Разработка и исследование алгоритмов автоматической синхронизации комплексов панорамного радиозондирования ионосферы непрерывным ЛЧМ сигналом тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.04, кандидат технических наук Чернов, Андрей Алексеевич

• Чернов, Андрей Алексеевич
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Чернов, Андрей Алексеевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 Задача автоматической синхронизации пространственно разнесенных на дальние расстояния устройств наклонного зондирования многомерного ионосферного ВЧ радиоканала

1.1 Синхронизация параметров РТС с параметрами одномерных однолучевых и многолучевых радиоканалов

1.2 Медленные изменения параметров одномерных ВЧ радиоканалов в ионосфере - причина рассинхронизации

1.3 Особенности синхронизации для многомерного многолучевого ионосферного ВЧ радиоканала

1.4 Современные ионозонды для диагностики одномерных и многомерных ВЧ радиоканалов. Работа ЛЧМ ионозонда в составе РТС ВЧ связи и задачи его синхронизации

1.5 Существующее противоречие. Цель и задачи диссертационного исследования

2 Обоснование и исследование алгоритма вхождения в синхронизм устройства наклонного зондирования многомерного

ВЧ радиоканала с замираниями

2.1 Интегральный профиль мощности импульсной характеристики многомерного ВЧ радиоканала

2.2 Методика определения координат средней точки зондируемой трассы по координатам ее начала и конца

2.3 Методика оценки параметров интегрального профиля задержки

и полосы пропускания многомерного ВЧ радиоканала

2.4 Обобщенный алгоритм вхождения в синхронизм терминалов ЛЧМ ионозонда по параметрам задержки и полосы пропускания многомерного канала

2.5 Выводы

3 Обоснование и исследование алгоритма поддержания синхронизации

3.1 Причины необходимости и выбор способа поддержания синхронизма тактовых частот терминалов зонда

3.2 Поддержание синхронизма по времени приема зондирующего сигнала

3.3 Методика измерения средней задержки и рассеяния по задержке многомерного ВЧ радиоканала при его зондировании непрерывным ЛЧМ сигналом

3.4 Обобщенный алгоритм вхождения и поддержания синхронизма терминалов ЛЧМ ионозонда

3.5 Выводы

4 Аппаратно-программный комплекс с автоматической синхронизацией пространственно-разнесенных на дальние расстояния терминалов. Исследование разработанных алгоритмов

в натурных экспериментах

4.1 Аппаратно-программный комплекс для зондирования ВЧ радиоканалов, включающий обобщенный алгоритм автоматической синхронизации терминалов

4.2 Техника и условия проведения натурных экспериментов по определению эффективности разработанного устройства синхронизации

на трассах различной протяженности и геофизической ориентации

4.3 Имитационное исследование суточного хода средней задержки и окна задержки для трасс различной протяженности

4.4 Результаты натурных экспериментов по исследованию алгоритмов автоматической синхронизации терминалов зондирующего комплекса с непрерывным ЛЧМ сигналом и его сжатием в частотной области

4.5 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование алгоритмов автоматической синхронизации комплексов панорамного радиозондирования ионосферы непрерывным ЛЧМ сигналом»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Коротковолновая радиосвязь (по международной классификации высокочастотная (ВЧ) радиосвязь) продолжает играть важную роль при передаче информации на дальние и сверхдальние расстояния как гражданскими, так и военными пользователями. Из-за отражения сигналов от ионосферы ВЧ связь обладает еще одним важным достоинством. Она позволяет осуществлять связь на короткие расстояния (до 400 км) в регионах со сложным рельефом местности. Эти факторы привели к тому, что в последнее время стали создаваться сети автоматизированной ВЧ связи.

Проблемы ВЧ связи связаны со средой распространения радиосигнала -ионосферой, которая испытывает во времени и пространстве вариации различных масштабов, а также приводит к флуктуирующей многолучевости и частотной дисперсии, разрушающей радиосигналы с полосой более -ЮОкГц. ВЧ каналу распространения свойственен достаточно высокий уровень помех, основными из которых являются сигналы от посторонних радиостанций. Кроме того, ионосфера обеспечивает прохождение от передатчика к приемнику сигналов из ограниченного диапазона частот (от НПЧ до МПЧ), зависящего от длины трассы и состояния ионосферы, в силу этого в нем можно организовать только I частотных радиоканалов (1=(МПЧ-НПЧ)/В, где В - полоса частот парциального радиоканала). Поэтому одной из важнейших проблем функционирования ВЧ систем является повышение эффективности их работы, предполагающее адаптацию информационно-технических характеристик систем к постоянно изменяющимся параметрам ионосферного распространения и выбор наилучшего парциального канала для передачи информации. Адаптация основана на применении данных предсеансового панорамного зондирования ионосферы на линии связи. Зондирование позволяет извлечь из принимаемого сигнала информацию о состоянии ионосферной радиолинии и скорректировать информационно-технические характеристики системы на актуальные значения. В различное время вклад в решение вопросов

зондирования ионосферы внесли H.A. Арманд, Ы.П. Данилкин, JÏ.M. Ерухимов, В.А. Иванов, Д.В. Иванов, А.С Крюковский, В.Е. Куницын, В.И. Куркин, JI.A. Лобачевский, Д.С. Лукин, И.Я. Орлов, А.П. Потехин, Н.В. Рябова,

B.П. Урядов, Ю.Н. Черкашин. Было показано, что для решения задач зондирования наилучшим образом подходят непрерывные сигналы с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ), обладающие сверхбольшой базой. За счет поэлементного сжатия в частотной области они обеспечивают значительное снижение отношения сигнал/шум и позволяют создать малогабаритные мобильные устройства.

В настоящее время автоматизация и сетевой подход в организации современных систем ВЧ связи требуют создания автоматических, автономных систем радиозондирования. Однако в этом случае возникает научная задача обеспечения синхронной работы приемного и передающего терминалов системы зондирования. Анализ показывает, что решение задачи требует проведения теоретических и экспериментальных исследований для выделения параметров системы зондирования, которые требуется синхронизировать с учетом специфики ее работы (в том числе протяженности трассы), а также научного обоснования, разработки и исследования алгоритма автоматической синхронизации.

Фундаментальные проблемы синхронизации радиотехнических устройств исследовались в работах ученых: D.W. Allan, S. Bregni, P. S. Cannon, G. Chen, N.

C. Davies, W.C Lindsey, B. W. Reinisch, G.M.R. Winkler, M. Yao, Z. Zhao, В.И. Борисов, Л.Е. Варакин, Б. Гипо, Р.К. Диксон, В.П. Дьяков, C.B. Журавлев, А.А Ляховкин, Е.Г. Момот, К. Одуан, А.В.Пестряков, O.A. Пушкарев, Д.Д. Стиффлер, А.И. Фомин, Б.И. Шахтарин, В.В. Шахгильдян. Однако научная задача автоматической синхронизации ЛЧМ ионозондов в них не рассматривалась. Таким образом, с одной стороны, существует острая необходимость в получении новых знаний об устройствах автоматической синхронизации со спецификой ионозонда для расширенного использования в

сетях ВЧ радиосвязи современных, отвечающих мировому уровню, отечественных систем панорамного зондирования; с другой стороны, такому использованию препятствует недостаточный уровень изученности научной задачи автоматической синхронизации с учетом специфики работы ЛЧМ ионозонда.

Цель диссертационной работы: разработка, научное обоснование и исследование алгоритмов автоматической синхронизации терминалов ЛЧМ ионозонда с учетом особенностей среды распространения, специфики его работы и сжатия ЛЧМ сигнала в частотной области, их программная реализация.

Задачами данной работы являются:

1. Обоснование актуальности и практической значимости систем зондирования ВЧ радиоканалов для повышения эффективности дальней радиосвязи через ионосферу земли на основе применения сверхширокополосных сигналов с ЛЧМ и их поэлементного сжатия в частотной области. Анализ необходимости обеспечения автоматической синхронизации разнесенных терминалов ионозонда из-за медленных вариаций параметров канала с учетом его многомерности.

2. Выделение и анализ обобщенных характеристик множества зондируемых парциальных ВЧ радиоканалов на основе радиотехнического подхода в задаче ионосферного распространения ВЧ радиосигналов, позволяющего ввести и использовать понятие многомерного канала. Обоснование и исследование алгоритма автоматического вхождения в синхронизм с учетом задержки и ее рассеяния импульсной характеристики многомерного ВЧ канала.

3. Обоснование и исследование алгоритма автоматического поддержания синхронизма на основе создания и применения новых методик определения рассеяния по задержке, полосы прозрачности многомерного ВЧ радиоканала по результатам его наклонного ЛЧМ зондирования.

4. Создание программно-аппаратной реализация устройства на основе нового алгоритма автоматической синхронизации терминалов зондирования многомерного ВЧ радиоканала и его апробация в натурных экспериментах на трассах мегаметровой протяженности.

Методы исследований. Для решения поставленных задач и получения основных научно-практических результатов использованы методы математического анализа, вычислительной математики, вариационного исчисления и теории распространения радиоволн в ионосфере. Кроме того, в рамках работы были использованы методы численного моделирования с использованием лицензированных пакетов прикладных программ, разработанных с использованием МаЛсас1 и Си++. Для научного обоснования алгоритмов в задаче ионосферного распространения радиосигналов был применен современный подход замены физической среды распространения эквивалентным четырехполюсником с одним выходом и числом входов по числу принимаемых лучей. Для ее описания были использованы стохастические импульсная (ИХ) и частотная (ЧХ) характеристики, а для всего множества каналов - статистически устойчивые характеристики: интегральный профиль задержки (ИПЗ) и частотный профиль полной энергии ИХ. Результаты натурных экспериментов получены с использованием современного метода наклонного зондирования на радиолиниях: Йошкар-Ола - Яльчик; Иркутск -Йошкар-Ола; Кипр - Йошкар-Ола. При обработке результатов вычислительных и натурных экспериментов были использованы методы теории вероятности и математической статистики.

Объект исследования: радиотехническая система автоматической синхронизации терминалов ЛЧМ ионозонда, предназначенного для диагностики изменяющегося многомерного ВЧ радиоканала и использующего сжатие зондирующего сигнала в частотной области.

Предмет исследования: новые научные знания об основных параметрах многомерного ВЧ радиоканала, о влиянии на них медленных вариаций

параметров и его размерности, об обобщенном алгоритме автоматической синхронизации панорамного ионозонда с непрерывным ЛЧМ сигналом с учетом влияния условий его распространения в канале и протяженности трассы.

Достоверность и обоснованность результатов и выводов диссертационной работы определяются использованием адекватного математического аппарата, статистически достаточным набором экспериментальных данных и их репрезентативностью. Кроме того, она обеспечивается соответствием результатов, полученных путем имитационного моделирования с результатами экспериментальных исследований, выполненных в рамках данной работы, а также проверкой на соответствие независимым выводам других авторов; повторяемостью результатов на больших объемах экспериментальных данных.

Положения, выносимые на защиту:

1. Алгоритмы: расчета интегрального профиля задержки (ИПЗ) и полосы пропускания многомерного ионосферного ВЧ радиоканала; анализа многомерного ВЧ радиоканала с помощью ИПЗ; определения координат контрольных точек зондирования (КТЗ) трассы по координатам передающего и приемного терминалов ионозонда; расчета профилей общей энергии ИХ парциальных каналов.

2. Алгоритмы вхождения в синхронизм и подержания синхронизма терминалов устройства панорамного ЛЧМ зондирования многомерного стохастического ВЧ радиоканала.

3. Созданные новые пакеты прикладных программ, позволяющие реализовать разработанные алгоритмы с целыо повышения эффективности работы аппаратно-программного комплекса ЛЧМ ионозонда в части решения задач исследования особенностей наклонного распространения радиоволн.

4. Результаты вычислительных и натурных экспериментов по исследованию областей априорной неопределенности параметров синхронизации систем наклонного зондирования многомерного стохастического ВЧ радиоканала для трасс различной протяженности и

географической ориентации с целью разработки рекомендаций по их использованию.

Научная новизна работы:

1. Разработаны алгоритмы вычислительного и натурного экспериментов по исследованию статистически устойчивых характеристик ионосферного распространения ВЧ радиосигналов с различными средними частотами спектра. Получены формулы для расчета:

- координат контрольных точек зондирования (КТЗ) трассы по координатам передающего и приемного терминалов ионозонда для определения основных характеристик многомерного ВЧ радиоканала;

- частотного профиля общей энергии ИХ для многомерного канала, полосы пропускания многомерного канала и его параметров;

- интегрального профиля задержки (ИПЗ) многомерного канала и его параметров.

2. Сформулированы требования к точности и временной стабильности частот тактовых генераторов терминалов ионозонда, влияющих на величину скорости изменения частоты их ЛЧМ синтезаторов, построенных по методу прямого цифрового синтеза.

3. Предложены адаптивные алгоритмы автоматического вхождения в синхронизм и поддержания синхронизма терминалов ЛЧМ ионозонда, основанные на разработанных методиках и предназначенные для работы в сети зондирования многомерных стохастических ВЧ радиоканалов. Создан пакет прикладных программ, реализующий разработанные радиотехнические алгоритмы автоматического вхождения и поддержания синхронизма при сетевой работе ЛЧМ ионозонда.

4. Получены новые результаты вычислительных и натурных экспериментов по исследованию параметров синхронизации при наклонном распространении в различное время суток и соответствующих всем сезонам на трассах с различной географической ориентацией и протяженностью, что позволило:

сопоставить теоретические и экспериментальные зависимости математического ожидания с доверительными интервалами средней задержки и интервала задержки за год средней солнечной активности от времени суток;

- получить трехмерные распределения профиля общей энергии импульсной характеристики от частоты и долгосрочного интегрального профиля задержки;

получить значения основных параметров синхронизации для среднеширотных радиолиний различной протяженности и географической ориентации;

- разработать рекомендации по созданию запасов при задании параметров многомерного канала для надежного обнаружения и измерения зондирующих сигналов во всех парциальных каналах из полосы частот от НПЧ до МПЧ.

Практическая ценность и реализация результатов работы

1. Основные практические результаты диссертационной работы связаны с повышением эффективности работы радиотехнических систем ВЧ радиосвязи путем сокращения от 10 до 80% времени работы подсистемы радиозондирования многомерных высокочастотных радиоканалов.

2. Разработанные методики и алгоритмы являются базой для создания автоматизированных систем синхронизации в адаптивных системах ВЧ радиосвязи и в ионосферных исследованиях.

3. На основе анализа трехмерных распределений профилей общей энергии импульсной характеристики и долгосрочных интегральных профилей задержки разработаны рекомендации по использованию полученных параметров для автоматической синхронизации систем зондирования ВЧ диапазона.

4. Результаты, полученные автором, использованы при выполнении НИР в следующих организациях: ОАО Концерн «Созвездие», ФГУП НПЦ «Дельта», ОАО Концерн ПВО «Алхмаз-Антей», Управление Федеральной службы по надзору в сфере связи и массовых коммуникаций по Республике Марий Эл, Поволжский государственный технологический университет, а также внедрены в учебный процесс в Поволжском государственном технологическом

университете при подготовке бакалавров и магистров по направлениям: 210700 - «Инфокоммуникациопные технологии и системы связи»; 210400 -«Телекоммуникации».

Апробация работы. Основные результаты исследований, изложенные в диссертации, были представлены на Всероссийском научно-техническом семинаре «Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов для связи и вещания» (Нижний Новгород, 2010), Международном научно-техническом семинаре «Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов для связи и вещания» (Одесса, 2011); Международном научно-техническом семинаре «Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов в телекоммуникациях (Йошкар-Ола, 2012); LXV научной сессии, посвященной Дню радио (Москва, 2010); III Всероссийской научной конференции «Всероссийские радиофизические научные чтения-конференция памяти H.A. Арманда» (Муром, 2010, 2012); XVI, XVII международных научно-технических конференциях «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, 2010, 2011, 2012); 51, 52 научных конференциях МФТИ «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук» (Москва-Долгопрудный, 2008, 2009); международной научно-технической конференции «Проблемы техники и технологий телекоммуникаций» (2011, Казань); 16, 17 международных научно-технических конференциях «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 2010, 2011); международной Байкальской молодежной научной школе по фундаментальной физике (Иркутск, 2011), международных молодежных научных конференциях по естественнонаучным и техническим дисциплинам «Научному прогрессу - творчество молодых» (Йошкар-Ола, 2009-2012).

Автором получено 4 диплома первой степени и 3 золотые медали всероссийских и международных конференций и выставок.

Публикации. По материалам диссертации опубликована 21 работа, в том числе: 6 - в журналах, из Перечня ВАК, 2 свидетельства о регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения. Она содержит 159 страниц основного текста, 63 иллюстрации, 14 таблиц, список цитируемой литературы из 133 наименований.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследований. Указана научная новизна, практическая ценность и реализация результатов исследований. Обоснованы выбранные методы исследования. Сформулированы положения, выносимые на защиту, обоснована степень достоверности выполненных исследований, указана апробация результатов работы.

В первой главе представлен анализ задачи автоматической синхронизации пространственно разнесенных на дальние расстояния устройств наклонного зондирования многомерного ионосферного ВЧ радиоканала, состоящего из I парциальных (одномерных) стохастических каналов в диапазоне частот от НПЧ до МПЧ. Показано, что основной научно-технической задачей синхронизации является согласование информационно-технических характеристик (ИТХ) сигналов РТС с параметрами радиоканала. Для решения данной задачи требуется создание математического аппарата и оптимальных алгоритмов, обеспечивающих требуемую точность согласования.

Проведен анализ параметров парциальных каналов, оказывающих влияние на сиихронизацию. Показано, что для многолучевых каналов такими параметрами являются: средняя задержка, изменение несущей из-за доплеровского смещения частоты сигнала, рассеяние по задержке, рассеяние по частоте, а для множества последовательных парциальных каналов - общая полоса пропускания. Для исследования множества таких радиоканалов в диссертации предложено использовать радиотехнический подход, когда канал заменяется эквивалентным четырехполюсником с одним выходом и числом входов, равным числу принимаемых лучей. При этом ИХ и ЧХ каналов изменяются по быстрому и по медленному времени, что является причиной рассогласования. Высказана гипотеза о том, что ИХ и ЧХ испытывают изменения в «медленном» времени,

подобные вариациям электронной концентрации ионосферы, в результате чего система синхронизации РТС зондирования должна иметь в своем составе подсистему поддержания синхронизма. Показано, что для JI4M ионозонда рассогласованием частоты излученного и принятого сигнала из-за доплеровского смещения при распространении в ионосфере можно пренебречь. Проведенный анализ позволил заключить, что научно-техническая задача автоматической синхронизации параметров системы зондирования к параметрам ВЧ канала с учетом его многомерности исследована недостаточно. Это противоречие позволило сформулировать цель и задачи диссертационного исследования.

Вторая глава посвящена обоснованию, исследованию и разработке алгоритма вхождения в синхронизм терминалов устройства панорамного зондирования многомерного стохастического ВЧ радиоканала. Этот алгоритм является оптимальным по критериям минимизации областей априорной неопределенности по задержке и полосе пропускания многомерного канала и адаптивным ввиду предусмотренной возможности автоматической работы на заранее неизвестных трассах различной протяженности и географической ориентации. Теоретической базой данного алгоритма является радиотехнический подход. При переходе от физической модели распространения ВЧ сигналов к радиотехнической для оценки параметров четырехполюсника использован лучевой подход в задаче распространения зондирующего сигнала в ионосфере и международная модель ионосферы TRI, применяемая для контрольных точек зондирования (КТЗ).

Проведенные на основе радиотехнического подхода теоретические исследования задачи распространения позволили получить формулы для ИХ парциальных каналов, с различными средними частотами.

Для характеристики рассеяния по быстрому времени в многомерном стохастическом радиоканале введено понятие ИПЗ многомерного радиоканала.

Получены формулы, позволяющие на основе ИПЗ оценивать среднюю задержку (т) и интервал задержек (/г ) для многомерного канала.

Для оценки расчетным путем ИПЗ и полосы пропускания многомерного ионосферного ВЧ радиоканала в задаче вхождения в синхронизм терминалов ЛЧМ ионозонда были научно обоснованы и разработаны следующие алгоритмы: определения с высокой степенью точности координат контрольных точек зондирования (КТЗ) трассы по координатам передающего и приемного терминалов ионозонда, определения непрерывного профиля электронной концентрации в КТЗ с использованием международной модели ионосферы Ж1-2012 и квазипараболической модели профиля электронной концентрации в ионосфере; расчета ПЗМ множества парциальных каналов.

Первый алгоритм, обеспечивающий высокую точность (порядка десятков метров) позволяет рассчитывать расстояние между передатчиком и приемником на основе формулы Винсенти, а также с учетом рекомендаций МСЭ Р.533-11 (02/2012) - координаты контрольной точки зондирования (КТЗ).

Второй разработанный алгоритм позволяет для КТЗ с помощью модели ионосферы Ш1-2012 определять дискретный профиль электронной концентрации, а по нему на основе многослойной квазипараболической аппроксимации рассчитывать непрерывный профиль. Это позволило решить задачу распространения в интегралах и получить данные о профилях задержки мощности парциальных радиоканалов. Третий алгоритм позволяет рассчитывать ИПЗ в виде гистограмм.

С помощью проведенных на основе разработанных алгоритмов вычислительных экспериментов получены параметры ИПЗ среднеширотных трасс различной протяженности и географической ориентации. Установлено, что для них интервал задержек ИПЗ не превышает 5 мс, а его величина возрастает при переходе ото дня к ночи.

Разработан и теоретически обоснован новый обобщенный алгоритм вхождения в синхронизм терминалов ЛЧМ ионозонда, в основе которого лежит

определение и минимизация областей априорной неопределенности параметров задержки, полосы разностных частот и полосы пропускания многомерного ВЧ радиоканала путем использования результатов теоретических расчетов параметров этих характеристик. Алгоритм минимизирует области априорной неопределенности параметров многомерного ВЧ радиоканала.

Третья глава посвящена обоснованию, исследованию и разработке алгоритмов обработки зондирующих ЛЧМ сигналов, обеспечивающих работу обобщенного алгоритма работы системы синхронизации терминалов ионозонда в режиме поддержания синхронизма.

В результате теоретического анализа выявлены причины необходимости и обоснован способ поддержания синхронизма тактовых частот терминалов зонда. В частности получено, что для обеспечения синхронизма по скорости изменения частот ЛЧМ генераторов передатчика и приемника для реализации метода сжатия в частотной области рассогласование тактовых частот не должно превышать значения 10"8. Предложено осуществлять задание равных значений тактовых частот и поддержание частот во времени с помощью технологии ГЛОНАСС/СР8.

Теоретически обоснован и разработан алгоритм обработки зондирующего сигнала для решения задачи поддержания синхронизма, включающий алгоритм «очистки» ионограмм от шумовых составляющих, получения профиля общей энергии ИХ по частоте и оценки по нему НПЧ, МПЧ и полосы пропускания многомерного ВЧ радиоканала. Для расчета профиля общей энергии ИХ многомерного канала от частоты получена формула.

• Полосу пропускания (полоса прозрачности) многомерного канала предложено оценивать как диапазон средних частот одномерных каналов, для которых компоненты вектора общей энергии ИХ первый и последний раз превышают заданный уровень. В этом случае границы диапазона будут совпадать с НПЧ и МПЧ радиолинии.

Для использования ионозонда в сети требуется определить минимальное время работы приемника ЛЧМ ионозонда. Показано, что параметры временных интервалов работы приемника ионозонда могут быть оценены по значениям НПЧ и МПЧ.

В задаче автоматического адаптивного поддержания синхронизма был разработан алгоритм автоматического измерения ИПЗ на основе результатов зондирования многомерного ВЧ радиоканала и данных о скорости изменения частоты ЛЧМ сигнала. В его основу был положен метод гистограмм для оценки по экспериментальным данным краткосрочных и долгосрочных ПЗМ парциальных каналов с различными средними частотами.

На основе проведенных исследований разработан алгоритм автоматического поддержания синхронизма по разностной частоте сжатого в частотной области ЛЧМ сигнала на основе экспериментального определения профиля общей энергии ИХ по частоте и долгосрочного ИПЗ многомерного ВЧ радиоканала, представленный в виде блок - схемы. На основе обобщенных алгоритмов вхождения в синхронизм и поддержания синхронизма разработан алгоритм работы системы автоматической синхронизации в составе системы наклонного зондирования ионосферы.

В четвертой главе представлена техника и условия проведения натурных экспериментов по определению эффективности разработанных алгоритмов и программ автоматической синхронизации на трассах различной протяженности и географической ориентации: оз. Яльчик - г. Йошкар-Ола (72 км), о. Кипр - г. Йошкар-Ола (2620 км), г. Иркутск - г. Йошкар-Ола (3500 км).

Представлена модернизированная автором в программной части экспериментальная установка, которая была использована в натурных экспериментах по исследованию разработанных алгоритмов автоматической синхронизации.

Выборка полученных в работе экспериментальных ионограмм составила 2314 ионограмм, соответствующих всем сезонам, в результате математического

анализа сделан вывод, что объем экспериментальных данных, на основе которых в диссертации сделаны выводы и заключения, с точки зрения математической статистики является репрезентативным.

На основе представленных во второй главе разработанных алгоритмов было проведено методом вычислительного эксперимента с использованием модели ионосферы типа IRI исследование алгоритмов и параметров синхронизации для трех радиолиний.

Установлено, что увеличение протяженности трассы приводит к увеличению средней задержки, при этом наибольшее влияние оказывают суточные вариации параметров ионосферы.

В натурных экспериментах на основе разработанных в ПГТУ программ Ionogram Explorer, Logviewer и среды Matlab автором создан новый алгоритм расчета трехмерных распределений профиля общей энергии ИХ по частоте и долгосрочного ИПЗ. Данный подход позволил проанализировать большой объем данных круглосуточных натурных экспериментов по исследованию областей априорной неопределенности параметров синхронизации при панорамном зондировании ионосферы непрерывным ЛЧМ сигналом, проведенных на трех трассах.

В результате исследований были получены оценки областей априорной неопределенности основных параметров синхронизации.

В результате анализа полученных данных сформулированы рекомендации по заданию запаса в областях априорной неопределенности изменяющихся параметров для реализации оптимальной автоматической синхронизации пространственно разнесенных терминалов систем ЛЧМ зондирования ионосферного многомерного ВЧ радиоканала.

В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы.

1. Предложена и теоретически обоснована для анализа многомерного ВЧ канала статистически устойчивая новая характеристика - интегральный

профиль задержки (ИПЗ), позволяющая определять параметры рассеяния задержки многомерного ВЧ радиоканала. Получены формулы для оценки по ней средней задержки и интервала задержек такого канала.

2. Теоретически обоснован и разработан алгоритм расчета ИПЗ и полосы пропускания многомерного ионосферного ВЧ радиоканала, включающий:

• алгоритм определения с высокой степенью точности координат контрольных точек зондирования (КТЗ) трассы по координатам передающего и приемного терминалов ионозонда;

• алгоритм определения непрерывного профиля электронной концентрации в КТЗ с использованием международной модели ионосферы 2012 и квазипараболической модели ионосферы;

• алгоритм расчета множества дифференциальных профилей задержки мощности (ПЗМ);

• аналитические зависимости, описывающие условия синхронизации терминалов ионозонда по задержке.

3. Разработан и теоретически обоснован новый обобщенный алгоритм вхождения в синхронизм терминалов ЛЧМ ионозонда, в основе которого лежит определение и минимизация параметров задержки и полосы пропускания путем использования результатов теоретических расчетов параметров ИПЗ и полосы пропускания многомерного ВЧ канала по разработанным методикам.

4. Теоретически обоснованы и разработаны методики автоматического измерения профиля общей энергии ИХ по частоте и долгосрочного ИПЗ многомерного ВЧ радиоканала. На основе разработанных частных алгоритмов приведен алгоритм автоматического поддержания синхронизма по быстрому времени.

5. Представлены результаты вычислительных и натурных экспериментов по исследованию параметров синхронизации, на основе которых разработаны рекомендации по заданию запаса для реализации оптимальной автоматической

синхронизации пространственно разнесенных терминалов систем ЛЧМ зондирования ионосферного многомерного ВЧ радиоканала.

Заключение диссертации по теме «Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения», Чернов, Андрей Алексеевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Предложена и теоретически обоснована для анализа многомерного ВЧ канала статистически устойчивая новая характеристика - интегральный профиль задержки (ИПЗ), позволяющая определять параметры рассеяния задержки многомерного ВЧ радиоканала. Получены формулы для оценки по ней средней задержки и интервала задержек такого канала.

2. Теоретически обоснован и разработан алгоритм расчета ИПЗ и полосы пропускания многомерного ионосферного ВЧ радиоканала, включающий:

• алгоритм определения с высокой степенью точности координат контрольных точек зондирования (КТЗ) трассы по координатам передающего и приемного терминалов ионозонда;

• алгоритм определения непрерывного профиля электронной концентрации в КТЗ с использованием международной модели ионосферы 1Ш-2012 и квазипараболической модели ионосферы;

• алгоритм расчета множества дифференциальных профилей задержки мощности (ПЗМ).

3. С помощью проведенных вычислительных экспериментов получены ИПЗ среднеширотных трасс разного направления и протяженности. Установлено, что для них интервал задержек не превышает 5 мс, а его величина возрастает при переходе ото дня к ночи.

4. Впервые получены аналитические зависимости, описывающие условия синхронизации терминалов ионозонда по задержке.

5. Разработан и теоретически обоснован новый обобщенный алгоритм вхождения в синхронизм терминалов ЛЧМ ионозонда, в основе которого лежит определение и минимизация областей априорной неопределенности параметров задержки и полосы пропускания путем использования результатов теоретических расчетов параметров ИПЗ и полосы пропускания многомерного ВЧ канала по разработанным методикам.

6. Теоретически обоснованы и разработаны методики автоматического измерения профиля общей энергии ИХ по частоте и долгосрочного ИПЗ многомерного ВЧ радиоканала. На основе разработанных частных алгоритмов разработан алгоритм автоматического поддержания синхронизма по быстрому времени.

7. Представлены результаты вычислительных и натурных экспериментов по исследованию областей априорной неопределенности параметров синхронизации, на основе которых разработаны рекомендации по заданию запаса в областях априорной неопределенности изменяющихся параметров для реализации оптимальной автоматической синхронизации пространственно разнесенных терминалов систем ЛЧМ зондирования ионосферного многомерного ВЧ радиоканала.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Чернов, Андрей Алексеевич, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. М.: Советское радио, 1970. - 728 с.

2. Прокис, Дж. Цифровая связь: пер. с англ./ Дж. Прокис.; под ред. Д.Д. Кловского. М.: Радио и связь, 2000.- 800 с.

3. Фомин А.И. Синхронизация цифровых радиосистем передачи информации. М.: Сайнс-Пресс, 2008. 80 с.

4. Линдсей В. Системы синхронизации в связи и управлении: пер. с анлг. / под. ред. Ю.Н. Бакаева, М.В. Капранова. М.: Сов. радио, 1978.-600 с.

5. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение / Скляр, Б. ; пер. с англ. — 2-е изд. — М. : Издательский дом "Вильяме", 2003. 1104 с.

6. Зюко А.Г. Теория передачи сигналов. / Зюко А.Г., Кловский Д.Д., Назаров М.В., Финк Л.М. - М.: Связь, 1980. - 288 с.

7. Зюко А.Г. Теория электрической связи. / Зюко А.Г., Кловский Д.Д., Коржик В.И., Назаров М.В. - М.: Радио и связь, 1999. - 432 с.

8. Величкин А. И. Теория дискретной передачи непрерывных сообщений. М.: «Советское радио», 1970. 296с.

9. Долуханов МЛ. Флуктуационные процессы при распространении радиоволн. -М: Связь, 1971.-183 с.

10. Галлагер Р. Теория информации и надежная связь. - М. Советское радио, 1974, 720 с.

11. Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. - 2-е изд. -М. Советское радио, 1970. - 728 с.

12. Дэвис К. Радиоволны в ионосфере: Пер. с англ./Под ред. А.А.Корчака. М.: Мир, 1973.

13. Волков Л.Ы. Системы цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики. - М.: Эко-Трендз, 2005. -392 с.

14. Иванов, В. А. Основы радиотехнических систем ДКМ диапазона / В. А. Иванов, Н. В. Рябова, В. В. Шумаев. - Йошкар-Ола, 1998. - 204 с.

15. Диксон Р.К. Широкополосные системы: Пер. с англ. / Под ред. В.И. Журавлева. - М.:Связь, 1979. - 304 с.

16. Яковлев В.И. Классическая электродинамика: Учеб. пособие / Новосиб. ун-т. Новосибирск, 2003. 267 с.

17. Черенкова Е.Л., Чернышев О.В. Распространение радиоволн. М.: Радио и связь, 1984.

18. Альперт Я. Л. Распространение электромагнитных волн и ионосфера. М.: Наука, 1972.

19. Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. - М.: Наука, 1967.

20. Никольский В.В., Никольская Т.И. Электродинамика и распространение радиоволн: Учеб. пособие для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит-ры, 1989.

21. Калинин А.И., Черенкова Е.Л. Распространение радиоволн и работа радиолиний. - М.: Связь, 1971.

22. Иванов, Д.В. Методы и математические модели исследования распространения в ионосфере сложных декаметровых сигналов и коррекции их дисперсионных искажений / Д.В. Иванов Йошкар-Ола: МарГТУ, 2006. -266 с.

23. Намазов, С.А. Исследования сложного сигнала при ионосферном распространении декаметровых радиоволн / С.А. Намазов, Т.Е. Рыжкина //Распространение радиоволн. - М. - 1975. - С 262-290.

24. Иванов, В.А. Диагностика ионосферы сигналами с линейной частотной модуляцией Дис. ... д-ра. физ.-мат. наук: 01.04.03. - Москва, 1987.-402с.

25. Зернов, Ы.Н. Ионосферный стохастический ВЧ-радиоканал: теория, моделирование, эксперимент / Н.Н. Зернов, В.Э. Герм, НЛО. Заалов, В.А. Иванов, Д.В. Иванов, Н.В. Рябова // XXIII Всероссийская научная конференция Распространение радиоволн. - 2011. - Т. 1, С.85-98.

26. Watterson, С. С. J. R. Juroshek, W. D. Bensema, "Experimental Confirmation of an HF Channel Model", IEEE Trans. On Comm. Tech., Vol. COM-18, No. 6, Dec. 1970

27. Рябова H. В. Экспериментальное исследование многолучевости на KB радиолиниях протяженностью 2500-5700 км // LVIII Научная сессия, посвящ. Дню радио, РНТО РЭС им. А.С.Попова.- М., 2003. -Т.1,с.205-207.

28. Вологдин А. Г. Алгоритм анализа парциальных элементов многомодового радиосигнала в ионосфере // Радиотехника, 1996, №8. -с.25-27.

29. Zernov, N. N. V. Е. Ghcrm, N. Y. Zaalov, and А. V. Nikitin [1992], "The Generalisation of Rytov's Method to the Case of Inhomogeneous Media and HF Propagation and Scattering in the Ionosphere," Radio Science, 27, 2, pp. 235-244.

30. Tsarev I. E. Diagnostics of the scattering function of a stochastic narrowband HF radio channel. / V. A. Ivanov, N. V. Ryabov, I. E. Tsarev // Journal of Communications Technology and Electronics, Pleiades Publishing, Inc., 2010. Vol. 55, No. 3, pp. 263-269A

31. Царев, И.Е. Численные и полунатурные исследования функции рассеяния узкополосных декаметровых радиоканалов / В.А. Иванов, Н.В. Рябова, Д.В. Иванов, И.Е. Царев // Электромагнитные волны и электронные системы. Том 14, № 8 . Москва: «Радиотехника», 2009. -С.46-54.

32. Иванов, В.А. Зондирование ионосферы и декаметровых каналов связи сложными радиосигналами. / В.А. Иванов, Д.В. Иванов, Н.В. Рябова

// Вестник МарГТУ: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. -2010. -Т. 8. -№ 1. -С. 3-37.

33. Головин О.В. Декаметровая связь. М.: Радио и связь, 1990.

34. Дэвис, К. Радиоволны в ионосфере / К. Дэвис. - М.: Мир, 1973. -502 С.

35. Гинзбург, B.JI. Распространение электромагнитных волн в плазме / В.Л. Гинзбург. - М.: Наука, 1967.

36. Гершман, Б.Н. Волновые явления в ионосфере и космической плазме / Б.Н. Гершман, JI.M. Ерухимов, Ю.Я. Яшин. - М.: Наука, 1967.

37. Hall, М.Р. Propagation of Radiowaves / М.Р. Hall, et al.// IEE Conf. -2003. - P. 460-466.

38. О. И. Яковлев, В. П. Якубов, В. П. Урядов, А. Г. Павельев Распространение радиоволн Ленанд 496 стр 2009

39. Калихман А.Д. Перемещающиеся ионосферные возмущения в среднеширотной ионосфере: Дис. ... докт. физ.-мат. наук / ИСЗФ СО РАН.

- Иркутск, 2000.

40. Maslin, N.M. HF communications: a systems approach / N.M. Maslin.

- London.: Pitman Publishing, 1987. - P.89.

41. Bilitza, D. International Reference Ionosphere 2000 / D. Bilitza // Radio Sci.- 2001. -V.36, -№2. -P. 264-275.

42. Bilitza, D. The international reference ionosphere today and in the future

Dieter Bilitza • Lee-Anne McKinnell • Bodo Reinisch -Tim Fuller-Rowell Received: 10 June 2010 / Accepted: 16 November 2010© Springer-Verlag 2010 http://irimodel.org/docs/ll-JoG-IAG-IRI-bilitza.pdf 909-920 p

43. Иванов, Д.В. Рассогласование сложных сигналов при распространении в средах с дисперсией / Д.В. Иванов //Труды VIII конференции молодых ученых «Астрофизика и физика околоземного космического пространства». - Иркутск - 2005. - С.78-81.

44. Иванов, Д.В. Исследование дисперсионных характеристик сверхширокополосных декаметровых радиоканалов / Д.В. Иванов, А.Р. Лащевский //XII междунар. науч. техн. конф. «Радиолокация, навигация, связь». RLNC2006. - Воронеж - 2006. - Т.1. - С.582-590.

45. Рекомендация МСЭ-R Р.373-8 Определение максимальных и минимальных частот передачи

46. Крюковский, A.C. Особенности структуры радиоимпульса в плазме / A.C. Крюковский, И.В. Зайчиков // Труды XXII Всерос. научной конф. -2008. -Т. 3. -С. 149-152.

47. Арманд, H.A. Распространение радиоволн при космической связи / H.A. Арманд, М.А. Колосов, О.И. Яковлев - М.: Связь, 1969. 155с.

48. Царев, И.Е. Уменьшение уровня корреляционных шумов в канальном ЛЧМ ионозонде при заданной разрешающей способности / И.Е. Царев // Вестник марийского государственного технического университета: научно-прикладной журнал. №3 Йошкар-Ола: Марийский государственный технический университет, 2008. - С. 16-20.

49. Чернов А.Г. Программируемый синтезатор непрерывного ЛЧМ сигнала с заданным уровнем шумов для диагностики КВ радиолиний: Дис. ... канд. тех. наук. - Казань, 2000.

50. Моделирование корреляционных шумов, возникающих при сжатии ЛЧМ сигнала / Д.В. Иванов, А.Н. Махмутов, Н.Е. Тиманов [и др.] // Сб. докл. Молодежной науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы науки в 21 веке» - Зеленодольск: ЗФ КГУ, 2004. - С. 32-34.

51. Бастракова М.И. Экспериментальное исследование диапазонов оптимальных рабочих частот декаметровых систем связи. // Вестник МарГТУ 2008 №2(3). Йошкар-Ола, 2008. С.3-12.

52. Тихонов В. И. Оптимальный прием сигналов. М.: Радио и связь, 1986. 320с.

53. Урядов В.П. Алгоритм выбора оптимальных частот для узкополосных и широкополосных связных сигналов по данным наклонного зондирования ионосферы непрерывным JI4M- сигналом: Препртнт №374. НИРФИ. Ы.Новгород, 1993.

54. Кук, Ч. Радиолокационные сигналы / Ч. Кук, М. Бернфельд - М.: Сов. Радио, 1971, 568с.

55. Вайнштейн, JI.A. Разделение частот в теории колебаний и волн / Л.А. Вайнштейн, Д.Е. Вакман - М.: Наука, 1983.-288с.

56. ЛЧМ ионозонд и его применение в ионосферных исследованиях: обзор / В.А. Иванов, В.И. Куркин, В.Е. Носов [и др.] // Радиофизика. -2003.-Т. 34.-№11.-С. 919-952.

57. Barry, G.H. Extraterrestrial and Ionospheric Sounding with Synthcsised Friquency Sweep / G.H. Barry, R.B. Fenwick // Hewlett Packard J. 1965, V. 16, No. 11, P.8-12.

58. Данилкин, II.П. Новые виды диагностики ионосферных параметров методом наземного и внешнего радиозондирования / Н.П. Данилкин, Н.А. Заботина // Радиотехника.- 1994.- № 3. - С. 63-74.

59. Афраймович, Э.Л. Интерференционные методы радиозондирования ионосферы / Э.Л. Афраймович - М.: Наука, 1982.

60. Poole, A.W.V. Advanced sounding. The FM-CW alternative / A.W.V. Poole//Radio Sci. v. 20, №6, 1985, p. 1609-1616.

61. Cannon, P.S DAMSON HF channel charactcrization - a review / P.S. Cannon, M.J. Angling, N.C. Davies, T. Willink, V. Jodalen, B. Jacobsen, B. Lundborg, M. Broms // Proc. MILCOM. - 2000. - V. 1.- P. 59-64.

62. Le Roux, Y. M. SCIPION, a new flexible ionospheric sounder in Senegal / Y. M. Le Roux, J. Menard, J. P. Jolivet, P. J. Davy // Ann. Geophysicae. -1998. - V. 16. P. 738-742.

63. Le Roux, Y.M. Use of the SCIPION ionospheric sounder for different kinds of applications. HF Radio Systems and Techniques / Y.M. Le Roux, J.

Menard, J.P. Jolivet, A. Bourdillon // IEE Conf. Publ. -2000. -№ 474. - P. 81 -85.

64. Царев, И.Е. Диагностика функции рассеяния декаметровых узкополосных стохастических радиоканалов / В.А. Иванов, Н.В. Рябова, И.Е. Царев // Радиотехника и электроника. Том 55, № 3, Москва: Академиздатцентр «Наука», 2009. -С. 1-7.

65. Информационно- аналитическая система для исследования ионосферы и каналов декаметровой радиосвязи: - Монография. / Д.В. Иванов, А.Б. Егошин, В.А. Иванов, Н.В. Рябова; под ред. В.А. Иванова. -Йошкар-Ола: МарГТУ, 2006.- 256с.

66. Егошин А.Б. Автоматизированная система адаптивной обработки сигналов со сверхбольшой базой для радиозондирования ионосферных радиолиний: Дис. ... канд. техн. наук / МарГТУ. - Йошкар-Ола, 2003.

67. Иванов, Д.В. Теоретические основы метода прямого цифрового синтеза радиосигналов для цифровых систем связи / Д.В. Иванов, В.А. Иванов, A.A. Чернов // Вестник ПГТУ. Сер.: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. - Йошкар-Ола, 2012. - № 1. - С. 3-34.

68. J. М. P. Langlois. Phase to sinusoid amplitude conversion tcchniqucs for direct digital frequency synthesis / J. M. P. Langlois, D. Al-Khalili // IEE Proc. Circuits Devices Syst. - 2004. - Vol. 151, No. 6. - P. 519-528.

69. Макаренко, В. Синтезаторы частоты прямого цифрового синтеза / В. Макаренко // Электронные компоненты и системы. - 2004. - № 1. - С. 37.

70. Макаренко, В. Синтезаторы частоты прямого цифрового синтеза /

B. Макаренко // Электронные компоненты и системы. - 2004. - № 2. -

C.13-18.

71. Murphy, Е. Direct Digital Synthesis (DDS) Controls Waveforms in Test, Measurement, and Communications / E. Murphy, C. Slattery // Analog dialogue. - 2005. - Vol. 39, No. 3. - P. 12 -15.

72. Ридико, JT. DDS: прямой цифровой синтез частоты / Л. Ридико // Компоненты и технологии. 2001. - № 7. URL: http://kit-e.ru/assets/files/pdf/2001 _07_50.pdf (дата обращения 11.08.2012)

73. Стариков, О. Прямой цифровой синтез частоты и его применение / О. Стариков // Chip News. -2002. - Т. 33, No 3.

74. Смит, С. Цифровая обработка сигналов. Практическое руководство для инженеров и научных работников / С. Смит; пер. с англ. А.Ю. Линовича, С.В. Витязева, И.С. Гусинского. - М.: Додэка-ХХ1, 2011. -720 с.

75. Рекомендация МСЭ-R Р. 1407-4 Многолучевое распространение и параметризация его характеристик

76. Иванов, В.А. Экспериментальные исследования моделей многолучевости на KB - радиолиниях протяженностью 2,6-5,7Мм / В.А. Иванов, Н.В. Рябова, А.О. Щирый // Радиолокация, навигация и связь: Тр.Х Междунар. науч.-техн. конф. - Воронеж, 2004. - Т.2 - С. 1087-1098.

77. Watterson, С. С. J. R. Juroshek, W. D. Bensema, "Experimental Confirmation of an HF Channel Model", IEEE Trans. On Comm. Tech., Vol. COM-18, No. 6, Dec. 1970

78. Watterson, C.C. HF channel - simulator measurement on the KY-879/P FSK burst - communication modem-Set 1 / C.C. Watterson // NTIA Cont. Report 81-13. - 1981.

79. Рекомендация МСЭ-R P.531-11 Данные об ионосферном распространении радиоволн и методы прогнозирования, необходимые для проектирования спутниковых служб и систем

80. Vincenty Т., 1975, Direct and Inverse solutions of geodesies on the ellipsoid with applications of nested equations, Surv. Rev., XXII, 176, 88-93.

81. Рекомендация МСЭ-R P.533-1 1. Метод для прогнозирования рабочих характеристик ВЧ-линий

82. Huang, X. Multiple quasi-parabolic presentation of the IRI progfile / X. Huang, B.W. Reinisch // Adv. Space Res. - 2000. -V. 25. - № 1. - P. 129-132.

83. Иванов, В.А. Синтез, анализ и прогнозирование характеристик ионосферных линий декаметровой радиосвязи / В.А. Иванов, Д.В. Иванов, Н.В. Рябова, Лыонг Вьет Лок, М.И. Рябова. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2011. 178 с.

84. Chen, J. Automatic fitting of quasi-parabolic segments to ionospheric profiles with application to ground range estimation for single-station location / J. Chen, J. A. Bennett, P. L. Dyson // J. Atm Terr. Phys. - 1990. - V. 52. -№ 4. -P. 277-288.

85. Norman, R. J. Analytic ray parameters for the quasi-cubic segment model of the ionosphere / R. J. Norman, P. L. Dyson, J. A. Bennett // Radio Sci. - 1997. -V. 32. -№ 3. - P. 567-577.

86. Рябова, М.И. Синтез и исследование дисперсионных характеристик высокочастотных радиоканалов для случая квазизенитного распространения радиоволн / М.И. Рябова // Вестник МарГТУ. - Йошкар-Ола. - 2011. - Т.13 - №3. - С. 36-45.

87. Giovanni, D.I. An Analytical Model of the Electron Density Profile in the Ionosphere / D.I. Giovanni, S. R. Radicclla // Advances in Space Research. -1990. -V. 10. - № 11. -P. 27-30.

88. Иванов, B.A. Программа синтеза ионограмм наклонного зондирования ионосферы с учетом геофизических факторов v. 1.0. / B.A. Иванов, Н.В. Рябова, А.А. Чернов // Свидетельство на программу для ЭВМ №2011611601 17.02.2011. Роспатент. - М., 2011.

89. Иванов, В.А. Разработка алгоритма определения абсолютного времени распространения сигналов на ионосферных линиях ВЧ связи / В.А. Иванов, А.А. Чернов // Сборник статей Всерос. н-тех. сем. «Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов для связи и вещания». -2010. с. 161-163.

90. Чернов, А.А. Обобщенный алгоритм синхронизации терминалов ЛЧМ ионозонда /А.А. Чернов // Вестник ПГТУ. Сер.: Радиотехнические и

инфокоммуникационные системы. - Йошкар-Ола, 2013. - № 1 (17). - С. 1323.

91. Иванов, В.А. Исследование диапазонов задержек принимаемых мод сигналов на ионосферных линиях ВЧ связи различной протяженности в задаче синхронизации / В.А. Иванов, А.А. Чернов // Сборник статей XVI межд. н-тех. конф. «Радиолокация, навигация, связь». - 2010. Т.2, с. 1077-1082.

92. Рябова, М.И. Моделирование распространения электромагнитного поля ионосферной волны в среде LabView. / М.И. Рябова, П.Е. Сарафанников,

A.А. Чернов // 51-я научная конференция МФТИ «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук». - Москва-Долгопрудный - 2008. Часть 8. - С. 64-68.

93. Иванов, В.А. Развитие теории синхронизации РТС декаметровой связи и панорамного зондирования ионосферы / В.А. Иванов, А.А. Чернов // Телекоммуникации. -2012. -№2. - С. 16-23.

94. Иванов В.А. Рябова Н.В., Чернов А.А. Синхронизация радиотехнических систем связи и зондирования ионосферных высокочастотных радиоканалов// Сборник статей XVII межд. н-тех. конф. «Радиолокация, навигация, связь». - 2011. Т.2, с. 1135-1146.

95. Иванов, В.А. Определение основных параметров многомерного коротковолнового радиоканала с использованием панорамного ионозонда /

B.А. Иванов, Н.В. Рябова, Д.В. Иванов, М.И. Рябова, А.Р. Лащевский, А.А. Чернов, P.P. Бельгибаев, А.А. Елсуков, В.В. Павлов // Вестник МарГТУ -Сер.: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. - 2011. -Т. 12. -№2. - С 15 -23.

96. Salous, S. Switching sequences for monostatic pulse compression ionospheric sounders / S. Salous, O. Nattour //4th Bangor Communicatios Symposium. - 1992. - P. 346-349.

97. Salous, S. Modelling of wideband HF radio channels / S. Salous, L. Bertel //International Conference on Antennas and Propagation, P0958, Davos. -2000.- P. 0958/1-4.

98. Salous, S. FMCW channel sounder with digital processing for measuring the coherence of wideband HF radio links / S. Salous // IEE PROCEEDINGS. - 1986.- V.133. - Pt. F. - № 5. - P. 456-462.

99. Lunborg, B. On the spectral width of chirpsounder signals / B. Lunborg, M. Lungren //J. Atmos. Terr. Phys. 1992, V. 54, No 3 -4. P.311-321.

100. Рекомендация МСЭ-R Р.1239-ЗЭталонные характеристики ионосферы, разработанные МСЭ-R

101. Егошин А. Б. Цифровая обработка сигналов в системе диагностики ионосферного канала связи // Цифровая обработка многомерных сигналов: Материалы Всерос. науч. конф. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 1996.-С. 183-185.

102. Батухтин В.И., Егошин А.Б., Иванов В.А., Шумаев В.В. Цифровая обработка зондирующих сигналов в аппаратуре диагностики ионосферного канала. // LII науч. сес., посвящ. Дню радио: Тез. докл. - М., 1997. - Ч. 1. -С. 207-208.

103. Батухтин В.И., Егошин А.Б., Иванов В.А., Колчев А.А., Шумаев В.В. Методы цифровой обработки сигналов радиолокационного зондирования ионосферы. //Радиолокация, навигация и связь: Тр. V междунар. науч.-техн. конф.- Воронеж, 1999. - Т. 2. - С.1025-1036.

104. Егошин А.Б., Иванов В.А., Колчев А.А., Шумаев В.В. Методы обработки и интерпретации ионограмм наклонного ЛЧМ-зондирования. // //Распространение радиоволн: Тез. докл. XIX Всерос. науч. конф. Казань, 22-25 июня 1999 г. - Казань, 1999. - С. 118-119.

105. Иванов, В.А. Способ синхронизации с высокой точностью систем декаметровой радиосвязи / В.А. Иванов, Н.В. Рябова, А.А. Чернов // Сборник

статей Межд. н-тех. сем. «Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов для связи и вещания». - 2011. с. 64-65.

106. Иванов, В.А. Исследование вопросов синхронизации при распространении в ионосфере сложных зондирующих сигналов / В.А. Иванов, A.A. Чернов // Сборник тезисов 17й Межд н-тех. конф. «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». - 2011. - Т. 1. с. 56-57.

107. Чернов, A.A. Синхронизация передатчика и приемника ЛЧМ-ионозонда / A.A. Чернов, Н.В. Рябова, М.И. Рябова // Сборник тезисов 16й Межд н-тех. конф. «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». - 2010. -T.l.c. 53-54.

108. Иванов, В.А. Программа управления расписанием работы ЛЧМ ионозонда / В.А. Иванов, Д.В. Иванов, Н.В. Рябова, A.A. Чернов // Свидетельство на программу для ЭВМ № 2011616611 23.06.2012. Роспатент. -М., 2012.

109. Иванов, В.А. Устройство и алгоритмы синхронизации радиотехнических систем связи и зондирования ионосферных высокочастотных радиоканалов / В.А. Иванов, Е.В. Катков, A.A. Чернов // Вестник МарГТУ (в наст. вр. ПГТУ): Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. - 2010.- №2. -С. 114 -126.

110. Иванов, Д.В. Новый программный комплекс для наклонного зондирования ионосферы непрерывным ЛЧМ сигналом / Д.В. Иванов, Н.Е. Тиманов, И.Е. Царев //Тезисы докладов XI региональной конференции по распространению радиоволн. - СПб. - 2005. - С. 41-43.

111. Иванов, Д.В. Применение линейно частотно модулированных сигналов для исследования сверхширокополосных ионосферных радиоканалов / Д.В. Иванов, В.А. Иванов, В.И. Куркин //Вторая всерос. науч. конф. «Сверхширокополосные сигналы в радиолокации связи и акустике». -Муром-2006.-С.31-41.

112. Иванов, Д.В. Цифровой JI4M ионозонд нового поколения / Д.В. Иванов, В.А. Иванов, А.Г. Чернов [и др.] //Сб. докл. IX Междунар. конф. «Радиолокация, навигация, связь». - 2003. - Т.2. - С.928-939.

113. Иванов, В.А. Разработка и испытание однопозиционного вертикального JI4M ионозонда с минимальной мощностью передатчика / В.А. Иванов, A.A. Елсуков // Вестник МарГТУ: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. - 2011.- Т.11.- №1. - С 75-81.

114. Иванов, В.А. Оптимизация конструкции широкополосного горизонтального диполя для решения сетевых задач радиозондирования ионосферы / В.А. Иванов, Н.В. Рябова, В.В. Павлов // Вестник МарГТУ: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. - 2011.- Т.П.- №1. С 61 -69.

115. Иванов, В.А. Исследование направленности КВ-антенн для зондирования ионосферы по всем азимутальным направлениям в условиях размещения над реальной поверхностью Земли / В.А. Иванов, Н.В. Рябова, В.В. Павлов // Вестник МарГТУ: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. - 2010.- №2, С 36 -52.

116. Иванов, В.А. Исследование времени распространения ВЧ сигналов в ионосфере в задаче синхронизации /В.А. Иванов, Н.В. Рябова, A.A. Чернов /Сб. трудов межд. сем. «Синхроинфо 2012». -2012. с. 119-121

117. Иванов, В. А. Исследование направленности КВ антенн для зондирования ионосферы по всем азимутальным направлениям в условиях размещения над реальной поверхностью Земли / В. А. Иванов, Н. В. Рябова, В. В. Павлов // Вестник Марийского государственного технического университета. Серия «Радиотехнические и инфо-коммуникационные системы». - 2010. - № 2. - С. 36-52.

118. Иванов, В. А. Оптимизация конструкции широкополосного горизонтального диполя для решения сетевых задач радиозондирования ионосферы / В. А. Иванов, Н. В. Рябова, В. В. Павлов // Вестник Марийского

государственного технического университета. Серия «Радиотехнические и инфокоммуникационные системы». -2011.-№ 1.-С. 61-68.

119. Егошин А.Б. Программное обеспечение системы автоматической обработки результатов диагностики ионосферного канала связи. // Вторые Вавиловские чтения. Йошкар-Ола, 1997, С. 294.

120. Егошин А.Б., Иванов В.А., Шумаев В.В. Разработка байка данных наклонного J14M зондирования ионосферы. // Тезисы докладов Международной конференции "Физика ионосферы и атмосферы Земли", Иркутск, 1998, С.64-65.

121. Егошин А.Б., Иванов В.А., Шумаев В.В., Дудник В.Ф. Разработка средств доступа к банку данных наклонного ЛЧМ-зондирования ионосферы в режимах on-line и off-line. // Тр. науч. конф. по итогам н.-и. работ Map. гос. техн. ун-та, ВИНИТИ №3248-В98, Йошкар-Ола, 1998 - С. 43-46.

122. Егошин А. Б., Иванов В. А., Шумаев В. В. Адаптивный банк данных наклонного ЛЧМ зондирования ионосферы //Тр. науч. конф. по итогам н.-и. работ МарГТУ. (Йошкар-Ола, 19-21 апр. 1999 г.). Секция «Радиофизика,

к* _

техника, локация и связь». - Йошкар-Ола: МарГТУ, 1999. - С. 2-8. - Деп. в ВИНИТИ 29.11.99, № 3518-В 99.

123. Иванов В. А., Чернов А. Г., Шумаев В. В. Интеграция в европейскую сеть ЛЧМ ионозондов // Тр. науч. конф. по итогам н.-и. работ Map. гос. техн. ун-та. Секц. радиофизики, техники, локации и связи / Map. гос. техн. ун-т. -Йошкар-Ола, 2001. - с. 2-17. - Деп. в ВИНИТИ 21.03.2002, № 515-В2002.

124. Иванов, В.А. Канальные параметры рассеяния для среднеширотной ионосферы / В.А. Иванов, Е.В. Катков, М.И. Рябова, A.A. Чернов // Вестник МарГТУ (в наст. вр. ПГТУ). Сер.: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. - Йошкар-Ола, 2011. - Т. 13. - № 3. - С. 93-101.

125. Иванов В.А., Рябова Н.В., Чернов A.A. Исследование времени прихода различных мод ВЧ-сигнала в широкой полосе частот и влияния на

него направленности используемых антенн // Сборник статей III Всероссийской научной конференции «Всероссийские радиофизические научные чтения-конференция памяти Н.А.Арманда». - 2010. - с. 150 - 154.

126. Бастракова, М.И. Определения диапазонов оптимальных рабочих частот среднеширотных радиолиний по данным наклонного зондирования ионосферы. / М.И. Бастракова, М.И. Рябова, П.Е. Сарафанников, A.A. Чернов // Сб. статей 52-я научная конференция МФТИ «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук». - Москва-Долгопрудный - 2009. Часть 8.-С. 41-44.

127. Иванов, В.А. Исследование влияния нестабильности ионосферы на частоту коррекции шкал времени для решения задачи поддержания синхронизма / В.А. Иванов, Н.В. Рябова, А.А.Чернов // Сб. докл межд. н-тех конф. «Проблемы техники и технологий телекоммуникаций» КАИ (ТУ), Казань.-2011.-С. 403-405.

128. Иванов, В.А. Влияние эффектов распространения коротких радиоволн в ионосфере на синхронизацию систем связи и зондирования / В.А.Иванов, Д.В. Иванов, A.A. Чернов// Сборник тезисов БШФФ 2011. -2011. с. 83-84.

129. Иванов, В.А. Оценка параметров рассеяния в ионосферном радиоканале /В.А. Иванов, Д.В. Иванов, Е.В. Катков, М.И. Рябова, A.A. Чернов / Сб. трудов межд. сем. «Синхроинфо 2012».-2012. с. 116-119.

130. Вертоградов, Г.Г. Оценка угловых характеристик декаметровых волн по результатам ЛЧМ зондирования ионосферы / Г.Г. Вертоградов, О.С. Хоружий // XXI Всероссийская научная конференция Распространение радиоволн. - 2005. - Т.2, С.307-311.

131. Свидетельство об официальной регистрации базы данных 2007620025 Российская Федерация, Банк данных наклонного зондирования ионосферы/ Иванов Д.В.; заявитель и правообладатель ГОУ ВПО Марийский

государственный технический университет. - № 2006620349 ; заявл. 07.11.06 ; зарегистрировано. 09.01.07, в Реестре баз данных

132. The radiation patterns of an antenna in MM ANA for Tronan Macro Machine /В. А. Иванов, H. В. Рябова, В. В. Павлов // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ К» 2011619372 от 07.12.2011 г. Роспатент. - Москва, 2011.

133. The optimum orientation of an antenna. Ver. 1.0 / В. А. Иванов, П. В. Рябова, В. В. Павлов // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011619373 от 07.12.2011 г. Роспатент. - Москва, 2011.