Исследование пути создания национальной сети связи Иордании тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.13, кандидат технических наук Аль Шахван Валид

• Аль Шахван Валид
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Аль Шахван Валид

Введение

Глава 1. Задача комплексирования локальных сетей связи Иордании.

1.1. Обзор сетей сотовой связи в Иордании.

1.2. Условия работы линий связи.

1.3. Возможные пути построения единой сети связи

Иордании.

Выводы

Глава 2. Передача информации по сети связи.

2.1. Кабельные каналы связи.

2.2. Радиоканалы сетей связи.

2.3. Расчет типовых трасс радиорелейной связи для условий Иордании.

Выводы

Глава 3. Пути повышения достоверности передачи информации по сети связи.

3.1. Возможности использования разнесенного приема в сети связи.

3.2. Помехоустойчивое кодирование информации.

3.3. Возможности комплексного использования методов кодирования и комбинирования разнесенных сигналов

3.3.1. Метод комплексирования.

3.3.2. Влияние тепловых шумов.

3.3.3. Помехи в виде быстрых замираний.

3.3.4. Внешние помехи.

3.4. Разработка структур для реализации комплексного использования преимуществ помехоустойчивого кодирования и разнесенного приема. g^

Выводы

Глава 4. Практическое обоснование комплексного метода повышения достоверности передачи информации.

4.1. Моделирование процесса передачи сигнала по каналам связи при воздействии помех и шума.

4.2. Моделирование предложенного метода повышения достоверности передачи информации.

4.3. Результаты экспериментальных исследований.

Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование пути создания национальной сети связи Иордании»

Актуальность темы. Как и в других странах, современная жизнь в Иордании характеризуется повышенной деловой активностью населения. Для Иордании, как для развивающейся страны, эта тенденция выражена в еще большей ( степени, чем для многих других стран. В то же время любая информация коммерческого, управленческого или частного характера не может быть использована, если не имеется средств для ее передачи, отсутствуют каналы связи и соответствующее оборудование.

Бурное развитие отдельных регионов мира, которые сейчас во многом I лидируют и задают тон в современном развитии, было невозможно без совершенствования и широкого использования средств связи. Необходимость получения и обладания информацией в определенное время, увеличение объема этой информации, уменьшение сроков ее доставки до адресата, возможность ее оперативной передачи и приема делает мобильную связь неотъемлемым атри-^ бутом действительности. Если развивающие регионы не собираются увеличивать разрыв в развитии своего хозяйства от развитых регионов, а стремятся этот разрыв сократить, то им для сокращения этого разрыва необходимо усиленными темпами развивать передовые отрасли, включая современную сотовую связь. h Без средств мобильной связи сейчас трудно представить жизнь не только в мегаполисе, но и в удаленных провинциях. Пользование этими средствами становится не роскошью или удовольствием, а потребностью, а во многих случаях и необходимостью.

Особую актуальность использование средств мобильной связи имеет в Иг тех районах, где стоимость прокладки новых проводных телефонных линий слишком высока. Иордания с ее большими пространствами, занятыми пустынными и полупустынными районами с редким населением, тем не менее, также нуждающимся в средствах общения, представляет типичный пример подобной ситуации, где использование сотовых систем связи особенно актуально.

При разработке единой сети связи Иордании (ЕССИ) возникают актуальные задачи анализа возможных путей построения сети и синтеза методов и алгоритмов построения, наилучшим образом отвечающих климатическим и географическим условиям Иордании. f Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является разработка метода построения единой сети связи Иордании и алгоритмов работы систем связи при его использовании.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

- проведен обзор существующих сетей связи в Иордании и даны рекомен-\ дации по их применению в ЕССИ;

- исследованы условия работы линий связи в стране при использовании радиоканалов, а также кабельных медных и оптоволоконных каналов:

- предложен, исследован и экспериментально обоснован метод комплексного использования кодирования сигналов и разнесения при передаче инфор мации по ЕССИ.

Объектом исследования являются линии дуплексной связи базовых станций ЕССИ.

Предметом исследования являются методы и алгоритмы функционирования линий связи в условиях Иордании, s Методы исследования. В работе использован аппарат математического анализа, методы математического моделирования, методы системного анализа и положения теории эксперимента.

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

- предложен и исследован метод комплексного использования помехоустойчивого кодирования и комбинирования разнесенных сигналов;

- предложена структура комплекса, моделирующего работу систем связи, использующих метод комплексного использования помехоустойчивого кодирования и комбинирования разнесенных сигналов;

- разработан и экспериментально исследован алгоритм работы систем связи при использовании комплексного метода.

Достоверность результатов подтверждается использованием апробированного математического аппарата, логической обоснованностью разработанных положений, результатами модельных и натурных экспериментов.

Практическая значимость работы заключается в том, что:

- предлагаемый комплексный метод применения помехоустойчивого кодирования и разнесенного приема на радиорелейных линиях позволяет создавать интервалы радиорелейной связи при недостатке энергетического потенциала;

- созданный комплекс, моделирующий работу систем связи, применяющих совместно помехоустойчивое кодирование и комбинирование разнесенных сигналов, позволил выработать практические рекомендации для расчета интервалов радиорелейной связи повышенной протяженности.

На защиту выносятся научно обоснованные технические разработки, имеющие существенное значение для экономики страны, в рамках решения задачи создания единой системы связи Иордании, а именно:

- комплексный метод применения помехоустойчивого кодирования и разнесенного приема на радиорелейных линиях связи;

- результаты анализа помехоустойчивости при комбинировании разнесения сигналов и кодирования в различных условиях работы систем связи;

- структуры для реализации комплексного использования преимуществ методов кодирования и комбинирования разнесенных сигналов.

Личный вклад автора. Основные идеи и технические решения предложены лично автором и явились результатом исследований, в которых автор принимал непосредственное участие в течение последних 3 лет. За это время им опубликовано 6 научных работ.

Результаты работы внедрены:

1. В исследовательские разработки фирмы "Hijaz for telecommunication", Иордания; (акт внедрения от 02.09.2007 г.).

2. В учебный процесс Владимирского государственного университета при изучении дисциплины «Системы мобильной радиосвязи» (акт внедрения от 13.06.2007 г.).

Апробация работы и публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ, в том числе статья в рекомендованном списком ВАК журнале. Основные результаты работы апробированы на 3-х научно-технических конференциях, в том числе: 6-й Международной научно-технической конференции "Перспективные технологии в средствах передачи информации", Владимир, 2005; IV международной научно-практической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» Intermatic - 2005, Москва, МГИРЭА, ч.2; тезисах докладов МНТК «Экономика и управление: Теория и практика». - Владимир, ВГПУ, 2006.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений.

Заключение диссертации по теме «Системы, сети и устройства телекоммуникаций», Аль Шахван Валид

Выводы

Результаты модельных экспериментов позволяют сделать следующие выводы:

1. При случайной помехе повреждающей один символ вероятность ошибки снижается на несколько порядков

2. При переодической помехе повреждающей один символ одновременно в каждом канале разнесения вероятность ошибки значительно снижается и даже при длинах блока больше периода повторения помехи и высоком уровне шумов снижается как минимум на 2 порядка.

3. При групповой периодической помехе метод комбинирования также дает возможность восстановления информации при длинах блока втрое больше группы поврежденных символов.

4. При групповой периодической помехе не привязанной к определенному интервалу блока, заметно повышение помехоустойчивости при длинах блока вдвое больше группы поврежденных символов.

5. При хаотической помехе повреждающей группу символов, даже при крайне неблагоприятной помеховой и шумовой обстановке, заметно повышение помехоустойчивости и при длинах блока вдвое больше группы поврежденных символов вероятность ошибки снижается на порядок.

6. В целом, можно отметить, что метод комплексирования, при правильном подборе параметров кодека, способен снизить вероятность ошибки на несколько порядков, а с учетом реальных вероятностей помех составляющих с о улучшить достоверность передачи информации на 30-50 дБ.

Заключение

Разработана единая сеть связи Иордании, объединяющая локальные сети страны, которые было необходимо объединить в общую национальную сеть связи.

Кабельные линии связи требуют больших затрат при построении и эксплуатации, поэтому основными в единой сети связи Иордании должны стать радиорелейные линии связи, но вдоль автомагистралей, железных дорог и линий электропередач нужно применить существующие кабельные линии связи.

Для построения однопролетных интервалов радиорелейной связи повышенной протяженности через пустынные районы страны предложен метод повышения энергопотенциала линии путем комплексного применения методов разнесенного приема и помехоустойчивого кодирования. Метод комплексного использования кодирования сигналов и разнесения при передаче информации по ЕССИ исследован и экспериментально обоснован. Исследования помехоустойчивости для линий связи с комплексиро-ванием помехоустойчивого кодирования и комбинирования разнесенных сигналов при воздействии тепловых шумов и замираний показали, что при периодической помехе даже при длинах информационного блока больше периода повторения помехи вероятность ошибки снижается как минимум на 2 порядка.

Показано, что метод комплексирования, при правильном подборе параметров кодека, способен снизить вероятность ошибки на несколько порядков,

5 7 а с учетом реальных вероятностей ошибки в каналах связи (10" - 10" X улучшить достоверность передачи информации на 30-50 дБ, что эквивалентно увеличению протяженности интервала радиорелейной связи на 2040 км.

6. Определены варианты формирования передаваемых цифровых сигналов для предложенного метода, обеспечивающие безошибочную передачу информации при одновременном поражении помехами всех лучей разнесения сигналов.

7. Предложена структура комплекса, моделирующего работу систем связи, использующих метод комплексного использования помехоустойчивого кодирования и комбинирования разнесенных сигналов, разработан и экспериментально исследован алгоритм работы для таких систем связи при воздействии шумов, замираний и помех различного типа.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Аль Шахван Валид, 2007 год

1. Скляр, Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение/ пер. с англ. М.: Изд. дом "Вильяме", 2003. - 1104с.

2. Кловский, Д.Д. Передача дискретных сообщений по радиоканалам. М.: Связь, 1969.-375 с.

3. Миддлтон, Д. Введение в статистическую теорию связи / пер. с англ. -М.: Сов.радио, 1961, Т. 1,-782 с, 1962, Т.2-831 с.

4. Немировский А.С., Системы связи и радиорелейные линии / А.С. Немировский, Е.В. Рыжков-М.: Связь, 1980. 432 с.

5. Немировский, А.С. Борьба с замираниями при передаче аналоговых сигналов. М.: Радио и связь, 1984. - 208 с.

6. Полушин, П.А. Избыточность сигналов в радиосвязи / П.А. Полушин, А.Г. Самойлов М.: Радиотехника, 2007. - 256 с.

7. Связь с подвижными объектами в диапазоне СВЧ. / пер. с англ. // Под ред. М.С. Ярлыкова. М.: Связь, 1979. - 520 с.

8. Системы мобильной связи / Под ред. В.П. Ипатова. М.: Горячая линия -Телеком, 2003.-272 с.

9. Аль-Шахван Валид, Самойлов А.Г. Необходимость инвестиций в телекоммуникации в Иордании // Материалы международной научно-практической конференции «Экономика и управление: теория и практика» Владимир: ВГПУ, 2006. С. 11-12.

10. Варакин, Л.Е. Сотовые системы подвижной связи / Л.Е. Варакин, В.Н. Трубин // Радиотехника и электроника, 1986. №2. - С. 3-32.

11. Ратынский, М.В. Основы сотовой связи. М.: Радио и связь, 1998. - 392 с.

12. Телекоммуникационные системы и сети. В 3-х т. Т.2. Радиосвязь, радиовещание и телевидение / Под ред. В.П. Шувалова. Горячая линия-Телеком, 2004. - 672 с.

13. Шмалько, А.В. Цифровые сети связи: Основы планирования ипостроения. М.: Эко-Трендз, 2001. - 282 с.

14. Феер, К. Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции ирасширения спектра / пер. с англ. // Под ред. В.И. Журавлёва. М.: Радио и связь, 2000. - 457 с.

15. Галкин, А.П. Моделирование каналов систем связи / А.П. Галкин, А.Н. Лапин, А.Г. Самойлов. М.: Связь, 1979. - 94 с.

16. Nakagami, М. The m-Distribution a General Formula of Intensity Distribution of Rapid Fading. Statistical Methods in Radio Wave Propagation, New York, 1960.-190 p.

17. Xia, H. A simplitied analytical motel for preticting path lossin urban and suburban environments /H.Xia // IEEE Trans. 1997.- VT-46. - P. 17-181.

18. Коржик, В.И. Помехоустойчивое кодирование дискретных сообщений в каналах со случайной структурой / В.И. Коржик, Л.М. Финк М.: Связь, 1979.- 272 с.

19. Андрианов, В.И. Сотовые, пейнджинговые и спутниковые средства связи /В.И. Андрианов, А.В. Соколов СПб.: БХВ-Петербург; Арлит, 2001.-400 с.

20. Варакин, Л.Е. Теория систем сигналов. М.: Сов. Радио, 1978. - 304 с.

21. Телекоммуникационные системы и сети / Под ред. В.П. Шувалова- М.: Горячая линия Телеком, 2003, т. 1 - 647 е.; 2004, т. 2 - 672 с.

22. Петрович, Н.Т. Системы связи с шумоподобными сигналами / Н.Т. Петрович, М.Х. Размахнин М.: Сов. радио, 1969. - 232 с

23. Ziemer, R. Introduction to Digital Communication / R.Ziemer, R.Peterson -2d ed. New York, Prentice Hall, 2001.-378 p.

24. Прокис, Дж. Цифровая связь. Пер. с англ./ Под ред. Д.Д. Кловского М.: Радио и связь, 2000. - 638 с.

25. Цифровая обработка сигналов / Под ред. А.Б. Сергиенко СПб.: Питер, 2003. - 604 с.

26. Ширман, Я.Д. Разрешение и сжатие сигналов. М.: Сов. радио, 1974. - 360 с.

27. Фано, Р. Передача информации. Статистическая теория связи / пер. сангл. М.: Мир, 1965.-438 с.

28. Некоторые вопросы теории кодирования. Сборник переводов. / пер.с.англ. // Под ред. Э.Л. Блоха и М.С. Пинскера. М.: Мир, 1970 - 275 с.

29. Самсонов, Б.Б. Теория информации и кодирования / Б.Б.Самсонов и др. Ростов-н/Д, Феникс, 2002. - 288 с.

30. Злотник, Б.М. Помехоустойчивые коды в системах связи. М.: Радио и связь, 1989.-232 с.

31. Шеннон, К. Работы по теории информации и кибернетике / пер.с.англ. -М.: Изд-во иностранной литературы, 1963. 830 с.

32. Андронов, И.С. Передача дискретных сообщений по параллельным каналам /И.С. Андронов, JI.M. Финк. М.: Сов. радио, 1971 - 406 с.

33. Blahut, R.E. Theory and Practice of Error Control Codes. Addison Wesley Publishing Company, Inc., Reading, Mass, 1983. - 412 p.

34. Clark, G.C. Error Correction Coding for Digital Communications / G.C.Clark, J.B.Cain. -Plenum Press, New York, 1981. 388 p.

35. Gallager, R.G. Information Theory and Reliable Communication. John Wiley and Sons, Inc., New York, 1968. - 487 p.38,39,40,414445,4647,4849,50