Содержание к диссертации
Введение
1. Исследование оптимизации расположения базовых ретрансляторов коротковолновой системы связи 12
1.1. Постановка задачи размещения базовых станций 16
1.2. Алгоритмы решения 20
1.3. Программа подготовки данных для программы расстановки БС 26
1.4. Программа расстановки БС 28
1.5. Вычислительный эксперимент 30
2. Исследование коэффициента исправного действия при разнесенном приеме в коротковолновом канале связи 45
2.1. Имитационно-аналитическая модель KB канала связи 48
2.2. Программа имитации разнесенного приема 60
2.3. Описание вычислительного эксперимента 62
2.4. Аппроксимация результатов вычислительного эксперимента 66
2.5. Шкала Гаусса 69
3. Исследование явления «обратная работа» в фазоманипулированном канале связи 71
3.1. Обнаружение «обратной работы» при двухпозиционной ФМ 73
3.2. Явление «обратной работы» при многопозиционной ФМ 76
3.3. Схема демодулятора для определения обратной работы 80
3.4. Компьютерная имитационная модель передачи цифровых сообщений при двухпозиционной ФМ 88
4. Достоверность и эффективность разработанных алгоритмов 92
4.1. Среда программирования 94
4.2. Программа подготовки данных для программы размещения базовых станций 95
4.3. Программа аппроксимации данных вычислительного эксперимента 97
4.4. Программы перехода к шкале координат гаусса 98
4.5. Программа размещения базовых станций 100
4.6. Программа имитационного моделирования разнесенного приема в коротковолновом канале связи 110
4.7. Программа моделирования явления «обратная работа» в фазоманипулированном канале связи 113
4.8. Оценка эффективности разработанных алгоритмов 115
4.9. Применимость разработанных алгоритмов к системам мониторинга 119
Основные результаты четвертой главы 122
Заключение 123
Список литературы 125
Приложение
- Программа подготовки данных для программы расстановки БС
- Аппроксимация результатов вычислительного эксперимента
- Компьютерная имитационная модель передачи цифровых сообщений при двухпозиционной ФМ
- Программа подготовки данных для программы размещения базовых станций
Введение к работе
Актуальность работы
Широко известно, что коротковолновая радиосвязь играет важную роль при передаче информации на дальние и сверхдальние расстояния ведомственными и вневедомственными службами, силовыми структурами и другими организациями [14, 39]. Конкуренцию в решении подобных задач могут составлять лишь спутниковые системы связи, которые обладают большей пропускной способностью канала связи, а также большей надежностью передачи информации.
Неоднократно высказывались предположения о вытеснении коротковолновой связи другими более надежными и скоростными видами связи. Однако такого не произошло в силу того, что коротковолновые системы связи' обладают такими важными особенностями как высокая живучесть, сравнительная простота и малая стоимость создания и обслуживания. Эти особенности делают коротковолновые системы незаменимыми при резервировании других систем связи [14, 33, 74].
Показательно то, что коротковолновая связь занимает важное место в системе военной радиосвязи стран НАТО. Глобальная коротковолновая система связи (High Frequency Global Communications System) [85, 86, 120] состоит из мощных (несколько киловатт) базовых станций, обеспечивает управление и контроль над всеми агентствами Министерства обороны, самолетами и кораблями; обеспечивает поддержку союзным силам, в соответствии с соглашениями и международными протоколами. Также данная система поддерживает сообщение о чрезвычайных действиях (Emergency Action Message).
Таким образом, актулаьным представляется вопрос о развертывании коротковолновой системы связи на территории России [14, 39, 74]. Подобная система будет способна решить вопрос связи на территориях с малой
плотностью населения, решить вопрос резервной системы связи, обладая при этом высокой экономической эффективностью. Кроме того, на базе подобной системы связи возможна организация многоцелевых систем мониторинга [44, 103], охватывающих всю территорию страны.
Учитывая все вышеизложенное, следует признать актуальной задачу разработки алгоритмов, повышающих эффективность коротковолновых систем связи.
Цель работы
Целью диссертационной работы является разработка методов и алгоритмов, улучшающих технические и экономические характеристики систем связи KB диапазона. Исследования проводились в следующих направлениях:
Исследование оптимизации расположения базовых ретрансляторов коротковолновой системы связи. При проектировании мобильных систем связи необходимо решать задачу оптимизации положения базовых станций в зоне обслуживания. Оптимальным считается такое положение станций, при котором заданный уровень качества сигнала обеспечивается в любой точке зоны обслуживания при минимальном числе базовых станций. Использование методов оптимизации для решения подобных задач позволяет значительно сократить суммарные издержки на реализацию различных систем связи.
Исследование коэффициента исправного действия разнесенном приеме в коротковолновом канале связи. Как известно, для борьбы с замираниями в каналах связи существует множество методов, так называемого, разнесенного приема [30, 56]. Разнесенный прием играет большую роль в борьбе как с замираниями в каналах связи, так и с влиянием аддитивных помех от посторонних радиостанций. В связи с тем, что разнесенные каналы в среднем коррелированны, оценка коэффициента исправного действия при N разнесенных каналах КИД, = 1 - (1 — КИДі)"
представляется не вполне точной. Представляет интерес дать более точную оценку коэффициента исправного действия коротковолнового канала связи при разнесенном приеме.
- Исследование явления «обратная работа» в фазоманипулированном канале
связи. Широко известен способ приема фазоманипулированных сигналов,
который позволил исключить явление "обратной работы". Этот способ
носит название относительная фазовая манипуляция. Недостатком
относительной фазовой манипуляции является то, что ошибки, которые
появляются на выходе приемного устройства под влиянием помех,
способны группироваться парами, что делает неэффективным применение
кодов, обнаруживающих и исправляющих только одиночные ошибки в
кодовых комбинациях. Актуален вопрос устранения недостатков
относительной фазовой манипуляции.
Задачи исследований
Разработка и реализация алгоритма расстановки базовых станций коротковолновой системы связи. В рамках данного направления решались следующие задачи: исследование методов оптимизации при расстановке базовых станций систем связи; постановка задачи о расстановке базовых станций коротковолновой системы связи; исследование математических алгоритмов решения задачи о расстановки базовых ретрансляторов; разработка гибридного алгоритма для решения данной задачи; разработка компьютерной программы расстановки базовых станций; исследование эффективности разработанного алгоритма при решении ряда тестовых задач по расстановке базовых станций систем связи.
Разработка алгоритма нахождения коэффициента исправного действия при приеме в условиях разнесенного приема, в частности, при регионально-разнесенном и частотно разнесенном приеме в коротковолновом канале связи при коррелированных в среднем разнесенных каналах. При решении данного вопроса рассматривались следующие задачи: изучение методов
разнесенного приема и их эффективности; изучение моделей каналов связи
коротковолнового диапазона; разработка компьютерной имитационной
модели коротковолнового канала связи: имитация трассовых испытаний
канала связи с целью апробации модели; доработка программы
моделирования канала связи с целью получения значения коэффициента
исправного действия при различных видах разнесенного приема и при
различной степени корреляции между разнесенными каналами; оценка
коэффициента исправного действия коротковолнового канала связи при
частотном и региональном разнесенном приеме.
- Разработка алгоритма для устранения явления «обратная работа» в
фазоманипулированном канале связи, без последующей необходимости
использования избыточного кодирования. Задачи, решаемые на данном
этапе: изучения явления «обратная работа», возникающего в
фазоманипулированном канале связи и методов борьбы с этим-явлением;
разработка специализированного кода, основанного на.разностных методах,
кодирования с целью устранения явления «обратная работа» без потери
пропускной способности канала связи; разработка компьютерной
программы, имитирующей передачу сообщения по
фазоманипулированному каналу связи с имитацией «обратной работы»; апробация разработанного разностного кода на программе-имитаторе. Методы исследований
Работа проведена с использованием методов имитационно-аналитического моделирования [19]. Решения задач базируются на экспериментальных данных и известных теоретических положениях дискретного анализа и исследования операций, теории разностных методов, теории передачи дискретных сообщений, теории случайных процессов и математической статистики, теории методов разнесенного приема и математического моделирования.
Основные научные положения, защищаемые автором
Гибридный алгоритм для решения задачи размещения базовых станций коротковолновых систем связи, отличающийся простой математической моделью и эффективностью при решении поставленной задачи.
Алгоритм определения коэффициента исправного действия при разнесенном приеме в коротковолновом канале связи, отличающийся тем, что учитывается корреляция в разнесенных каналах.
Алгоритм передачи информации по фазоманипулированному каналу связи, который позволяет избавиться от явления «обратная работа», без последующего использования избыточных кодов.
Достоверность научных результатов
Достоверность полученных результатов подтверждается корректностью разработанных математических моделей, их адекватностью по известным критериям оценки изучаемых процессов, использованием известных положений фундаментальных, наук, сходимостью полученных теоретических результатов с данными эксперимента, а также с результатами исследований других авторов.
Новизна научных положений
Научной новизной обладают:
Гибридный алгоритм решения задачи размещения базовых станций коротковолновых систем связи.
Алгоритм определения коэффициента исправного действия при разнесенном приеме в коротковолновом канале связи при коррелированных разнесенных каналах.
Алгоритм передачи информации по фазоманипулированному каналу связи, который позволяет избавиться от явления «обратная работа», без последующего использования избыточных кодов для обнаружения сдвоенных ошибок, что увеличивает пропускную способность канала связи.
Личный вклад автора
Автором выполнен основной объем исследований: постановка задач исследования, разработка и реализация алгоритмов в программной среде, проведение вычислительных экспериментов, анализ и обобщение полученных данных, проведен расчет технико-экономической эффективности разработанных решений, сформулированы основные положения диссертации, составляющие её новизну и практическую значимость.
Практическая ценность
Результаты работы использовались при проведении следующих НИОКР:
«Система региональной связи в средневолновом диапазоне для подвижных и удаленных абонентов». Цель НИОКР: Исследование и научное обоснование реализации сети СВ диапазона для подвижных абонентов на территории отдельных регионов РФ с малой плотностью населения [79].
«Теоретическое обоснование и моделирование сети коротковолновой радиосвязи для автоматической передачи корректирующих кодов и координат подвижных объектов навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС». Цель НИОКР: решение задач, связанных с разработкой возможностей пользователям навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС автоматически передавать данные о своих координатах по заданным адресам в пределах России и всего евразийского континента, используя для этого коротковолновую сеть связи [80].
Апробация работы
Материалы исследования докладывались и получили положительную оценку на научных конференциях:
IV Международный технологический конгресс, г. Омск, 2007.
XIII Международная научно-техническая конференция «Радиолокация, навигация, связь», г. Воронеж, 2007.
International Conference on computational Technologies in Electrical And Electronics Engineering, г. Новосибирск, 2008.
Ill Межрегиональный информационный конгресс «МИК-2008», г. Омск, 2008.
Всероссийская научно-техническая конференция «Россия молодая: передовые технологии в промышленность», г. Омск, 2008. Публикации
Основное содержание диссертации отражено в 8 публикациях, 2 из которых в журналах одобренных ВАК.
Объем и структура диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка, включающего 121 наименований, и приложений.
Вывод
Перечисленные положения, выносимые на защиту, решают важную проблему повышения эффективности коротковолновых систем связи и мониторинга.
Программа подготовки данных для программы расстановки БС
Программа Pic_analysis предназначена для получения входных данных для программы расстановки БС. Программа анализирует специально созданное растровое изображение территории, на которой необходимо располагать БС, и генерирует матрицу Мт, которая полностью характеризует данную территорию. Так же генерируется матрица МБС, которая характеризует область действия БС. Блок-схема программы Pic_analysis представлена на рис. 1.2: Исходная территория разбивается на квадратные участки сравнительно малого размера (по сравнению с исходной территорией). Каждый пиксель изображения характеризует такой квадратный участок. Программа считывает цвет [/][/] пикселя в изображении в шестнадцатеричной системе i = l,h; 7 = 1,/. Если, к примеру, цвет пикселя #FFFFFF, то Af[/][y ]=0. После анализа всего изображения, матрица М записывается в файл. Заданная территория представляет собой изображение, в котором пункты, которые нуждаются в покрытии системой связи, обозначаются цветом #000000.
Пункты, которые не нуждаются в покрытии, обозначаются цветом #FFFFFF. Пункты, в которых можно устанавливать БС, обозначаются цветом #FF000. Область действия БС представляет собой изображение, в котором пиксели, обозначающие, что в этом пункте достигается заданная категория обслуживания абонента, цвета WOFFOO. Все остальные пиксели цвета ttFFFFFF. Программа BS_install предназначена для автоматизированной расстановки БС на заданной территории с использованием жадного алгоритма и модификации жадного алгоритма. Входные данные программы: - матрица Mf, - матрица МБС, - местоположение пунктов, где БС устанавливаются по умолчанию, без участия алгоритма расстановки оператором программы; - количество БС, устанавливаемых автоматически, с использованием алгоритма расстановки; - количество близлежащих пунктов т для каждого пункта, где жадный алгоритм установил БС; - способ перебора расстановок БС по близлежащим пунктом (включая БС, установленные оператором программы, или нет). Выходные данные программы BS_install: - местоположение пунктов в Мт, для БС установленных с помощью жадного алгоритма и модификации жадного алгоритма; - процент покрытия территории БС — каждой в отдельности и всеми вместе; - условное изображение исходной территории с нанесенными на нее зонами действия БС. Блок-схема программы расстановки БС представлена на рис. 1.3.
Программа позволяет устанавливать кР БС оператором без помощи алгоритма, к — количество БС, установленных оператором (кр), плюс количество БС, установленных жадным алгоритмом (кА). тк - количество переборов расстановок БС при использовании модификации жадного алгоритма. Большая часть эвристических методов основана на частичном переборе покрытий с учетом накапливаемой при этом статистической информации. Как правило, сравнение эвристик осуществляется на основе вычислительного эксперимента, так как априорные оценки точности на практике часто оказываются далеки от экспериментальных результатов, а теоретический вероятностный анализ затрудняется сложностью вычислительных схем. Экспериментальные исследования разработанных алгоритмов проводились с целью получения информации о времени счета и изучения зависимости поведения алгоритмов от входных данных. Для исследования алгоритмов решения задачи (1.4) - (1.6) в настоящей работе использовалось две различных территории для покрытия: Россия и Омская область. В качестве рекордов, относительно которых сделаны выводы о работе предложенных алгоритмов, были приняты наилучшие решения, найденные с помощью этих алгоритмов.
Аппроксимация результатов вычислительного эксперимента
На практике часто возникает необходимость найти функциональную зависимость между величинами х и у, которые получены в результате эксперимента. Отыскание такой зависимости называется интерполяцией функции. Для вычисления многих функций оказывается эффективно приблизить их полиномами или дробно-рациональными функциями [3, 4, 72]. Метод наименьших квадратов — один из методов регрессионного анализа для оценки неизвестных величин по результатам измерений, содержащим случайные ошибки. Метод наименьших квадратов применяется также для приближённого представления заданной функции другими (более простыми) функциями и часто оказывается полезным при обработке наблюдений. Постановка задачи приближения функции по методу наименьших квадратов. Пусть функция у = /(х) задана таблицей своих значений yi=f(xi), і = 0,п.
Требуется найти многочлен Рт (х) = а0 + ахх + а2х2 +... + атхт фиксированной степени т, для которого среднеквадратичное отклонение Так как многочлен Рт(х) определяется своими коэффициентами, то фактически нужно подобрать набор коэффициентов а0,а1}...,ат, минимизирующий функцию так называемую нормальную систему метода наименьших квадратов: Полученная система есть система алгебраических уравнений относительно неизвестных а0,ах,...,ат. Определитель этой системы отличен от нуля, то есть решение существует и единственно. В данной работе решение нормальной системы было получено методом Гаусса. Приведем пример для аппроксимирующего графика одиночной амплитудной телеграфии. В таблице 2.2 приведены значения КИД AT КС в зависимости от мощности передатчика, полученные в ходе имитационного моделирования. Таблица 2.2. Результаты вычислительного эксперимента AT
Предположим, что функцию / можно с высокой точностью аппроксимировать многочленом Рт(х) некоторой степени т. Если эта степень заранее неизвестна, то возникает проблема выбора оптимальной степени аппроксимирующего многочлена в условиях, когда исходные данные yi содержат случайные ошибки. Для решения этой задачи можно принять следующий алгоритм: для каждого т=0,1,2,.. вычисляется величина следует принять то значение т, начиная с которого величина а стабилизируется или начинает возрастать. Однако при высоких степенях т является плохо обусловленной. Поэтому метод наименьших квадратов применяют для нахождения многочленов, степень которых не выше 5. В таблице 2.3 представлены значения величины сгт, т = 0,5 для отыскания оптимальной степени аппроксимирующего полинома. Как видно из таблицы 2.3, величина сгт убывает с увеличением степени полинома. Однако при т = 5 сгт возрастает, следовательно, оптимальная степень для аппроксимирующего полинома равна четырем. Аппроксимирующий полином для функции у = f(x), заданной таблицей 2.2, выглядит следующим образом: f(x) = 0,000065 х4 - 0,001061 х3 - 0,057540 х2 + 2,307329 х + 63,397969 Алгоритм перехода заключается в следующем. Для точки М (х; у), которая лежит на интегральной функции Гаусса g(x), определяется соответствующая точка М (х; у ) - пересечение прямой AM и касательной f(x) к графику g(x). Касательная проходит через точку (0; 0,5). Ордината точки М есть искомая ордината точки Мна шкале Гаусса. Как видно из рисунка 2.9, при переходе к шкале Гаусса, обеспечивается большая наглядность графиков функций в областях близким к прямым у = 0 и у = 1, чем в декартовой системе координат.
Компьютерная имитационная модель передачи цифровых сообщений при двухпозиционной ФМ
Предлагаемый алгоритм передачи сообщений методом ФМ был проверен для двухпозиционной ФМ на компьютерной имитационной модели и полностью подтвердил свою работоспособность.
Общая блок-схема программы приведена на рисунке 3.5, где обозначено: Источник и получатель сообщения представляют из себя входную и выходную строки данных соответственно. Рабочее окно программы изображено на рисунке 3.6 для трех возможных различных позиций инверсии фазы, которая при обычной фазовой манипуляции приводит к "обратной работе".
В программе используется стандартный телеграфный код МТК-5 с дополнительным 8-м элементом проверки на четность "единиц". После набора сообщения, строка знаков поступает на вход кодера, который в данной программе выполняет следующие функции: формирует для каждого знака сообщения соответствующую семиэлементную кодовую комбинацию, добавляет в конце каждой кодовой комбинации один избыточный элемент для проверки на четность "единиц" с учетом последнего, в данном случае избыточного, элемента предшествующей кодовой комбинации («Исходное сообщение» на рисунке 6). В итоге исходное сообщение представляет собой двумерный массив, в котором число строк равно числу знаков (19), а число столбцов равно числу элементов в кодовой комбинации (8). Восьмой столбец включает в себя проверочные элементы. В нашем случае в качестве первого (дополнительного) элемента передается символ "О".
После кодирования, битовая последовательность поступает на блок имитации инверсии фазы сообщения, с помощью которого часть сообщения инвертируется. Момент начала инверсии выбирается произвольно, например, как показано на рисунке 6, где "О" в столбце «Ош» соответствует точной фазовой синхронизации, а "1" в столбце «Ош» соответствует факту инверсии фазы на соответствующей части сообщения.
Сформированная таким образом битовая последовательность поступает на декодер, который выполняет следующие функции: обнаруживает фрагменты сообщения, которые не удовлетворяют критерию качества, инвертирует бинарную последовательность, которая соответствует этим фрагментам сообщения («Сообщение после обработки» на рисунке 3.6) и декодирует преобразованную последовательность элементов сообщения! в последовательность знаков («Полученное сообщение» на рисунке 3.6). На рисунке 3.6, как пример, имитируется передача сообщения «Фазовая манипуляция». В случае, когда инверсия фазы происходит между знаками, то все знаки принимаются правильно (левый фрагмент рисунке 3.6). Если инверсия фазы происходит на нечетном элементе знака, то один знак принимается неправильно (центральный фрагмент рисунке 6). Если инверсия фазы происходит на четном элементе знака, то неправильно принимаются 2 знака (правый фрагмент рисунке 3.6).
Для гарантированной ликвидации ошибочно принятых знаков необходимо по каналу обратной связи переспрашивать у передающей стороны радиолинии два знака в каждом случае обнаруженной инверсии фазы - один знак до момента инверсии фазы, а другой знак — после момента инверсии фазы. При отсутствии канала обратной связи знаки, граничащие справа и слева с моментом обнаруженной инверсии фазы, должны быть стерты.
В данной главе рассматривалось явление «обратная работа», которое возникает при передаче дискретных сообщений по каналам с фазовой манипуляцией. Суть данного явления заключается в следующем: на приемной стороне радиолинии нет возможности однозначно идентифицировать значения фаз, которые равны k-360/n при 0 к (п - 1), поэтому можно наблюдать, так называемую, "обратную работу", когда решение "единица" выносится при передаче символа "ноль" и решение "ноль" выносится при передаче символа "единица".
Для борьбы с данным явлением Н.Т. Петровичем был предложен метод относительной фазовой манипуляции, который заключается в том, что при передаче используются разности фаз соседних посылок, а не абсолютные значения фаз. Недостатком этого метода является появление групп по две ошибки, вследствие чего необходимо применять избыточные коды для обнаружения подобных ошибок.
В данной главе рассматривается способ передачи дискретных сообщений по каналам с фазовой манипуляцией, с помощью которого можно избавиться от явления «обратная работа». Данный способ не носит избыточного характера и не вынуждает использовать избыточные коды. Предлагаемый способ передачи сообщений был проверен для двухпозиционной фазовой манипуляции на компьютерной имитационной модели и полностью подтвердил свою работоспособность.
Программа подготовки данных для программы размещения базовых станций
Согласно блок-схеме программы Phase (рис. 3.5) первый блок программы — «Источник сообщения». Источником сообщения служит оператор программы, который вводит его в строку «Отправляемое сообщение» (рис. 4.12). Введенное сообщение отправляется на блок «Кодер», где выполняется три операции: для каждого знака сообщения формируется соответствующая семиэлементная кодовая комбинация (код МТК-5); в конце каждой кодовой комбинации добавляется один избыточный элемент для проверки на четность "единиц"; к каждому проверочному элементу добавляется проверочный элемент предыдущей кодовой комбинации, то есть реализуется предлагаемый код. Результат работы кодера представлен на рис. 4.12 в строке «Исходное сообщение». С блока «Кодер» (рис. 3.5) сообщение передается на блок «Имитация обратной работы». В данном блоке имитируется явление «обратная работа», возникающее в фазоманипулированном канале связи. Осуществляется это следующим образом: с произвольного места сообщения все единицы заменяются нулями, все нули заменяются единицами. Индикатор «Начало обр. раб.» на рис. 4.12 обозначает место в сообщении, с которого началась инверсия. Строка «сообщение до обработки» показывает частично инвертированное сообщение. С блока «Имитация обратной работы» (рис. 3.5) сообщение передается на блок «Декодер».
Данный блок выполняет несколько функций: обнаруживает фрагменты сообщения, которые не удовлетворяют критерию качества («Ош» на рис. 4.12), инвертирует бинарную последовательность, которая соответствует этим фрагментам сообщения («Сообщение после обработки» на рис. 4.12) и декодирует преобразованную последовательность элементов сообщения в последовательность знаков («Полученное сообщение» на рисунке 4.12). Звездочками обозначены стертые знаки. Анализируя данные данного раздела, можно сделать вывод, что программа Phase работает верно. Технико-экономическая эффективность — относительный показатель, соизмеряющий полученный эффект с затратами или ресурсами, использованными для этого эффекта [16]. Для оценки эффективности решений, разработанных в процессе выполнения данной диссертационной работы, воспользуемся методикой, изложенной в [16]. Для этого необходимо выбрать аналог разрабатываемой системы и произвести сравнение обоих систем на основе их параметров. В качестве аналога может быть использована система связи, описанная в [74]. Технико-экономическая эффективность системы определяется исходя из интегрального показателя качества системы и интегрального экономического показателя системы.
Для нахождения интегрального показателя качества системы необходимо для каждого і-то сравниваемого параметра системы определить показатель качества Д (к примеру, показателем качества может быть КИД канала связи аналога и новой системы). Также для каждого А. определяется весовой коэффициент gt, затем вычисляется интегральный показатель качества системы: В качестве интегрального экономического показателя новой системы при ее сравнении с аналогом служит цена потребления. Она выражается следующей формулой: К - единовременные капитальные затраты; Зэ - затраты на эксплуатацию системы. Зная Іт и Іс можно вычислить технико-экономическую эффективность системы: Зная технико-экономическую эффективность вновь разработанной системы и выбранного аналога, можно вычислить технико-экономическую эффективность решений, которые были приняты для улучшения параметров системы. Подобной мерой может быть сравнительная технико-экономическая эффективность двух систем: Е — эффективность вновь разработанной системы; Е - эффективность аналога. Рассмотрим подробнее аналог, представленный в [74]. Это коротковолновая система связи для передачи дискретных сообщений, состоящая из шести ретрансляторов и удаленных абонентских станций. Передача информации по линии абонент - ретранслятор осуществляется в режиме частотной манипуляции с разносом частотных составляющих порядка 6 - 9 кГц, что обеспечивает увеличение надежности связи по данной линии. Передача информации по линии ретранслятор — абонент осуществляется в режиме фазовой телеграфии. Рассмотрим, какие изменения вносят в описанную систему связи методы и алгоритмы, разработанные в данной диссертационной работе (таблица 4.5). Алгоритм решения задачи размещения базовых станций (глава 1) снижает количество базовых станций, необходимых для реализации системы связи, с шести до пяти, при этом площадь покрытия целевой территории увеличивается с 91% до 96%. Метод определения КИД коротковолнового канала связи при разнесенном приеме (глава 2) позволяет более точно определить надежность канала связи при разнесенном приеме, нежели это сделано, к примеру, в [75]. В таблице 1 указан КИД коротковолнового канала связи при разнесенном приеме (считается, что у каждого ретранслятора новой системы связи имеется лишь один дополнительный приемный центр, а связь по линии абонент — ретранслятор осуществляется в режиме частотной манипуляции с разносом частотных составляющих порядка 6-9 кГц), рассчитанный с использованием данного метода; для сравнения указан КИД KB КС в режиме частотной манипуляции с разносом частотных составляющих порядка 6 — 9 кГц.
Разработанный алгоритм передачи информации по фазоманипулированному каналу связи (глава 3) позволяет избавиться от явления «обратная работа», при этом нет необходимости в последующем кодировании информации избыточными методами для обнаружения сдвоенных ошибок. Таким образом, при применении данного алгоритма, в фазоманипулированном канале связи, можно ограничиться добавлением одного проверочного бита на знак, а не двух (ОФМ). К примеру, если каждый знак сообщения закодирован семью битами (КОИ-7), то передаваться будет семь информационных бит плюс один проверочный (в таблице 1 отражены соответствующие показатели качества систем). Коэффициенты весомости g( выбирались из следующих соображений. Для параметра «покрытие территории» коэффициент равен 1, так как изменения, вносимые по данному параметру, затрагивают всю систему в целом, в отличие от других решений. Изменения, вносимые по параметру «КИД» затрагивают лишь линию связи абонент — ретранслятор, изменения, вносимые по параметру «Манипуляция» затрагивают линию связи ретранслятор — абонент, поэтому для каждого из этих параметров был выбран коэффициент весомости равный 0,5. Интегральный показатель стоимости выбирался следующим образом. Изначальная система связи состоит из шести ретрансляторов, поэтому стоимость системы составляет 6 условных единиц, а новая система связи состоит из пяти ретрансляторов и пяти дополнительных приемных центров, при этом предполагалось, что цена одного приемного центра составляет порядка 10% от цены ретранслятора.
