Файл: История техники связи.pdf

ляет своим мобильным и стационарным пользователям обмениваться телефонными сообщениями, отправлять и получать факсы из любой точки мира. Компания Qualcomm являлась разработчиком и производителем наземных Центров управления, шлюзов и пользовательских терминалов для системы Globalstar. Э. Витерби — один из основателей компании Globalstar.

На основе разработок начала 90-х гг. компания Qualcomm создала спутниковую систему OmniTRACS для управления грузовым транспортом. Эта система в настоящее время используется коммерческими грузовыми флотилиями и транспортными компаниями и предоставляет услуги по передаче данных, определению местоположения транспортных средств и управлению информацией для заказчиков в 33 странах.

Âсистеме OmniTRACS действуют более 300 000 терминалов и обрабатывается свыше одного миллиарда входящих сообщений в год.

Компании Linkabit и Qualcomm приобрели солидный опыт по созданию разнообразных систем связи на основе технологии CDMA. Один из сотрудников компании Клейн Гилхаузен предложил использовать эту технологию для создания системы сотовой подвижной связи. В 1982 г. Витерби выступил на семинаре IEEE с докладом «Перспективы создания сотовых систем подвижной связи на основе технологии расширения спектра». Эта статья не вызвала интереса у научной общественности. Однако Витерби и его коллеги Клейилхаузен, Ирвин Джекобс и Батч Уивер продолжали прорабатывать практическую реализацию этой идеи. Одна из важнейших проблем — создание высокоточной системы автоматической регулировки мощности сигналов, принимаемых приемником базовой станции, — была ими вскоре успешно решена. Следует отметить, что к идее использования технологии CDMA для создания сотовых систем связи в этом же году пришел отечественный ученый профессор Л.Е. Варакин. Его теоретические исследования были изложены в статье, опубликованной в журнале «Электросвязь» (1982. ¹ 12).

Â1989 г. разработка компанией Qualcomm системы CDMA для сотовой связи была завершена и успешно прошла испытания в Сан-Диего. В 1993 г. Американской ассоциацией промышленности электросвязи был принят стандарт IS-95 на эту систему. Началось ее активное внедрение не только в США, но и во многих других странах.

Âнастоящее время сотовые сети, использующие технологию CDMA, обслуживают более 100 млн абонентов. На основе этой технологии компанией Qualcomm была разработана новая система сотовой подвижной связи третьего поколения CDMA 2000, в которой обеспечивается высокоскоростная передача данных (со скоростью до 2 Мбит/с), позволяющая предоставлять абонентам широкий перечень мультимедийных услуг связи, в том числе услуги мобильного Интернета.

Компания Qualcomm является одной из крупнейших в мире компаний, производящих современное цифровое радиооборудование, основанное на технологии CDMA. Это оборудование сотовой связи в диапазонах 800 и 2000 МГц, оборудование стационарных беспроводных сетей связи, систем цифрового спутникового вещания, систем VSAT, радарных систем и др.

Â1995 г. Витерби выпускает свою третью книгу «CDMA — принципы построения систем связи с расширением спектра». Важным достоинством технологии CDMA является то, что ее применение позволяет существенно повысить эффективность использования радиочастотного спектра. При заданной полосе частот, выделенной для

работы системы, в ней можно обслужить гораздо большее число абонентов, чем в традиционных системах с частотным или временным разделением каналов. Другие преимущества этой технологии — возможность работы в условиях сильной многолу- чевости. Они характерны для сотовых систем связи. Кроме того, в системах с CDMA возможен мягкий хэндоф с использованием нескольких соседних базовых станций, а также повышение чувствительности приема сигналов и др. В книге рассмотрены вопросы генерации сигналов CDMA, синхронизации, модуляции и применения кодов, корректирующих ошибки. Рассмотрены также сетевые вопросы создания сотовой связи на основе этой технологии.

Заключение

Конец 40-х гг. — важная веха в истории развития телекоммуникаций. В эти годы получены многие фундаментальные результаты теории связи и открыт транзисторный эффект. Это создало предпосылки для развития современной технологии производства радиоэлектронного оборудования. В течение нескольких десятилетий полу- ченные в ходе исследований результаты развивались и углублялись многими учеными. В 70-х гг. ХХ столетия накопленный уровень знаний создал предпосылки для быстрого прогресса в области телекоммуникаций, который, в свою очередь, привел к бурному развитию экономики и культуры во многих странах мира. Это показывает, сколь большую роль играют фундаментальные исследования, не ставящие своей целью быстрое достижение практических результатов, но играющие роль мощного катализатора, ускоряющего прогресс человечества.

Эндрю Витерби принадлежит к категории разносторонне одаренных людей. Его жизнь и деятельность соответствуют тому девизу, который звучит в притче Соломона:

Главное – мудрость: приобретай мудрость и всем умением твоим приобретай разум. Высоко цени ее, и она возвысит тебя.

Прекрасно разбираясь в теории связи, зная возможности современной технологии производства радиоэлектронного оборудования, Витерби ясно видел перспективные направления разработок новых систем. Благодаря этому в компаниях, которые были организованы при его активном участии, разрабатывалась наиболее совершенная техника связи, реализующая те возможности, на которые указывала теория. Эта техника нашла широкое применение во всем мире.

Роланд Львович

ДОБРУШИН

Величайшая тайна жизни скрыта в том, что удовлетворение получает лишь дающий и жертвующий, а не требующий и поглощающий... И всякое творчество есть любовь, и всякая любовь есть творчество.

Николай Бердяев

Введение

В ХХ в. колоссальное развитие получила технология изготовления электронного оборудования, основанная на применении полупроводников и интегральных схем. Новая технология дала возможность реализации практически любых самых сложных алгоритмов обработки сигналов, и это оказало значительное влияние на развитие связи. Однако совершенствование средств связи зависит не только от достигнутого уровня технологии. Может быть, в первую очередь оно определяется идеологией построения оптимальных систем, основные положения которой разработаны в теории связи. Основы ее были заложены К. Шенноном, Н. Винером и В.А. Котельниковым.

Роланд Львович Добрушин — один из крупнейших математиков, разрабатывавших проблемы теории информации. Им были выполнены первоклассные математические исследования, строго обосновывающие важнейшие теоремы теории информации. Кроме того, им проведены важные исследования, обобщающие результаты Шеннона для широкого класса каналов связи, которые в работах Шеннона не рассматривались. Он был замечательным педагогом.

Автору этого очерка посчастливилось слушать лекции Р.Л. Добрушина в МГУ по проблемам последовательного декодирования, идеи которого выдвинули американские ученые Дж. М. Возенкрафт и Б. Рейффен. Р.Л. Добрушин одним из первых обратил внимание на эти идеи и начал их пропагандировать и разрабатывать. Его лекции были содержательны по существу и интересны с психологической точки зрения. Слушая Добрушина, можно было наблюдать редкий феномен — ученого, находящегося в «экстазе творчества». Добрушин был увлечен излагаемой темой и старался возможно глубже проникнуть в нее. Он как бы не замечал слушавшую его аудиторию и, разговаривая сам с собой, писал математические формулы, напряженно мысля при этом. Движение его мысли захватывало аудиторию и ощущалось физически.

Р.Л. Добрушин был прекрасным организатором. В своей лаборатории в Институте проблем передачи информации (ИППИ) Академии наук СССР он собрал творческий коллектив блестящих математиков, работы которых в области теории информации получили мировое признание.

Он относился, выражаясь словами Бердяева, приведенными в эпиграфе, к людям «дающим и жертвующим». Один из его сотрудников Ю.Д. Апресян вспоминал: «Я ощутил масштаб личности Р.Л. Добрушина в деле, которое близко касалось меня, а потом и той лингвоматематической группы, которая сейчас известна под названием “Лаборатория компьютерной лингвистики” ИППИ. История эта началась в 1972 г., когда я не прошел очередной переаттестации в Институте русского языка АН СССР и стал искать работу. Роланд Львович был одним из первых, кто предложил мне помощь. По тому, как он это сделал, я понял, что имею дело с человеком, не довольствующимся простой галочкой для своего списка добрых дел. Пустые демонстрации его не интересовали. Он ясно формулировал цель и конечный результат и сразу начинал действовать. Его доброта была активной — она воплощалась не в сочувствии, а в деле. Он договорился со своим директором В.И. Сифоровым о моем переходе в его, Добрушина, лабораторию в ИППИ. Шаг нетривиальный, если учесть, что он приглашал в математическую лабораторию лингвиста, к тому же persona non grata, и что это решение ему пришлось бы отстаивать на бюрократических уровнях Академии наук».

Биографический очерк

Роланд Львович Добрушин родился 20 июля 1929 г. в Ленинграде. Отец его из еврейской семьи лесопромышленников. Семья отца была многочисленной (у него было много сестер и братьев) и дружной. В советские годы он работал в ленинградском порту инженером и занимался экспортом леса.

Мать происходила из протестантской немецкой семьи, в которой все говорили на немецком языке. До революции эта семья жила в Риге, а после присоединения Латвии к СССР переехала на Васильевский остров в Ленинград. Немецкое имя Роланд, которое Добрушин получил при рождении, свидетельствует о его немецких корнях. Он был крещен в протестантской вере, однако не был верующим человеком. Дед по линии матери был высококвалифицированным краснодеревщиком и делал модели кораблей флота. Некоторые из этих моделей выставлены в Морском музее в СанктПетербурге. Поскольку в годы Советской власти запись «латыш» в паспорте была опасной и могла повлечь за собой ссылку в Сибирь, мать была записана русской. Она была художницей, но в Академию художеств ее как дочь кустаря не приняли.

Трагически сложилось детство Роланда. В возрасте шести лет он потерял отца, а вскоре после окончания Великой Отечественной войны от туберкулеза скончалась мать. В 16 лет он был усыновлен своим дядей — известным советским скульптором Иосифом Чайковым, одна из скульптур которого «Футболисты» в течение многих лет стояла перед Третьяковской галереей.

Еще в средней школе проявились недюжинные способности Добрушина к математике. В восьмом классе его школьный друг как-то затащил его на городскую математическую олимпиаду. Добрушин решил все предложенные задачи и занял первое место. С этого момента он осознал свое призвание и стал упорно заниматься математикой. В 1947 г. после окончания школы он поступил на механико-математический факультет МГУ, который закончил в 1952 г. Начиная с первого курса он посещал семинар по теории вероятностей известного российского математика Е.Б. Дынкина. Эта область в дальнейшем стала основной в его исследованиях.

На старших курсах Р.Л. Добрушин становится учеником крупнейшего математика ХХ в. академика А.Н. Колмогорова и ведет самостоятельные научные исследования в области марковских случайных процессов. Он проявляет исклю- чительные способности, и благодаря авторитету и усилиям А.Н. Колмогорова сразу после окончания МГУ его оставляют в аспирантуре. Это было весьма непросто, так как 50-е годы — это годы борьбы с космополитизмом и общегосударственным антисемитизмом (евреев в МГУ не принимали даже в качестве студентов).

Â1955 г. Р.Л. Добрушин защитил кандидатскую диссертацию «Локальная предельная теорема для цепей Маркова». Он становится ассистентом на кафедре теории вероятностей, возглавляемой Колмогоровым, где и проработал до 1967 г. В университете одной из областей его научных интересов стала статистическая физика, и он вел научный семинар. В этом направлении он продолжал активно работать всю жизнь и получил ряд основополагающих результатов.

Âсередине 50-х гг. А.Н. Колмогоров на своей кафедре в МГУ разворачивает исследования в области теории информации. К этим исследованиям он привлекает своего ученика Р.Л. Добрушина, который в 1961 г. защищает докторскую диссертацию «Теория информации и кодирование».

Â1967 г. его пригласили заведовать лабораторией теории кодирования в ИППИ. Параллельно он вел семинар по статистической физике в МГУ, семинар по теории кодирования и читал курсы лекций по теории информации в Физико-техническом институте. Р.Л. Добрушин был блестящим педагогом. Его лекции были всегда глубоко продуманы и содержательны. У него было много учеников и последователей.

Отношения, которые складывались между властью и Р.Л. Добрушиным, являлись препятствием и для его научной карьеры и определялись тем, что в силу своей честности и неподкупности он не мог воспользоваться тем жизненным правилом, о котором еще 1000 лет тому назад писал Омар Хайям:

С той горсточкой невежд, Что нашим миром правят

И выше всех людей себя по званью ставят, Не ссорься. Ведь того, кто не осел, тотчас Они крамольником, еретиком ославят.

В своей лаборатории Р.Л. Добрушин собрал замечательный коллектив математиков, активно работавших в данной области науки. В лаборатории был выполнен ряд весьма важных исследований прикладного характера. Результаты этих исследований были широко известны и публиковались не только в нашей стране, но и в ведущих научных журналах за рубежом. В течение многих лет Добрушин был заместителем главного редактора журнала «Проблемы передачи информации» и много сделал для того, чтобы этот журнал приобрел мировую известность. Он был редактором раздела теории информации в реферативном журнале. Им написано большинство статей на эту тему в пятитомной Математической энциклопедии. Он был членом редакционных коллегий ряда крупнейших иностранных журналов по теории вероятностей и статистической физике.

Р.Л. Добрушин был членом Московского математического общества, Международной ассоциации математической физики, почетным членом Американской академии наук и искусств, иностранным членом Национальной академии наук США, членом Akademia Evropea. Из приведенного перечня видно, что научные заслуги Р.Л. Добрушина получили широкое признание за рубежом, но, к сожалению, не были в должной мере признаны в официальных кругах своей страны.

Р.Л. Добрушин был крупной личностью и пользовался мировой известностью. После его кончины появились некрологи в ряде отечественных и зарубежных изданий. Популярная английская газета «Independent» 29 ноября 1995 г. писала:

«Добрушин будет помниться не только как выдающийся математик, но и как неординарная фигура. Человек с сильным характером, он быстро стал одиозной фигурой для официальной советской системы. В 1959 г. на собрании механико-математического факультета МГУ он выступил против официальной точки зрения, после чего стал неугодным для местной партийной организации. Служебное продвижение стало невозможным, его даже не допустили к защите докторской диссертации в МГУ (в конце концов он защитил ее в Институте прикладной математики АН СССР). Тем не менее он продолжал открыто не повиноваться властям. В 60-х гг. он участвовал в подписании многих писем протеста, в которых осуждались политические судебные процессы и другие репрессии против растущего диссидентского движения. Он ушел с мехмата в 1965 г. — один из примеров того, как лучшие математики и физики вольно или невольно покидали МГУ из-за невозможности их дальнейшей там работы под возрастающим давлением партийной организации.

Добрушин стал заведующим лабораторией ИППИ АН СССР. Эта лаборатория стала Меккой для ученых, приезжающих со всего мира. Такие визиты позволяли поддерживать регулярный обмен идеями между учеными, разделенными “железным занавесом”. К неудовольствию властей контакты имели не только чисто математический характер: помогать диссидентам и отказникам было постоянной заботой Добрушина. И это несмотря на то, что он никогда формально не участвовал в диссидентских группах и не собирался покидать страну.

Тем не менее существовал один аспект профессиональной жизни Добрушина, который полностью контролировался властями: выборы в Академию наук. У него не было ни малейшего шанса быть избранным консервативным математическим отделением Академии отчасти в силу своей репутации диссидента, а также из-за его нерусского происхождения.

Другой аспект его жизни, также полностью контролируемый властями, был связан с возможностью выезжать из СССР. Невероятная популярность Добрушина, как профессиональная, так и личная, выражалась во множестве приглашений и премий. В 1982 г. он избирается почетным членом Американской академии наук и искусств, но не был выпущен на презентацию. И вплоть до 1988 г., несмотря на перестройку и гласность, он не получал разрешения на выезд в страны Запада. Он получил возможность выезжать только после того, как к этой проблеме было привлечено внимание самого М.С. Горбачева».

Роланд Львович Добрушин скончался в Москве 12 ноября 1995 г. В течение четырех лет после его кончины публиковались научные работы, которые он написал вместе со своими учениками и коллегами.