Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Анализ и параметрический синтез линейных трактов сетевых адаптеров беспроводных распределенных информационно-вычислительных сетей Азиатцев, Валерий Евгеньевич

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Азиатцев, Валерий Евгеньевич. Анализ и параметрический синтез линейных трактов сетевых адаптеров беспроводных распределенных информационно-вычислительных сетей : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.13.05 / Кур. гос. техн. ун-т.- Курск, 1997.- 18 с.: ил.

Введение к работе

Актуальность работы.

Современные я перспективные автоматизированные системы управления обусловливают необходимость внедрения технологий обработки информации, реализуемых на базе распределенных информационно- вычислительных сетей (РИВС). Одной из основных тенденций развития современных РИВС является базирование на принципах, методологии и архитектуре технологии "клиент-сервер", которая определяет повышенные требования к пропускной способности каналов передачи цифровых данных и достоверности передачи информации. В условиях слабо развитой телекоммуникационной инфраструктуры при создании подобных сетей широкое применение находят беспроводные магистрали передачи данных. Для удовлетворения растущих потребностей РИВС в пропускной способности каналов обмена данными в таких магистралях происходит постоянное увеличение скорости передачи и внедрение миоголозишюнных видов модуляции.

Качественные характеристики таких магистралей во многом зависят от характеристик канала связи, важнейшими элементами которого в городских условиях являются многолучевая среда распространения радиоволн и приемный тракт сетевого адаптера (далее - сетевой адаптер). Вопросами исследования воздействия помех среды распространения на цифровые сигналы и борь-' бы с ним посвящено достаточно большое количество работ. Между тем с ростом скоростей передачи информации и внедрением средств синхронной цифровой иерархии заметное влияние на качество обмена информацией стали оказывать мультипликативные помехи возникающие собственно в сетевом адаптере, что обусловливает противоречие между требуемым качеством обмена информацией и ломеховыми характеристиками существующих устройств.

Дня обеспечения требуемого качества обмена с учетом специфики рассматриваемого канала перспективный сетевой адаптер беспроводной РИВС должен обеспечивать следующие функциональные возможности:

настройка на принимаемый сигнал в широком частотном диапазоне;

предварительная селекция сигнала в диапазоне входных частот;

многоканальный прием и синхронно-пременная обработка сигналов. Реализация таких возможностей сетевого адаптера на традиционной

элементной базе с приемлемыми массо-габаритными характеристиками в значительной степени затруднена. Одним из подходов к решению проблемы является использование в качестве широкополосных элементов трактов устройств на базе функциональной электроники, в частности использующих эббект мапшгосгатически.х спиновых волн (МСВ).

Существующие методы и математические модели для опенки помехоустойчивости приема цифровых сигналов искаженных мультипликативными помехами в сетевых адаптерах ориентированы на рассмотрение влияния флуктуации только гетеродинных колебаний и ограничивается анализом случая некогерентного детектирования. Использование его для определения характеристик ошибок приема при когерентном детектировании, находящем наибольшее применение в реальных беспроводных РИВС, приводит к сущес-твениым погрешностям. Практически пригодных методик оценки шумового мультипликативного воздействия МСВ устройств, на обрабатываемый сигнал в настоящее время не предложено, а в силу специфики физических процессов применение математического аппарата, используемого для анализ^ влияния флуктуации гетеродина неприемлемо. Поэтому разработка методов анализа и параметрического синтеза сетевых адаптеров на основе установления количественных характеристик влияния различных по физической природе источников мультипликативного воздействия на многопознционные сигналы при когерентном детектировании является актуальной, представляет научный и практический интерес.

Цель работы.

Целью работы является повышение достоверности обмена цифровыми данными в беспроводных РИВС путем синтеза линейной части сетевого адаптера с минимальным уровнем мультипликативных помех.

Поставленная цель определила следующие основные задачи исследования:

  1. Анализ основных источников мультипликативных помех в сетевом адаптере беспроводной РИВС и разработка математических моделей их взаимодействия с многопозиционнымн цифровыми сигналами.

  2. Разработка математической модели для комплексной оценки влияния характеристик основных источников мультипликативных помех на информационные параметры сигналов передачи данных d беспроводной РИВС.

  3. Разработка способов снижения уровня мультипликативных помех и повышения помехоустойчивости приема цифровых сигналов со сложными видами модуляции.

  4. Обоснование и разработка практических рекомендаций по построению элементов и сетевых адаптеров в целом, обладающих низким уровнем вносимых мультипликативных помех.

5. Синтез основных элементов линейных трактов сетевых адаптеров с низким уровнем вносимых мультипликативных помех.

Методы исследований.

При решении поставленных задач использовались методы теории проектирования элементов и устройств вычислительной техники, математического моделирования, аппарат теории вероятности, теории передачи сигналов, теории цепей, спинволновон электроники.

Научная новизна работы заключается в следующем :

разработана обобщенная математическая модель сетевого адаптера, включающего физически разнородные источники мультипликативного воздействия, обеспечивающая анализ помехоустойчивости когерентного приема цифровых сигналов на фоне аддитивных помех с учетом параметров рассматриваемых источников и принимаемых сигналов;

разработана математическая модель для анализа шумовых характеристик перестраиваемых устройств на пазе спинволновон электроники Л1СВ, учитывающая параметры системы управления, тип используемых волн, свойства Болноведущей структуры и их температурную зависимость;

теоретически обоснован способ параметрического синтеза составных элементов и сетевого адаптера в целом, состоящий в последовательной оптимизации приемного тракта по критериям минимума суммарной дисперсии фазовых флуктуации и вероятности ошибки измерения информационных параметров сигналов, обеспечивающий требуемое качество обработки сигналов и достоверность приема при заданном виде модуляции.

Основные положения, выносимые па защиту:

  1. Обобщенная математическая модель для анализа помехоустойчивости когерентного приема цифровых сигналов в условиях мультипликативного воздействия физически разнородных источников помех и параметрического синтеза адаптеров беспроводных РИВС, учитывающая характеристики основных элементов приемного тракта и используемых сигналов.

  2. Математическая модель матитоуправляемого элемента функциональной электроники на базе магннтостатическнх спиновых волн для анализа вносимого им мультипликативного воздействия на принимаемый сигнал, учитывающая температурную зависимость его параметров.

3. Результаты теоретических и экспериментальных исследовании характеристик ошибок когерентного приема цифровых сигналов, искаженных муЛь- * тнгглнкатнвиой помехой при обработке п устройствах спинволновон электро-

пики и преобразовании с использованием флуктуирующего источника гетеродинного колебания.

4. Инженерные методики выбора параметров и характеристик злемеьтоз и узлов приемных трактов адаптеров беспроводных РИВС, обеспечивающих требуемую достоверность приема в заданных условиях для различных видов сигналов, схемотехнические решения, обеспечивающие стабилизацию и снижение уровня мультипликативного воздействия узлов сетевых адаптеров.

Практическая цепкость :

- разработаны инженерные методики расчета и выбора параметров эле
ментов и узлов сетевых адаптеров, определяющих их шумовые характерис
тики, на основании требуемой достоверности приема, а также вида модуля
ции и условий приема сигнала; использование полученных аналитических со
отношений позволяет повысить на 20 - 30% точность расчетов при проек
тировании устройств на базе МСВ;

- синтезированы сетевые адаптеры с пониженным уровнем мультипликативного воздействия на 10 - 20 дБ и обеспечивающих прием сигиалоа с требуемым качеством при обмене данными в каналах со скоростями, соответствующими стандартам ТІ, ТЗ, 10 Base-t и 100 Base-t.

- разработаны устройства термокомпенсацми изменения основных пара
метров устройств на .МСВ.

Реализация и внедрение результатов исследований.

Разработанные методики использовались при проектировании адаптеров беспроводных РИВС, устройства четырехканалькой синхронно-временной обработки сигналов передачи данных и фазомстрического приемного устройства.

Система стабилизации н плавной подстройки частоты колебаний УВЧ-СВЧ магиитоуправляемого генератора на сфере из железо-иттриевого граната в октавном диапазоне используется в блоке стабилизации частоты приемного устройства сетевого адаптера. Данное изделие внедрено в серийное производство и применяется в масштабах отрасли.

Двухкольцевой синтезатор частоты УВЧ-СВЧ диапазона с октавным перекрытием и низким уровнем фазовых флуктуации на базе магиитоуправляемого генератора со сферой ЖИГ, однокольцевой синтезатор УВЧ диапазона с плавной подстройкой частоты в пределах дискреты перестройки на базе управляемого генератора с варикапом используются в качестве гетеродинов первого и второго преобразователей приемного устройства сетевого адаптер.-)

Трехканальный синтезатор частоты УВЧ диапазона с низким уровнем фазовых шумов и устройствами для фазирования сигналов в каналах обработ-

к и в качестве гетеродина первого преобразователя приемного устройства; чэгннтоуправлясмые линии задержки с использованием поверхностных маг-ннтосгагнческнх спиновых волн и частотноселективнос устройство для компенсации неравномерности коэффициента передачи применяются для временной обработки сигналов УВЧ-СВЧ диапазонов.

Использование полученных результатов позволило уменьшить вероятность ошибок при приеме и обработке сигналов передачи данных на однн-два порядка в диапазоне скоростей передачи информации в каналах, соответствующими стандартам ТІ, ТЗ, 10 Base-t и 100 Base-t.

Внедрение указанных результатов и устройств подтверждено соответствующими актами.

Апробация работы.

Материалы работы докладывались и получили положительную оценку на международной конференции "Распознавание-95" (г.Курск, 1995г.) и семи специализированных ведомственных конференциях.

Публикации.

По материалам диссертации опубликованы 13 работ, из них одна статья и 2 авторских свидетельства на изобретения.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, заклю---ені'.ч, четырех приложении и списка литературы (72 наименования). Текст лнесерташш включает 132 машинописные страницы основного текста, 46 рисунков. 25 таблиц.

Похожие диссертации на Анализ и параметрический синтез линейных трактов сетевых адаптеров беспроводных распределенных информационно-вычислительных сетей