Файл: 2016.06.07 - Матеріали науково-практичної конференції «Проблеми експлуатації та захисту інформаційно-комунікаційних систем».pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.04.2019
Просмотров: 3782
Скачиваний: 2
К.А. Лісова
Л.І. Мельнікова
Харківський національний університет радіоелектроніки, м. Харків
ДИНАМІЧНА МОДЕЛЬ ЧЕРГИ МАРШРУТИЗАТОРА
ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНОЇ МЕРЕЖІ
З метою обліку високої динамічності процесів інформаційного
обміну, що протікають в мережі, адекватно описати функціональний
аспект побудови ТКС можливо лише на основі відповідних динаміч-
них моделей. Враховувати характеристики випадкових збурень і опи-
сувати зміну властивостей системи в часі дозволяє апарат безперерв-
них марківських процесів. Метою роботи є розробка моделі черги ма-
ршрутизатора в просторі стану.
Згідно з теореми Дуба [1], гауссовський марковський процес із
заданими кореляційними властивостями може бути отриманий з на-
ступного рівняння стану:
( )
( ) ( )
( ) ( )
,
dx t
F t x t
G t
t
dt
ξ
=
+
(1)
Рівняння стану (1) відображає марківські властивості процесу
( )
x t
, а його коефіцієнти
( ) ( )
,
F t G t
, пов’язані з коефіцієнтами знесен-
ня і дифузії, які входять в рівняння ФПК (Фоккера-Планка-
Колмогорова). В модель стану входять параметри
α
та
2
x
σ
,
які були
обрані на основі експериментальних даних.
В результаті експерименту були отримані вибірки довжин черг
маршрутизаторів. Для експерименту було використано наступне обла-
днання:
-
комутатори компанії Cisco Systems серії 2801 та 1841;
-
ділянка локальної мережі, яка створена на основі комутаторів
компанії Surecom (Switch Surecom EP – 2726 DGR Layer 24портовий),
3 Can (Baseline 2924 –
PWR Plus) та бездротової точки доступу компа-
нії Cisco Systems серії Aironet 1100. Виміри довжини черги проводи-
лись 10 раз в секунду, довжина вибірки – 454 елемента.
90
Інтервал кореляції визначимо методом найменших квадратів на
основі припущення про те, що модельований процес є гаусівським
експоненційно-корельованим випадковим процесом.
Дискретне представлення процесу ( )
x k
, який виражається відпо-
відним (2) рівнянням стану, має вигляд [2]:
(
)
(
) ( )
(
) ( )
1
1,
1,
x k
k
k x k
G k
k
k
ξ
+ = Φ
+
+
+
, (2)
Моделювання було проведено в пакеті MatLab. На основі резуль-
татів моделювання проведений аналіз адекватності динамічної моделі,
кореляційна функція процесу і моделі досить схожі. Доказом цього
служить і значення дисперсії похибки, яке дорівнює
4
8, 7367 10 .
Dr
−
=
⋅
Але кореляційні властивості містяться не лише в значенні кореляцій-
ної функції, але й в спектральній густині, яка представлена на рисунку
2.
З рисунку видно, що спектральна густина моделі теж слабо відріз-
няється від спектральної густини вибірки. Це доводить, також, зна-
чення дисперсії похибки яке дорівнює
0,0097
Ds
=
.
Практична значущість полягає у тому, що отримані результати
можуть бути використані при розв’язанні задачі управління переван-
таження в мережах на етапі оцінювання довжини черги буфера марш-
рутизатора.
Список літератури:
1.Математичні основи теорії телекомунікаційних систем / За ред. В.В.
Поповського –Х.: СМІТ, 2011.
2.
Сейдж Э., Теория оценивания и ее применение в связи и управле-
нии.[Текст]/Э.Сейдж, Дж.Мелс// Пер. с англ. Под ред. проф. Б. Р. Ле-
вина. М., «Связь». – 1976. – С 496.
91
Н
АУКОВО
-
ПРАКТИЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ
«ПРОБЛЕМИ
ЕКСПЛУАТАЦІЇ
ТА
ЗАХИСТУ
ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ
СИСТЕМ»
7
–
9
ЧЕРВНЯ
2016
Р
.,
Н
АЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
,
М
.
К
ИЇВ
УДК 004.7 (043.2)
В.В. Лісовський,
В.П. Климчук
Національний авіаційний університет, м. Київ
ДОСЛІДЖЕННЯ ФОРМУВАННЯ СИГНАЛУ В GSM.
GMSK МОДУЛЯТОР
Широке використання радіозв'язку з рухомими об'єктами стало
характерною рисою сучасного світу. За свідченням аналітиків, не так-
далеко той час, коли абоненти почнуть відмовлятися від стаціонарних
телекомунікаційних мереж. Всебічні дослідження в рамках експлуата-
ції існуючих стільникових мереж за останнє десятиріччя дозволили
встановити ряд важливих обставин.
Було відзначено, що системи стандарту GSM з тимчасовим поді-
лом каналів добре себе зарекомендували і поки є найпоширенішою
системою в Європі. У США також є модифікація цієї системи. Прихи-
льники цього стандарту підкреслюють хорошу якість мовлення, впев-
нену роботу в складних метеоумовах, в обстановці багатопроменевих
завмирань і відносно невеликих значень відношення сигнал/завада.
Помірні експлуатаційні витрати дозволяють операторам отримувати
впевнений прибуток.
Розвиток мобільного Інтернету вимагає багаторазового підви-
щення швидкості передачі даних. В результаті з'явився мобільний
WiMAX на основі стандарту IEEE 802.16 e. Характеристики стандарту
WiMAX передбачають взаємодію мобільних широкосмугових дротя-
них систем, включаючи цифрові абонентські лінії, що використовують
технології xDSL. В системі мобільного WiMAX в основу покладено
принцип радіоінтерфейсу ортогонального багато станційного доступу
з частотним розділенням каналів – OFDMA, який значно відрізняється
від тих режимів роботи, які прийняті в перших двох технологіях. Крім
того, тут застосовуються антени MIMO в поєднанні з гнучкими схе-
мами каналоутворення, удосконаленими методами кодування і моду-
ляції. Технологія мобільного WiMAX може підтримувати швидкість
цифрового потоку до 63 Мбіт/с за напрямом «вниз» і швидкість до 28
Мбіт/с – «вгору».
Метою роботи є вивчення процесів формування сигналів в квад-
ратурному модуляторі і демодулювання сигналу в стандарті GSM при
багатопроменевому характері розповсюдження радіохвиль.
92
Н
АУКОВО
-
ПРАКТИЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ
«ПРОБЛЕМИ
ЕКСПЛУАТАЦІЇ
ТА
ЗАХИСТУ
ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ
СИСТЕМ»
7
–
9
ЧЕРВНЯ
2016
Р
.,
Н
АЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
,
М
.
К
ИЇВ
Рис.1 Імітаційна модель GMSK
Дана розроблена модель відображає всі використовувані в експе-
рименті ілюстрації. Для цього я використав стандартні блоки із систе-
ми моделювання Simulink. Генератор випадкових чисел генерує цілі
числа , випадково розподілені в діапазоні [0, М-1]. Далі стоїть пере-
творювач однополярного вхідного сигналу в біполярний вихідний си-
гнал. Потім сигнал подається на модулятори (GMSK, MSK) і фільтр
Гаусса. З виходів модуляторів знімаються глазкові діаграми і спектри
GMSK і MSK сигналів. Для перегляду синфазної I(t) і квадратурної
Q(t) складових сигналу необхідно використовувати блок Complex to
Real-
Imag, який виділяє уявну і дійсну частини сигналу. З метою пере-
гляду спектрів GMSK сигналу при різних ВТ і MSK сигналу на одно-
му графіку, я використовував 4 модулятора GMSK з різними парамет-
рами ВТ (0.3, 0.5, 0.7, 1) і модулятор MSK, об'єднавши їх блоком Mux,
який дозволяє об'єднати сигнали які надходять на нього, вивівши їх на
один блок Spectrum Scope, побачивши при цьому всі спектри одночас-
но. Для ілюстрації імпульсних характеристик та нормованих АЧХ фі-
льтра Гауса при різних ВТ використовував візуалізацію характеристик
фільтрів (Filter Visualization Tool). Перегляд сигналу на виході фільтра
Гауса з ВТ=(0.3, 0.5, 0.7, 1) виробляється блоком Scope.
93
Н
АУКОВО
-
ПРАКТИЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ
«ПРОБЛЕМИ
ЕКСПЛУАТАЦІЇ
ТА
ЗАХИСТУ
ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ
СИСТЕМ»
7
–
9
ЧЕРВНЯ
2016
Р
.,
Н
АЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
,
М
.
К
ИЇВ
УДК 004.934.2 (043.2)
М.В. Луцький
Національний авіаційний університет, м. Київ
СИСТЕМА ГОЛОСОВОГО РАДІОКЕРУВАННЯ
ФУНКЦІЯМИ БПЛА
Незважаючи на бурхливий розвиток обчислювальної техніки, за-
вдання розпізнавання голосових команд як і раніше не може вважати-
ся повністю вирішеною. При цьому її актуальність з часом тільки збі-
льшується. Найбільш зручними і ефективними засобами взаємодії лю-
дини з машиною були б ті, які є природними для нього: через візуаль-
ні образи і мову (голос). У зв'язку з цим все більш актуальною стає
потреба в альтернативних, більш природніх методах керування різни-
ми об'єктами. Одним з найбільш природних для людини є управління
за допомогою голосових команд. Використана система розпізнавання
голосових команд управління на основі кепстрального аналізу, може
охоплювати різні області технологічного застосування аж до управ-
ління високоточними військовими об'єктами, такими як безпілотні лі-
тальні апарати і.т.д. Розроблена система розпізнавання голосових ко-
манд має два режими: режим навчання і режим розпізнавання (тесту-
вання). Ці режими входять у функціональну схему системи розпізна-
вання голосових команд, завдання, якої полягає в первинній обробці
мовного сигналу, виділення ознак розпізнавання, в якості яких вико-
ристовуються МЧКК. Подальша поведінка системи залежить від ре-
жиму роботи. Якщо система знаходиться в режимі навчання, отримані
на етапі виділення ознак розпізнавання значення МЧКК, зберігаються
в базу еталонних голосових образів. При знаходженні системи в стані
розпізнавання, отриманий набір значень МЧКК порівнюється з набо-
рами з бази еталонних голосових образів. Також було проведене тес-
тування системи з трьома різними суб’єктами керування на розпізна-
вання чотирьох команд керування: «вверх», «вниз», «вправо», «вліво».
Всі науково-експериментальні дослідження системи розпізнавання го-
лосових команд управління були проведені з урахуванням критерію
мінімального відстані, в якості якого виступає дисперсія різниці мате-
матичних очікувань порівнюваних МЧКК, в залежності від якого змі-
94