Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Технічні науки / Телекомунікаційні системи та мережі


Мельнікова Любов Іванівна. Методи забезпечення електромагнітної сумісності в комплексі радіоелектронних засобів зв'язку на етапі функціонування : Дис... канд. наук: 05.12.02 - 2005.



Анотація до роботи:

Мельнікова Л.І. Методи забезпечення електромагнітної сумісності в комплексі радіоелектронних засобів зв’язку на етапі функціонування. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.12.02 – телекомунікаційні системи та мережі. Українська державна академія залізничного транспорту, Харків, 2004.

Дисертаційна робота присвячена розробці методів забезпечення електромагнітної сумісності в комплексі РЕЗ зв’язку на етапі функціонування на основі алгоритмів керування параметрами сигналу з паралельною організацією обчислень.

Проведено оцінку можливості реалізації існуючих методів керування параметрами сигналу на ПЕОМ в реальному часі, який визначений необхідним часом реакції системи на завадові впливи і в сучасних засобах і системах радіозв’язку становить 0.8-2.5 с; обґрунтована необхідність використання технології паралельних обчислень.

Вдосконалена геометрична модель колективу РЕЗ зв’язку великої розмірності шляхом розширення поняття радіоспану, що забезпечило можливість керування кількома параметрами сигналу в колективі РЕЗ зв’язку .

Розроблені нові паралельні алгоритми керування потужністю передавачів, ефективність яких (відношення прискорення до кількості процесорів) на 20% перевищує ефективність існуючих паралельних алгоритмів симплекс - методу. Використання розроблених алгоритмів забезпечило вирішення задачі розмірністю m =1000 n=1000 менш ніж за 2с., тобто в реальному часі.

Проведено аналіз стійкості паралельних алгоритмів керування потужністю. Доведено неможливість зациклювання алгоритмів. Обрана методика досліджування стійкості для визначення необхідної точності рішення і визначення області рішення.

У дисертаційній роботі вирішена науково-технічна задача поліпшення електромагнітної сумісності комплексу РЕЗ зв'язку на етапі функціонування шляхом розробки алгоритмів керування параметрами сигналу з паралельною організацією обчислень. Рішення забезпечено наступним:

1. З’ясовано, що задача забезпечення ЕМС на рівні комплексу РЕЗ з урахуванням системного підходу на етапі функціонування являє собою багатокритеріальну задачу великої розмірності (порядку декількох тисяч РЕЗ), що вимагає рішення в реальному часі. Час розв’язання задачі визначається необхідним часом реакції системи на завадові впливи і в сучасних засобах, і системах радіозв'язку складає 0.8 – 2.5с.

Обґрунтовано необхідність застосування технології паралельних обчислень. Проведено оцінку можливості реалізації існуючих методів керування параметрами сигналу на ПЕОМ у реальному часі. Отримано результати розв’язання задач лінійного програмування і задач нелінійного програмування різної розмірності.

2. Розроблені геометричні моделі комплексу РЕЗ зв'язку на основі розширення поняття радіоспану. Показано, що фізичні властивості РЕЗ, математичною моделлю якого є радіоспан, дозволяють представити радіоспан у вигляді геометричного об'єкта, що має визначену форму, кінцеві розміри, координати розміщення і кінцеву міру.

Розширення визначення радіоспану просторово-поляризаційними характеристиками сигналу дозволяє збільшити число керованих параметрів. Практична реалізація геометричного підходу до розв’язання задачі забезпечення ЕМС комплексу РЕЗ зв'язку з використанням високопродуктивної багатопроцесорної техніки забезпечило можливість керування декількома параметрами сигналу в реальному часі, що дозволяє вирішувати задачу забезпечення ЕМС на етапі функціонування.

3. Розроблено методику оцінки характеристик паралельних алгоритмів керування потужністю передавачів, засновану на знаходженні відносини обсягу обчислень до обсягу передач, яка, на відміну від існуючих, дозволяє визначити квазіоптимальний рівень розпаралелювання, оцінити характеристики паралельного алгоритму і зробити висновок щодо вибору апаратних засобів при розв’язанні задач забезпечення ЕМС у реальному часі.

4. Розроблено паралельний алгоритм централізованого керування потужністю випромінювання передавачів на основі удосконалення існуючих паралельних алгоритмів симплекс–методу. Виявлено, що ефективність алгоритму (відношення прискорення до числа процесорів) досягає 68% на відміну від існуючих паралельних алгоритмів симплекс-методу, що дозволяють отримати ефективність від 28% до 42%. Отримано аналітичну залежність часу розв’язання задачі від її розмірності. Проведено моделювання, у результаті якого встановлено, що використання розробленого алгоритму забезпечило рішення задачі розмірністю m=1000 і n=1000 за 1с., тобто в реальному часі.

5. Розроблено паралельний алгоритм децентралізованого керування потужностями передавачів, заснований на принципі дворівневої оптимізації і декомпозиції задачі лінійного програмування.

У запропонованому алгоритмі відсутній координатор, і кожній підсистемі необхідні зв'язки тільки із двома сусідніми підсистемами, що забезпечує гнучкість і надійність керування. В результаті аналізу була отримана аналітична залежність часу розв’язання задачи від її розмірності. У результаті моделювання було встановлено, що використання розробленого алгоритму при кількості критичних значень відношення потежностей (шум/сигнал), рівному 10, забезпечило розв’язання задачи розмірністю m=1000 і n=1000 за 1с., у випадку 20 критичних значень відношення потужностей (шум/сигнал) час рішення склав 2.35с., що задовольняє вимоги реального часу.

6. Проведено аналіз стійкості паралельних алгоритмів керування потужністю. Доведено неможливість зациклення алгоритмів. Обрано методику дослідження стійкості для визначення необхідної точності рішення й визначення області рішення.

Розроблено систему, що складається з п'яти правил редукції, яка дозволяє проводити аналіз достовірності паралельних алгоритмів з використанням математичного апарата графів потоків керування. Отримано експериментальні результати, що відображують емпіричні залежності часу аналізу залежно від числа вершин і кількості паралельних компонентів. Встановлено, що побудований на основі правил редукції алгоритм аналізу має поліноміальну складність на відміну від широко розповсюдженого алгоритму побудови множини припустимих розміток, що має експонентну складність. Застосування системи правил редукції дозволило значно (в 10, 100 і більше разів) скоротити час аналізу паралельних алгоритмів.

Основні результати дисертаційної роботи опубліковані в наступних роботах:

1. Мельникова Л.И. Распараллеливание процесса вычислений при решении многомерных задач ЭМС. //.Всеукраинский межведомственный научно-технический сборник “Радиотехника”. – 1999. - № 112. - С.28-32.

2. Мельникова Л.И. Метод децентрализованного управления мощностью излучения передатчиков в группировке радиоэлектронных средств связи. //Всеукраинский межведомственный научно-технический сборник “Радиотехника” .- 2001. - № 123. - С.148-150.

3. Мельникова Л.И. Моделирование системы радиоэлектронных средств связи с использованием методов геометрического проектирования. //Восточно-европейский журнал передовых технологий – 2003. - №12. – С.47-50.

4. Мельникова Л.И., Воронцов Н.Б. Распараллеливание решения систем предикатных уравнений методами полного перебора и исключения переменных.//Проблемы бионики, 1989.- №. 42.-С.29-35.

5. Мельникова Л.И. Методы обеспечения электромагнитной совместимости в коллективе радиоэлектронных средств связи на этапе функционирования.//Восточно-европейский журнал передовых технологий, 2004.-№4(10).- С.80-83.

6. Поповский В.В., Мельникова Л.И. Оптимизация расчета условий ЭМС в группе подвижных РЭС связи. //Труды НТК «Методы передачи, приема и обработки информации». Туапсе, 1997.- С.26.

7. Мельникова Л.И., Стороженко В.В., Спесивцев В.С. Оптимальное распределение ресурсов в спутниковых системах связи.//Труды МНТК «Методы передачи, приема и обработки информации». Туапсе, 1998.- С.217.

8. Поповский В.В., Жигистовский В.И., Мельникова Л.И. Особенности решения проблемы электромагнитной совместимости в группировке радиоэлектронных средств связи. //Труды НТК «Методы передачи, приема и обработки информации». Туапсе, 1999.- С.43.

9. Малицкий А.Г., Мельникова Л.И., Олейник В.Ф. Методы управления коллективным ресурсом и параметрами РЭС связи по критериям ЭМС. //Труды НТК «Методы передачи, приема и обработки информации». Туапсе, 1998, С.45.

10. Титаренко Л.А., Мельникова Л.И. Решение задачи обеспечения ЭМС РЭС с использованием методов геометрического проектирования //Труды НТК «Методы передачи, приема и обработки информации». Харьков, 2001.- С. 101-102.