Методи та засоби формування й оброблення сигналів для підвищення ефективності телекомунікаційних систем та мереж передавання даних

Abstract

Дисертація присвячена розробленню методів та засобів формування й оброблення сигналів для підвищення технічної ефективності телекомунікаційних систем та мереж з обмеженими смугою пропускання та потужністю сигналу при передаванні даних в умовах завад. Запропоновано нове сімейство високоефективних модуляцій на основі амплітудної модуляції багатьох складових (АМБС), N -вимірний простір демодуляції, принципи функціонування засобів для здійснення модуляції й демодуляції АМБС-сигналів, що дозволило підвищити ефективність телекомунікаційних систем та мереж. Запропоновано метод дослідження й оптимізації сигнально-кодової конструкції за критерієм максимальної інформаційної ефективності телекомунікаційної системи чи мережі передавання даних, що дозволяє виявити найбільш ефективні серед відомих та нових запропонованих сигнально-кодових конструкцій. Удосконалено теоретичні основи визначення технічної ефективності телекомунікаційних систем та мереж, аналітичні співвідношення для визначення частотних та енергетичних характеристик модулюючих та модульованих сигналів, математичні моделі телекомунікаційної мережі доступу на основі симетричних і коаксіальних ліній зв’язку, телекомунікаційної системи на основі волоконно-оптичних ліній зв’язку та телекомунікаційної системи на основі радіоліній, що дозволило підвищити точність визначення ефективності досліджуваних систем чи мереж. Запропоновано вдосконалені методи адаптивного передавання даних у телекомунікаційних мережах доступу на основі симетричних і коаксіальних ліній зв’язку, волоконно-оптичних системах передавання, системах дистанційного зондування Землі, супутникових системах зв’язку, радіорелейних системах передавання прямої видимості та інших аналогічних системах із використанням АМБС, що дозволило мінімізувати ймовірність бітової помилки при передаванні даних із заданою швидкістю, максимізувати швидкість передавання даних та підвищити ефективність системи чи мережі. Диссертация посвящена разработке методов и средств формирования и обработки сигналов для повышения технической эффективности телекоммуникационных систем и сетей с ограниченными полосой пропускания и мощностью сигнала при передаче данных в условиях помех. Предложено новое семейство высокоэффективных модуляций на основе амплитудной модуляции многих составляющих (АММС), метод повышения эффективности каналов электросвязи в радиотехнических и телекоммуникационных системах при использовании АММС с применением запатентованного способа, N -мерное пространство демодуляции, необходимое для представления АММС-сигналов с N составляющими при их демодуляции, принципы функционирования средств для осуществления модуляции и демодуляции АММС-сигналов с использованием запатентованного устройства, что позволило повысить эффективность телекоммуникационных систем и сетей передачи данных. Предложен метод исследования и оптимизации сигнально-кодовой конструкции за критерием максимальной информационной эффективности телекоммуникационной системы или сети передачи данных средствами математического моделирования, который позволяет выявить наиболее эффективные среди известных и новых предложенных сигнально-кодовых конструкций. Усовершенствованы теоретические основы определения технической эффективности телекоммуникационных систем и сетей, что позволило комплексно оценить их техническую эффективность. Усовершенствованы аналитические соотношения для определения частотных и энергетических характеристик модулирующих и модулированных сигналов, что позволило повысить точность при определении и сравнении характеристик сигналов, влияющих на эффективность телекоммуникационных систем и сетей. Усовершенствованы математические модели телекоммуникационной сети доступа на основе симметричных и коаксиальных линий связи, телекоммуникационной системы на основе волоконно-оптических линий связи и телекоммуникационной системы на основе радиолиний, что позволило повысить точность определения эффективности исследуемых систем или сетей, осуществлять анализ известных и синтез новых высокоэффективных систем или сетей, а также оптимизировать параметры их отдельных компонентов с целью повышения эффективности. Предложены три усовершенствованные методы адаптивной передачи данных: в телекоммуникационных сетях доступа на основе симметричных и коаксиальных линий связи, волоконно-оптических системах передачи, системах дистанционного зондирования Земли, спутниковых системах связи, радиорелейных системах передачи прямой видимости и других аналогичных системах с использованием АММС, что позволило минимизировать вероятность битовой ошибки при передаче данных с заданной скоростью, максимизировать скорость передачи данных при заданной вероятности ошибки и повысить эффективность системы или сети. A thesis was devoted to development of methods and facilities of signal forming and processing for technical efficiency increasing of the telecommunication systems and networks with limited bandwidth and signal power in case of data transmission in the conditions of noises. The new high efficient modulation group based on amplitude modulation of many components (АМMС), N -measured space of demodulation, functioning principles of facilities for realization of modulation and demodulation of АМMС-signals was offered, that allowed to increase the efficiency of the telecommunication systems and networks. The method of research and optimization of signal-code construction by the criterion of maximal informative efficiency of the data transmission telecommunication system or network was offered, that allows to find most effective among the known and new offer signalcode constructions. Theoretical bases for determination of technical efficiency of the telecommunication systems and networks, analytical correlations for determination of frequency and energy descriptions of modulating and modulated signals, mathematical model of the telecommunication access network based on symmetric and coaxial communication lines, mathematical model of the fiber optic telecommunication system and mathematical model of the telecommunication system based on radio line was modernized, that allowed to increase exactness of determination of the explore systems or networks efficiency. The modernized methods of adaptive data transmission in the telecommunication access networks based on symmetric and coaxial telecommunication lines, fiber optic telecommunication systems, systems of the remote sensing of Earth, satellite systems, radio relay transmission systems of direct visibility and others similar systems with the use of АМMС was offered, that allowed to maximize a speed of data transmission and increase the efficiency of the system or network.