи метода КМСД полоса пропускания ретранслятора составляет около 10 МГц при мощности передатчика ВРТР, равной 50 Вт;

• в беспроводной системе связи должно быть два ПАРК, один в рабочем состоянии, другой в ненагруженном резерве;

• методика синтеза структуры системы ПАРК связи, кроме решения задач анализа и синтеза структур позволяет обосновать и требуемое значение качества рассматриваемой системы, задаваемого в виде ограничений.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ваганов, Иван Николаевич, 2012 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Адресные системы управления и связи. Вопросы оптимизации/ Г.И.Тузов, Ю.Ф.Урядников, В.И. Прытков и др.; Под ред. Г.И. Тузова. - М.: Радио и связь, 1993. - 384 с.

2. Айзенберг Г.З., Ямпольский В.Г., Терешин О.Н. Антенны УКВ. Ч.2.-М.: Связь. 1977. - 288с.

3. Андрианов В.А., Соколов A.B. Средства мобильной связи - С-Пб.: BHV, 1998 - 142 с.

4. Андрианов Ю.М., Субретто А.И. Квалиметрия в приборостроении и машиностроении.- Л.: Машиностроение. Ленинград. Отделение, 1990.-216с.

5. Аралов Г.Д. Современное состояние и перспективы использования за рубежом летательных аппаратов легче воздуха.- М.: МАИ, 1987. - 37с.

6. АС 377269, В 64В 1/44. Устройство для запуска аэростатов/ Л.Н. Стри-гин, Г.Ф. Чекалин, В.И. Кожевин и др. - Опубл. 1973. Бюл. №4.

7. АС 378340, В 64В 1/50. Привязной аэростат/ В.А. Учватов. - Опубл.

1973. Бюл. №29.

8. АС 544216, В 64В 1/58. Устройство для регулирования точки привязки аэростата/ В.Ф. Лебедев и др. - Опубл. 1973. Бюл. №2.

9. АС 546144, В 64В 1/50. Устройство стабилизации привязного аэростата/ Л.Н. Стригин. - Опубл. 1974. Бюл. №4.

10. АС 692496 СССР, МКИ НО 47 47В/22. Способ дальней радиосвязи / В.К. Сарьянов, Ю.Ф. Корнеев и др. - Опубл. 1978. Бюл. №4.

11. Афанасьев В.В., Горностаев Ю.М. Эволюция мобильных сетей. Серия изданий «Связь и бизнес», М. 2000. - 140 с.

12. Бабков В.Ю., Вознюк М.А., Дмитриев В.И. Сети мобильной связи / СПб ГУТ, СПб, 1999.-330 с.

13. Бабков В.Ю., Вознюк М.А., Михайлов П.А. Сети мобильной связи. Частотно-территориальное планирование / СПб ГУТ, СПб, 2000.-196 с.

14. Банкет В.Л., Бондаренко О.В., Воробиенко П.П. Современные телекоммуникации. Технологии и экономика. Под общей редакцией С.А. Довго-го. - М.: Эко-Трендз, 203. - 320 с.

15. Болынова Т.Н., Невдяев Л.М. Спутниковая связь в России. Корпоративные VSAT - сети.// Сети , 2000 №3.

16. Борисов В .И. и др. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов методом псевдослучайной перестройки рабочей частоты. - М.: Радио и связь, 2000. - 384 с.

17. Борисов В.И. и др. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов модуляцией несущей псевдослучайной последовательностью.// Под ред. В.И. Борисова. - М.: Радио и связь, 2003 - 640 с.

18. Борисов В .И., Зинчук В.М. Помехозащищенность систем радиосвязи. Вероятностно- временной подход. Изд. 2-е, исправленное - М.: РадиоСофт, 2008.- 260 с.

19. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов. - М.: Наука, 1980. - 976 с.

20. Броуде Б.Г. Воздухоплавательные аппараты. -М.: Машиностроение, 1976.-216с.

21. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем.-М.: Наука, 1978. - 400 с.

22. Бухвинер В.Е. Оценка качества радиосвязи.- М.: Радио и связь, 1974.-320с.

23. Ваганов И.Н. Архитектура системы радиосвязи с привязными аэростатными ретрансляционными комплексами // Проблемы обеспечения эффективности и безопасности функционирования сложных технических и информационных систем. Сборник №4. Труды XXIX Всероссийской НТК. -Серпухов, 2010. С.33-35.

24. Ваганов И.Н. Математическая модель запросно-вызывного канала системы спутниковой связи // Материалы 8-й Международной НТК «Перспективные технологии в средствах передачи информации» - Том 1. г. Владимир, 2009 г. С. 211-213.

25. Ваганов И.Н. Математическая модель ретранслятора системы связи, функционирующей в режиме CDMA // IV Международная НТК. Сборник трудов. Т.2. - Серпухов 2010. С. 239-241.

26. Ваганов И.Н. Оптимизация полосы пропускания ретранслятора системы связи с кодовым многостанционным доступом и высотной ретрансляцией сигналов. // Труды IX Российской НТК. «Новые информационные технологии в системах связи и управления». 2-3 июня 2010 г. - Калуга: изд-во ООО «Ноосфера». С. 617-620.

27. Ваганов И.Н. Постановка задачи синтеза архитектуры системы радиосвязи с привязными аэростатными ретрансляционными комплексами с заданным качеством функционирования и направления ее решения. // Труды X Российской НТК. «Новые информационные технологии в системах связи и управления». 1 -2 июня 2011 г. - Калуга: изд-во ООО «Ноосфера». С. 329-332.

28. Ваганов И.Н., Ковальков Д.А. Математическая модель информационного обмена многопакетными сообщениями в сети передачи данных с адресным переспросом// Проблемы обеспечения эффективности и безопасности функционирования сложных технических и информационных систем. Сборник №4. Труды XXVII Всероссийской НТК. - Серпухов, 2008. С. 116-119.

29. Ваганов И.Н., Манаенко С.С. Специфика применения способа син-дромного декодирования в системе спутниковой связи // V Международная НПК. Сборник трудов. Т.2. - Протвино 2011. С. 122-125.

30. Ваганов И.Н., Орехов С.Е. Концептуальная модель пакетной сети радиосвязи метрового диапазона с многомерными маршрутами сообщений //Научн. техн. журнал «Известия ИИФ», №1.-МОУ ИИФ-Серпухов, 2009 г.-С. 57-61.

31. Ваганов И.Н., Орехов С.Е., Романов A.M. Теория диссипативных структур и ее приложение к методам приема и обработки широкополосных сигналов с непосредственным расширением спектра // Научн. техн. журнал «Известия ИИФ», №1. -МОУ ИИФ - Серпухов, 2010 г. - С. 28-32.

32. Ваганов И.Н., Павлов A.A., Хоруженко О.В., Вальваков A.M. Метод повышения достоверности функционирования устройств хранения информа-

ции автоматизированных систем контроля и управления // Научн. техн. журнал «Известия ИИФ», №2. - МОУ ИИФ - Серпухов, 2009 г. - С. 59-62.

33. Ваганов И.Н., Попов М.Ю. Математическая модель доведения сообщений в радиосети с ретранслятором на базе параллельных конечных марковских цепей // LXY Научная сессия, посвященная дню радио. Труды. Т.1. - М: Радиотехника. 2010. С. 409-411.

34. Вайнштейн Г.М. Аэростатная станция ретрансляции телевидения // Радиотехника. - 1968. №10. с. 19.

35. Варакин Л.Е. Системы связи с ШПС. - М.: Радио и связь. 1985. - 364 с.

36. Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. - 5-е изд., стер. - М.: КНОРУС, 2010. - 480 с.

37. Вентцель Е.С., Теория вероятностей. -М.: Наука, 1984. - 576 с.

38. Вишневский В.М. Теоретические основы проектирования компьютерных сетей. М.: Техносфера, 2003. - 512 с.

39. Вишневский В.М., Ляхов А.И., Портной С.Л., Шахнович И.В. Широкополосные беспроводные сети передачи информации. М.: Техносфера, 2005.-592 с.

40. Волков Л.Н., Немировский М.С., Шинаков Ю.С. Системы цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики: Учеб. пособие. - М.: Эко-Трендз, 2005.-392 с.

41. Вопросы математической теории надежности. / Е.Ю. Барзилович, Ю.К. Беляев, В.А.Каштанов и др.; Под ред. Б.В.Гнеденко. - М.: Радио и связь. -1983.-376 с.

42. Галкин В.А. Цифровая мобильная радиосвязь. Учебное пособие для вузов. - М.: Горячая линия-Телеком, 2007.-432 с.

43. Горностаев Ю.М., Соколов В.В.. Невдяев Л.М. Преспективные спутниковые системы связи. - М.: Горячая линия - Телеком, 2000 - 132 с.

44. ГОСТ 24.701-86. ЕСС АСУ. Надежность автоматизированных систем управления. Основные положения.

45. Гребешков А.Ю. Стандарты и технологии управления сетями связи. -М.: Эко Трендз, 2003. - 288 с.

46. Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи - М.: Эко-Трендз, 1998 г. 205 с.

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

48. Дж.Кемени, Дж.Снелл, А.Кнеп. Счетные цепи Маркова. - М.: Наука, Гл.ред.физ.-мат.лит. - 1987. - 416 с.

49. Джон Дж. Кемени, Дж. Лори Снелл. Конечные цепи Маркова: Пер. с англ. С.А. Молчанова, Н.Б. Левиной, Я.А. Когана под ред. А.А.Юшкевича -М.:Наука, 1970.-272 с.

50. Доровских A.B., Сикарев A.A. Сети связи с подвижными объектами. -К.: Техника, 1989, - 158 с.

51. Дудник Б.Я., Овчаренко В.Ф., Орлов В.К. Надежность и живучесть системы связи. - М.: Радио и связь, 1984. - 216 с.

52. Ермилов В.Т. Международное регулирование применения земных станций спутниковой связи типа VSAT. М.: Радио и связь, 1999. - 216 с.

53. Зеленцов В.А., Гагин A.A. Надежность, живучесть и техническое обслуживание сетей связи. - МО СССР, 1991. - 170с.

54. Использование радиочастотного спектра и развитие в России сетей подвижной связи 3-го поколения (Под редакцией Зубарева Ю.Б., Быховскош М.А.).Серия изданий «Связь и бизнес», М. 2001. - 128 с.

55. Казаков В.А. Введение в теорию марковских процессов и некоторые радиотехнические задачи .-М.: Сов.радио, 1973. - 232 с.

56. Калинин В.Н., Резников Б.А., Варакин Е.И. Теория систем и оптимального управления. Часть 1. Основные понятия, математические модели и методы анализа систем. -Л.:ВИКИ им. А.Ф.Можайского, 1979. -320 с.

57. Калмыков В.В., Меккель A.M., Соколов H.A., Шинаков Ю.С. Транспорт и доступ в инфокоммуникационных сетях. - М.: MAC, 2006. - 264 с.

58. Камнев В.Е., Черкасов В.В., Чечин Г.В. Системы спутниковой связи: Учебное пособие. 2-е издание, доп. М.: ООО «Военный Парад», 2010. - 608 с.

59. Камнев Е.Ф., Аболиц А.И., Акимов A.A., Белов A.C., Бобков В.Ю., Пе-лехатый М.И. Системы спутниковой связи с эллиптическими орбитами, разнесением ветвей и адаптивной обработкой. - М.: Глобсатком, 2009. - 72 с.

60. Карташевский В.Г., Семенов С.Н., Фирстова Т.В. Сети подвижной связи. -М.: Эко-Трендз, 2001.-302 с.

61. Клименко H.H. Система спутниковой связи (организация связи, методы многостанционного доступа и сигналы). Часть 1// Зарубежная радиоэлектроника, 1989, №7, С. 3-34.

62. Козлов Б.А., Ушаков И.А. Справочник по расчету надежности аппаратуры радиоэлектроники и автоматики. -М.: Сов.радио, 1975. -492 с.

63. Коржик В.И, Финк Л.М., Шелкунов К.Н., Расчет помехоустойчивости систем передачи дискретных сообщений. Справочник, - М.: Радио и связь, 1981.-232 с.

64. «Красная звезда» от 19 июня 1993 г./ Поросков В.Н. «Военное воздухоплавание: анахронизм или перспектива»

65. Кузнецов В.Е., Лихачев A.M., Паращук И.Б., Присяжнюк С.П. Телекоммуникации. Толковый словарь основных терминов и сокращений. Под редакцией A.M. Лихачева, С.П. Присяжнюка. - СПб: АМН РФ Институт телекоммуникаций, 2001. - 799 с.

66. Кучерявый А.Е., Гильченок Л.З., Иванов А.Ю. Пакетная сеть связи общего пользования. - СПб.: Наука и Техника, 2004. - 272 с.

67. Лебедев В.Ф., Дмитириев В.И. Перспективы применения ретрансляторов на летно-подъемных средствах в системе связи ВС СССР. -Л.: ВАС, 1983. -83 с.

68. Лившиц Б.С., Пшеничников А.П., Харкевич А.Д. Теория телетрафика. -М.: Связь, 1979. -224 с.

69. Людоговский A.C., Цимбал В.А., Шиманов С.Н. Протоколы случайного множественного доступа в спутниковой сети связи с низкоорбитальными спутниками ретрансляторами//Технологии электронных коммуникаций. -Т.49, Спутниковые системы связи, 1994. - С. 71-81.

70. Макналти Д.А. Ретрансляционная станция, висящая в атмосфере. Патент Великобритании №2082995А. -1982. -16 с.

71. Маковеева М.М., Шинаков Ю.С. Системы связи с подвижными объектами: Учеб. пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 2002. - 440 с.

72. Мехоношин Н.И. Привязные аэростаты и их применение. // Зарубежное военное обозрение. -1989.№6. С. 40-43.

73. Надежность в технике. Термины и определения. - М.: Издательство стандартов, 1983. - 152 с.

74. Надежность и эффективность в технике. Т.2. Мктематические методы в теории надежности и эффективности: Под. Ред.акад. АН УССР Б.В. Гнеден-ко. М.: Машиностроение. 1987. -348 с.

75. Национальный центр управления в кризисных ситуациях МЧС России. - Сайт МЧС РФ. - 2007.

76. Невдяев JI. М. Мобильная спутниковая связь (Справочник). М.: Мобильные коммуникации. 1998. - 280 с.

77. Невдяев JI. М., Смирнов А. А. Персональная спутниковая связь- М.: Эко-Трендз, 1998.- 216 с.

78. Невдяев Л.М. Мобильная связь 3-го поколения. М. МЦНТИ, 2000. - 152 с.

79. Норенков И.П., Трудоношин В.А. Телекоммуникационные технологии и сети. - М.: изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998. - 232 с.

80. Основы технического проектирования аппаратуры систем связи с помощью ИСЗ: Под ред. А.Д. Фортушенко. -М.: Связь, 1972. -344 с.

81. Основы управления связью Российской Федерации / Под редакцией Крупнова А.Е. - М.: Радио и связь, 1998. - 139 с.

82. Пантелеев A.B. Методы оптимизации в примерах и задачах: Учеб. Пособие/ А.В.Пантелеев, Т.А. Летова. -М.: Высш.шк., 2002. - 544 с.

83. Патент № 110501 на полезную модель РФ, МПК Н04В 7/00. Устройство для моделирования системы связи / Заявитель и патентообладатель МОУ ИИФ. -№ 2011114398; заявл. 14.04.2011. Ваганов И.Н., Вальваков А.М., Цимбал В.А.

84. Патент Великобритании, № 1431485. Аэростатные элементы. -1976. -9 с.

85. Патент США, №3395874, 244-33. Привязной аэростат с указанием местоположения. -1968. -14 с.

86. Патент США, №3420469. Пассивный ретранслятор. 1969. -8 с.

87. Патент США, №3893123. Привязные аэростаты в ВМФ. -1975. -6 с.

88. Патент Франции №200 1350. Аэростатические радиолокационные привязные аэростаты с металлической оболочкой, предназначенные, например, для выполнения ориентиров, при проведении исследований с помощью OJIC. -1982.-4 с.

89. Пашинцев В.П., Ваганов И.Н. Влияние возмущенной ионосферы на первичную обработку информации в аппаратуре потребителя спутниковых радионавигационных систем. // Проблемы обеспечения эффективности и безопасности функционирования сложных технических и информационных систем. Сборник №4. Труды XXX Всероссийской НТК. - Серпухов, 2011. С. 183-187.

90. Петухов Г.Б. Основы теории эффективности целенаправленных процессов. 4.1. Методология, методы, модели. - МО СССР, 1989. -659 с.

91. Петухов Г.Б., Якунин В.А. Методологические основы проектирования целенаправленных процессов и целеустремленных систем. - М.: ООО ACT, 2006 г. - 504 с.

92. Полушин П.А., Самойлов А.Г. Избыточность сигналов в радиосвязи/ Под ред. А.Г. Самойлова. - М.: Радиотехника, 2007. - 256 с.

93. Полянцев М.А. Состояние и перспективы развития систем подвижной спутниковой связи// Технологии электронных коммуникаций. - Т.49, Спутниковые системы связи, 1994. - С. 62-70.

94. Полянцев М.А., Боровик В.И. Методика распределения ресурса пропускной способности сети спутниковой связи с прямой ретрансляцией ШПС псевдослучайных сигналов.//Техника средств связи. Серия техника радиосвязи. Вып. 1.-1991, №1, С. 3-12.

95. Полянцев М.А., Шевченко В.А. Спутниковые системы передачи данных с кодовым доступом// Технологии электронных коммуникаций. - Т.49, Спутниковые системы связи, 1994. - С. 82-87.

96. Помехозащищенность радиосистем со сложными сигналами. / Г.И. Ту-

зов, В .А. Сивов, В.И. Прытков и др. - М.: Радио и связь, 1985. - 264 с.

97. Пояснительная записка ОКР «Заполье-ИИФ» Главный конструктор Шиманов С.Н. Эскизный проект. - Серпухов МОУ «ИИФ», 2010. С. 67-91.

98. Пояснительная записка ОКР. «Заполье-ИИФ». Главный конструктор Шиманов С.Н. Технический проект. - Серпухов МОУ «ИИФ», 2011. С. 65-78.

99. Прикладные математические методы анализа в радиотехнике: Учеб. пособие для радиотехнических специальностей вузов / Евсиков Ю.А., Обрезков Г.В., Разевиг В.Д. и др.; Под ред. Г.В. Обрезкова. - М.: Высшая школа, 1985. - 343 с.

100. Прокис Д.Д. Цифровая связь./ Пер. с англ. Под ред. Кловского Д.Д. -М.: Радио и связь, 2000. - 797 с.

101. Пышкин И.М., Дежурный И.И., Талызин В.Н., Чвилев Г.Д. Системы подвижной радиосвязи/ Под ред. И.М. Пышкина - М.: Радио и связь, 1986.-328 с.

102. Росляков A.B. Сети доступа. Учебное пособие для вузов. - М.: Горячая линия - Телеком, 2008. - 96 с.

103. Сарымсаков Т.А. Основы теории процессов Маркова. - Ташкент: ФАН, 1988.-248с.

104. Сащенко H.H. Интеллектуальная адаптивная система передачи информации в распределенных автоматизированных системах управлении. Диссертация на соискание ... канд. тех. наук. - Серпухов: МОУ «ИИФ РФ», 2006. -162 с.

105. Системы и сети передачи информации: Учебное пособие для вузов/ М.В. Гаранин, В.И. Журавлев, C.B. Кунегин. - М.:Радио и связь, 2001. - 336 с.

106. Системы спутниковой связи. Учебное пособие для вузов/ Бонч-Бруевич, Быков, Кантор и др. Под ред. Контора. -М.: Радио и связь, 1992.257 с.

107. Советов Б.А., Яковлев С.А. Построение сетей интегрального обслуживания. - Ленинград: Машиностроение, 1990. - 332 с.

108. Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь: Пер. с англ./ Под ред. В.В. Маркова. - М.: Связь, 1979.-585 с.

109. Справочник по теории вероятности и математической статистики / Ко-ролюк B.C., Поктенко Н.И., Скороход A.B., Турбин А.Ф. -М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1985. -640 с.

110. Спутниковая связь и вещание: Справочник. 3-е изд. перераб. и доп. / В.А. Бартнев и др. Под ред. Л.Я. Кантора. - М: Радио и связь, 1997. -528 с.

111. Строганов М.П., М.А. Щербаков Информационные сети и телекоммуникации. Учебное пособие/ - М.: Высш. шк., 2008. - 151 с.

112. Теория телетрафика: Учебник для Вузов/Ю.Н. Корнышев, А.П. Пшеничников, А. Д. Харкевич. - М.: Радио и связь, 1996. - 272 с.

113. Толковый словарь терминов по системам, средствам и услугам связи/ Докучаев В.А., Иванова О.Н., Красавина З.А., Мартынов Л.М., Сорокин A.C. Под ред. В.А. Докучаева. - М.: Радио и связь, 2000. - 256 с.

114. Тузов Г.И. и др. Помехозащищенность радиосистем со сложными сигналами. -М.: Радио и связь, 1985. -264 с.

115. Цимбал В.А. Качество информационного обмена в сетях передачи данных. Марковский подход/ Монография.- СВИ РВ: Серпухов, 2009.- 161 с.

116. Цимбал В.А. Определение вероятностно-временных характеристик доведения сообщений на основе конечных марковских цепей //Известия ВУЗов. Приборостроение, 1997, т.40, № 5, С. 11-15.

117. Цимбал В.А. Определение характеристик конечных марковских цепей при разной длине шага переходов// Машиностроитель, 2001, №2 С. 24-25.

118. Цимбал В .А., Ваганов И.Н., Апонасенко A.A. Марковская модель функционирования запросно-вызывного канала системы связи с ретрансляцией сигналов и предоставлением каналов по требованию // Научн. техн. журнал «Известия ИИФ», №1. - МОУ ИИФ - Серпухов, 2012 г. - С. 60-64.

119. Цимбал В.А., Ваганов И.Н., Косарева Л.Н., Исаева Т.А., Потапов С.Е. Математическая модель доставки многопакетных сообщений в соединении «точка-точка» на сети передачи данных с процедурой «скользящее окно» // Научн. техн. журнал «Известия ИИФ», №3. - МОУ ИИФ - Серпухов, 2009 г. - С. 13-19.

120. Чаадаев В.К., Шеметова И.В., Шибаева И.В. Информационные системы компаний связи. Создание и внедрение. - М.: Эко-Трендз, 2004. - 256 с.

121. Черенкова Е.Л., Чернышев О.В. Распространение радиоволн. -М.: Радио и связь. 1984. -272 с.

122. Штойер Р. Многокритериальная оптимизация. Теория, расчет и приложения. Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1992. - 315 с.

123. Eberhagen S., Fanger В., Wahl Cr. Marketing Strategy Optimizes Introduction of Services// Telcom Report International. - 2002. - v. 15. - №1.

124. Ellis R., Dupuis P. Large deviations for Markov Processes with discontinuous statistics. II: Random walks // Probab. Theory Rel. Fields, 1999. V.91. №2.

125. Fayolle G., Malyshev V.A., Menshikov N.V. Topics in the Constructive Theory of Countable Markov Chains. Cambri dge Univ. Press, 2001.