Радіоелектроніка та телекомунікації. – 2015. – №818

Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/30490

Browse

Now showing 1 - 20 of 36

Аналіз енергетичного балансу оптичної транспортної мережі з урахуванням технологічних і архітектурних підходів
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Кайдан, М. В.; Андрущак, В. С.; Піцик, М. В.; Пашкевич, В. З.
Описано основні підходи до підвищення енергоефективності телекомунікаційних мереж, а особливу увагу зосереджено на технологічних і архітектурних підходах. Встановлено, що визначальну частину енергозатрат становить проміжне оптоелектронне перетворення, а також робота ядрового маршрутизатора. Наведено перспективи використання повністю оптичних комутаторів і конверторів. На прикладі розрахунку показано, що енергоефективність транспортної оптичної мережі зросла на 63% завдяки видаленню проміжного оптоелектронного перетворення. In this paper presents the main approaches to improve energy efficiency of telecommunications network. The main attention is focused on technological and architectural approaches to reduce power consumption. Shown the correlation approaches to improve energy efficiency. In technological approaches presented the main technical parameters that determine the energy efficiency of optical switches and converts, where the main approach of such devices is to removal expensive and energy intensive optoelectronic conversion. Presented all-optical switches, their energy and time switching. There are also advantages of all-optical converters based on nonlinear effects in terms of energy efficiency. Main attention is drawn on the directions of development of all-optical devices and found that the most relevant today is a device based on optical effects. The work presents prospects are searching electro-, acousto-, thermo- and nonlinear optical coefficient for these devices. Reviewed the prospects of effective using of available wavelengths because each of these waves consume about 1.2 kW of electricity. Shows the prospects of use asynchronous transport technologies such as Optical Transport Network (OTN) and Gigabit Ethernet and benefits in term of energy efficiency, because transport technologies Synchronous Digital Hierarchy (SDH) inefficiently uses bandwidth of optical channel that influence on energy efficiency telecommunication network. Presented the advantages of using crosscutting-channel with removal of intermediate optoelectronic conversion. Established that the lower limit power consumption of telecommunication networks determine access network, where for today the most energy efficient technology is passive optical network (PON). No less important factor in the energy consumption of telecommunications networks determines the hardware manufacture. Found that one of the less energy efficiency devices is core router and shows the main part that define its energy consumption. In architectural approaches to improve network energy efficiency presented the transfer of information processing from the router to the lower level. Done calculation of energy consumption of telecommunications equipment for typical network with intermediate optoelectronic conversion and without it. In calculated example shows that energy efficiency transport optical network increased by 63 % when removed intermediate optoelectronic conversion and opening crosscutting channel.
Аналіз методів комплексування сигналів парціальних спектральних каналів у системах моніторингу об’єктів та сцен
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Гривачевський, А. П.
Проаналізовано методи комплексування даних парціальних спектральних каналів багатоспектральної системи моніторингу об’єктів та сцен різних ділянок спектра електромагнітних хвиль. Зазначено основні вимоги, які ставляться перед задачею комплексування парціальних спектральних каналів. Проаналізовано два методи комплексування, що ґрунтуються на підсиленні відмінностей між зображеннями та на окремому аналізі низько- та високочастотних складових спектра зображень. Описано ідею щодо можливої реалізації системи моніторингу об’єктів та сцен з максимальним рознесенням за частотою парціальних спектральних каналів та наведено структурну схему такої багатоспектральної системи. The article analyzes the methods of data fusion partial spectral channels multispectral system of monitoring objects and scenes, working in various parts of the electromagnetic spectrum whose essence is to implement process optimal joint processing of reflected signals and self-radiation of the observed objects. Shown basic requirements are put before the task of interconnecting partial spectral channels. It is proved that for maximum information content data obtained by remote monitoring is necessary to use sensors of various physical nature, which operate in different parts of the electromagnetic spectrum, namely microwave (RF), infrared and optical diapasons. The analysis of the two methods of images data fusion, the first of which is based on increasing the differences between the images obtained from various partial channels multispectral monitoring system, and the second on the separate analysis of low-frequency and high-frequency spectral components of the image. Moreover, both of these algorithms complement each other and can be used simultaneously. It was found that significant difficulties in the images data fusion discussed methods associated with the exact matching partial channels with spatial coordinates; search for best practices to eliminate the inverse display of individual objects in different zones of the spectral and radiometric distortion (noise); selecting the best algorithm for determining the weighting coefficients of the partial channels, and the like.Described the idea of a possible implementation of the system of monitoring objects and scenes with maximum frequency diversity partial spectral channels and propose options for the overall structure of a multispectral system.
Аналіз надійності комп’ютерної мережі на основі бінарної діаграми рішень
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Танцюра, Л. І.
Досліджено спосіб оцінки надійності комп’ютерних мереж на основі бінарної діаграми рішень (БДР). Розглянуто різні алгоритми обчислення надійності комп’ютерної мережі на основі БДР: алгоритм факторизації, алгоритм, що ґрунтується на пошуку мінімальних шляхів або перерізів, алгоритм створення БДР без отримання булевого виразу. Методи обчислення надійності на основі БДР дають змогу обчислити надійність мережі із сотень елементів. The present paper is aimed at investigating modelling and analysis techniques for the calculating the reliability of computer communication network using binary decision diagram. The network can be represented in a form of a graph, whose elements (vertices and edges) are considered as binary objects characterized by a working or a failed condition. Nodes and communication links of computer network may fail with known probability. The network reliability is defined as the probability that all nodes, or a subset of the nodes, of the graph communicate through at least one path of working edges. Failure of a single component may directly affect the functioning of a network. Determination of the probability properties of the network is based on Binary Decision Diagram and Shannon’s decomposition principle. Binary decision diagram is a modern data structure proved to be compact in representation and efficient in manipulation of Boolean formulas. A path is defined as asset of edges so that if these edges are all up, the system is up. A path is minimal if it has no proper subpaths. A cut is defined as a set of edges so that if these edges are all down, the system is down. A cut is minimal if it has no proper subcuts. Different approaches are based on the use of BDD. One is factoring algorithm. The idea is to choose an edge and break the model down into two cases: the first assumes the edge has failed, the second assumes it has not failed. For each case, a new reliability graph is built by taking into account the behavior of the chosen edge. The alternative class of methods is to directly obtain minpaths or mincuts. Minpaths are searched by means of the Dijkstra algorithm, while mincuts are searched by means of a recursive algorithm. In these methods we first enumerate all the minpaths and mincuts of the given network and then the reliability expression is evaluated using different methods, like inclusionexclusion method or sums of disjoint products. There are some disadvantages in the above methods. In the factoring algorithm, the number of factored reliability graphs will increase exponentially with the number of edges increases. In the minpaths or mincuts methods, as the number of edges becomes large, the number of minpaths or mincuts will be large and inclusion-exclusion or sums of disjoint products expression will be increased too large. Size of BDD strongly depends on the ordering of variables. The size of BDD means the total number of non-terminal vertices in the BDD and the number of vertices in particular level. There is no polynomial search algorithms for optimal variable ordering. The present paper introduces BDD representation of the 2-terminal connectivity of a graph without preliminary search for the minpaths or mincuts. The algorithm starts from the source node and visits the graph until the destination node is reached. The BDD construction starts recursively once the destination node is reached. The BDD’s of the nodes along a path from source node to destination node are combined in AND. If a node possesses more than one outgoing edge the BDD of the paths starting from each edge are combined in OR. A bridge network with directed arcs is considered as an example under assumption that only arcs can failure.
Визначення області допустимих параметрів фільтрів у модифікованому детекторі сигналів із квадратурною модуляцією
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Бобало, Ю. Я.; Бондарєв, А. П.; Максимів, І. П.
У роботі описано результати імітаційного моделювання у програмі Matlab приймання сигналів з квадратурними видами модуляції, зокрема OQPSK, за умови використання модифікованого детектора фазомодульованих сигналів. У результатах наведено залежності відношення сигнал/шум до ймовірності появи бітової помилки модифікованого детектора та класичного детектора, на основі чого зроблено висновки щодо його ефективності. This paper describes the Matlab simulation results of receiving signals with quadrature modulation, such as OQPSK, using modified phase detector. As the result, the BER-to-SNR diagrams were presented for modified and classical detector. The conclusions about its effectiveness were made. There are new methods of modulation signals that allow effective use of the frequency band, and communication systems (eg. trunking) that can effectively distribute the network traffic. However, further development of communication systems is limited by threshold SNR, which is one of the determining factors for the calculation of the capacity of the channel. This paper shows the possibility of increasing noise immunity and capacity of modern cellular communication systems and trunking communication without increasing transmitter power. The improved PLL resistance to noise without changing of dynamic properties is implemented using a modified synchronous phase detector. The proposed scheme of modified PLL device differs from the classical analogue by the narrow band pass filters, placed before the detector, and high-band filter after it. The simulation processes of detection OQPSK signals which were used in modern systems such as cdma2000 were made. For as close as possible to the real analogue, the phase detector in imitation model was implemented with levelling filters. These filters are used in communication systems to reduce intersymbol interference that occurs in the digital channel. Research was carried out for the case of signal detection by classical and modified detectors. The aim of the research was to determine the bit-error rate (BER) in the received signal at a particular value of SNR. The obtained BER-to-SNR values for the classical phase detector were compared with similar ratios given in the open literature. The research results show that modified detector is more efficient than classical detector due to its higher noise immunity. As a result of simulation model of the modified detector research in Matlab program the recommendations for selecting detector filters parameters at high noise level were made. This makes possible to use them in the designing of modern phase demodulators. The modelling results show the potential for increasing the efficiency of existing cellular communications that use complex types of phase modulation with no additional energy costs. The results of modification using narrowband filters before detector of OQPSK signals can significantly improve its noise immunity and energy efficiency.
Використання лінійних Max-plus моделей у задачах управління трафіком
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Лозинська, В. М.
Запропоновано лінійні математичні моделі Max-plus механізмів та методів управління трафіком, як для мережевого вузла окремо (планувальник обслуговування черг буферів маршрутизатору), так і для усієї мережі (алгоритми маршрутизації). Моделі, що подані, дають змогу підвищити ефективність оцінки параметрів якості, оскільки в них враховано основні параметри трафіку, що надходить. Також запропоновані математичні моделі відтворюють динаміку роботи планувальника в просторі станів, а перехід до базису Max-plus алгебри дає змогу отримати задані оцінки з урахуванням необхідних параметрів якості обслуговування. Development of next generation networks concept let to reconfigure the most of existing traffic controls at telecommunication node. Necessity of its modification causes of low efficient network resources usage. Among of frequently used traffic controls at telecommunication node are service queues schedulers. This is due to traffic “conditioning” feature and as result opportunity of decreasing data lost level. For modern telecommunication devices most common are schedulers with fair and hybrid queue servicing. Limitation of existing algorithms can be explained by it static character at the same time with dynamic changing character of incoming traffic and it non-controllability. For modification of these algorithms, formalized an optimization problem, limitations of which are quality of service parameters. Also being of more than one queue at one network device suggests packet service synchronization. All these tasks can be solved with two ways, presented in the paper: discrete-event models and Max-plus algebra linear models. For every model was find state space equations by conversion into Maxplus algebra basis. Control functions in represented models execute vectors of incoming request delays and requests’ service time. The solving of the given optimization problem is in finding of adjustments vector, which in fact shows the required queue buffer space size for every computing cycle. Thus, in represented article for the first time the max-plus algebra applications is showed for the solving traffic management tasks.
Вплив параметрів комунікаційної мережі аеровузла на ефективність організації повітряного руху
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Водоп’янов, С. В.
Виконано аналіз системи ключових показників ефективності для оцінки стану і управління якістю сервісу складеної мережі аеровузла. Розроблено методику поточного оцінювання параметрів і стану мережі, впливу їх на кінцеву ефективність обслуговування повітряного руху. Наведено результати розрахунків кореляційної матриці ключових показників ефективності й проаналізовано статистичні зв’язки між основними параметрами, від яких залежить продуктивність мережі та якість сервісу, підтримання яких забезпечує оптимальну організацію повітряного руху. Today the basic criteria of estimation quality of functioning of computerized air traffic control systems don’t exist. Dissolving of the problem of multi-objective optimisation is achieved due to scalar approach to a vector optimisation through Saaty analytic hierarchies process. The analysis of features of a system of key performance indicators for the estimation the state and control quality of service of air cluster composite network are executed. The methodology of current estimation of network parameters and state, and their impact on final efficiency of air traffic service is developed with application step-by-step regression. The results of calculations of correlation matrix of key performance indicators are resulted and statistical dependence between basic parameters are analysed, which a network performance and quality of service depend on and provide optimal air traffic management. An ad hoc assumption about errors of relative priorities of partial criteria allows excluding risk of singularity of priority matrix in applied method. Moreover, the presence of mentioned errors decreases risk of optimisation algorithm looping on local extremes. Nowadays, application of modern technical means ensures implementation of flexible air space management structure, which provides immediate changes of air traffic control sector edges depending on current air environment. Thus, air traffic optimization occurs ensuring the required air traffic safety rate, “apron-to-apron” air traffic service method and application of area navigation technology, which is known as “free-flight” method. Application of the computerized control network key parameters as a complex system with signaling information delay can afford its state forecast and real-time service quality control problem solving. Key performance indicators are selected in a way ensuring comparative performance evaluation of different hub networks, and most significantly, providing guaranteed service quality, which is the highest priority task for the air traffic management systems as critical application systems. This article stipulates separated network performance indicators and scale types for their evaluation.
Відображення результатів вимірювання параметрів динамічних мікрооб’єктів телевізійним сканувальним оптичним мікроскопом
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Шклярський, В. І.; Матієшин, Ю. М.
Розглянуто питання відображення результатів вимірювання параметрів динамічних мікрооб’єктів за допомогою телевізійного сканувального оптичного мікроскопа. При цьому мікрооб’єкти можуть бути як одиничними, так і перебувати у групі з декількох окремих динамічних мікрооб’єктів. Наведено принципи та алгоритм роботи мікроскопа, що забезпечують відображення результатів вимірювання параметрів як окремих динамічних мікрооб’єктів, так і усієї групи. Television scanning optical microscope (TSOM) combined with computer support allows control of its modes in general, individual nodes, image processing and transmission capabilities, storage and playback of the data in the right form for the operator (graphs, tables, diagrams, etc.). An example of the effective use of computer technology symbiosis and measuring systems are complex CASA (Computer-aided sperm analysis). Graphic display of measurement results methods are widely used in cytophotometry to analyze the distribution of absorbing substances in the cells processes. These ways of quantitative assessment of cytological microobjects structure (MO) are based on microphotometry: histogram and topograms, calculating of the surface relief indicator and texture coefficient and so on. It is possible to represent MO in digital or gray-scale fields, as well as pseudorelief. Solving problems related to the display of the velocity vector in the form that is most visible to the operator and can give him the maximum amount of information about the behavior of MO, as well as to simplify and speed up its work, is very important. This article contains analysis ways of display the results of measurement parameters in TSOM as single dynamic MO and dynamic individual MO which are in a group of several MO moving chaotically – with variable velocity and direction of motion. The basic principles of TSOM in determining the dynamic parameters of individual MO and averaged parameters of several MO as a whole. A vector representation of measured values used in vector-cardiography, which originated in the development of electrocardiography. Presenting measure as vektorogram enables display bias in the direction of MO. The pronounced tendency of MO movement within a certain angular sector at a certain velocity rate may indicate different defects of physiological character in the structure of the MO. Examples are the different forms of violation of human sperm structure, which affect the nature of their movement velocity and the consequent loss of the ability to fertilize. MO real movement usually occurs in 3-D space. In this case, three-dimensional model is built as vektorogram. It gives researchers the complete information on the movement of MO, providing at the same time to assess the actual relationships between different components of the movement. Under the group of dynamic MO will realize several separate dynamic MO, which are within sight of TSOM have chaotic (random) motion with variable velocity and direction of movement. Often in modern medicine, microbiology, ecology and many others there is a need to analyze the dynamic parameters not only individual MO, but averaged dynamic parameters of the group as a whole. To do this successfully, you can use all the above listed ways reflect the results of measuring the dynamics ofMO.
Георадари
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Правда, В. І.; Мрачковський, О. Д.; Абрамович, А. О.
Описано принципи побудови сучасних георадарів. Георадари використовуються для здійснення неруйнівного контролю стану дорожніх покриттів, у геологічних та археологічних розвідках. Георадари мають істотні переваги порівняно із іншими приладами контролю стану інженерних конструкцій. Наведено характеристики найпоширеніших приладів. Вказано переваги та недоліки кожного із принципів. Проаналізовано перспективні напрями і методи для створення нових георадарів. Georadars – a modern geophysical instrument, the use of which for non-destructive research allows monitoring environment at shallow depths with high detail, making it unique among other geophysical equipment. The method is the reflection of electromagnetic waves radiated from the interface layers with different dielectric constants. These limits can be both geological features and local heterogeneity of various origins (voids). Georadars consists of three main parts: antenna unit (consisting of the transmitting and receiving antennas), received signal processing unit and computing unit for visualization and interpretation of data. The maximum depth of 50 meters is limited research in the environment of low attenuation (dry soil). Georadars working on the following principles: • Method of electromagnetic induction • Pulse method The article is a description of existing principles of building modern ground penetrating radar, an indication of the positive and negative characteristics of each of them, prompting the current lineup and analysis of promising directions and methods for creating new ground penetrating radar. Pulse method Ground penetrating radar, built on this principle, using short duration pulses for remote sensing. In reflection of the heterogeneity of the study is a change of the signal depending on the electrical properties of heterogeneity. Used pulses of 100 nsec (low resolution at depths - 10-40 m) to 0.5 nsec (with high resolution up to 0.5 m). Method of electromagnetic induction Electromagnetic induction method can detect metal objects around them when creating an alternating electromagnetic field. Use two sensor coils in the search, one of which is radiating, and the second - selection. Availability between metal coils changes inductive connection between them, therefore there is a difference signal in the receiving coil. The signal reflected from the metal changes its phase.
До 70-річчя Ю. Я. Бобала
(Видавництво Львівської політехніки, 2015)
Дослідження ефективності підканалів безпровідних мереж, побудованих на основі технологій LTE / LTE-ADVANCED, при використанні різних видів модуляції сигналу
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Горбатий, І. В.
Здійснено теоретичні дослідження ймовірності бітової помилки й ефективності підканалів безпровідних мереж, побудованих на основі технологій LTE / LTE-Advanced, з використанням квадратурної фазової маніпуляції (КФМн), М-позиційної квадратурної амплітудної модуляції (М-КАМ) та запропонованої М-позиційної амплітудної модуляції багатьох складових (М-АМБС). Теоретичні дослідження ймовірності бітової помилки виконано з використанням запропонованого співвідношення. За результатами теоретичних досліджень підтверджено адекватність запропонованого співвідношення та можливість його застосування для обчислення ймовірності бітової помилки під час використання в підканалах телекомунікаційних безпровідних мереж, побудованих на основі технологій LTE/LTE-Advanced, різновидів модуляції сигналу КФМн, М-КАМ і М-АМБС. Також досліджено ефективність таких мереж з використанням наведених різновидів модуляції сигналу. За результатами досліджень установлено, що запропонована модуляція М- АМБС перспективна для застосування у мережах, побудованих на основі технологій LTE/LTE-Advanced, з метою зменшення ймовірності бітової помилки під час передавання даних та підвищення ефективності мережі порівняно з використанням КФМн і М-КАМ. It carried out the theoretical researches of bit error probability and efficiency of subchannels of wireless networks based on LTE / LTE-Advanced technologies in case of use of quadrature phase manipulation (QPSK), М-ary quadrature amplitude modulation (M-QAM) and offer М-ary amplitude modulation of many components (M-AMMC). The theoretical researches of bit error probability executed in case of use of offer correlation. As a result of theoretical researches it exposed the adequacy of offer correlation and possibility of his application for the calculation of bit error probability in case of use the varieties of signal modulation QPSK, M-QAM, and М-AMMC in subchannels of telecommunication wireless networks based on LTE / LTE-Advanced technologies. As a result of researches it sets, that in case of attitude of average energy of one data bit toward the spectral power density of white noise E / N0 = bavr 13,4 dB the bit error probability in subchannels in case of use of 8-AMMC will more the little in 27 time by comparison to the use of 8-QАМ at the identical maximal power and informing of modulated signal. Also the efficiency of such networks in case of use of lead varieties of signal modulation was explored. As a result of researches it sets, that informative efficiency of subchannels of wireless networks based on LTE / LTE-Advanced technologies in case of use of 8-AMMC with shift the amplitude levels of modulating signals higher from using 8-QАМ on 6,1 % and from QPSK – on 20 %, that is why offered AMMC expediently to use in the modern wireless networks in case of data transmission for the rise of their efficiency. So as a result of researches it sets, that an offer modulation M-AMMC is perspective for application in networks based on LTE / LTE-Advanced technologies with the purpose of reduction of bit error probability in case of data transmission and rise of network efficiency by comparison to the use of QPSK and M-QAM.
Дослідження параметрів радіоканалів мережі LTE
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Коляденко, Ю. Ю.; Алалі, А. М.
Проведено вимірювання відношення сигнал / завада + шум у частотному діапазоні 1920–1980 МГц на суміжних частотах 1920000 кГц і 1920015 кГц. За отриманими вибірками розраховані їх середні значення і дисперсії. Побудовані автокореляційні функції цих вибірок та взаємні кореляційні функції. На підставі розрахованих за отриманими вибірками середніх значень процесів, дисперсій та інтервалів кореляцій розроблена двовимірна марківська модель у вигляді рівнянь стану та рівнянь спостереження. To be successful, efficient operation of networks apply the relevant methods of network and systems management, which require constant and reliable metrological provision and receipt of appropriate and effective estimates of the parameters measured random variables, processes or fields. To obtain estimates of the measured parameters can be used: sampling methods optimal estimate of random variables, recursive methods for estimating random variables or recursive evaluation methods of random processes. More constructive type ratings are recursive estimation procedure, which gives the current evaluation process in real time, and in the evaluation of the random variable recursive procedure tends asymptotically to the true value. In the recursive methods for estimating the parameters evaluated included the process or the amount, and therefore the mathematical model. Therefore, actual scientific task is to develop a mathematical model of radio network LTE. In LTE network every 0.5 ms to measure the characteristics of the channel, and every 40 ms reports are sent to the mean values of the measured parameters. To provide access and distribution of resources subscribers can measure the following parameters: average power of the received pilot signal; quality of received pilot signals; ratio of the instantaneous data rate to an average speed; the ratio of signal power to interference power and noise power (SINR). The most obvious indicator is the SINR, as 1st and 2nd figures do not take into account the interference power in the channels, and the third figure is derived indicator of SINR. Therefore, measurements and assessments of quality indicators channels LTE networks rational use indicator SINR. Measured SINR in uplink frequency band 1920–1980 MHz frequencies in adjacent 1920000 1920015 kHz. According to the obtained samples calculated their mean values and variances. Built autocorrelation functions of sample data and cross-correlation function. Maximum values, these functions are at the value of the time shift is zero and slowly decreases with increasing time shift. Based on this schedule, we can conclude that they have an exponential form. According to TheoremJ. Doob can be argued that the results obtained are Markov processes. According to the correlation functions defined intervals correlation and cross-correlation intervals. To process one correlation interval is 21 count, which corresponds to the time interval 9.0006 ms. Process 2 correlation interval of 13 samples, which corresponds to the time interval 5.5718 ms. Cross-correlation interval is 7.5 counts. Consequently, during the time it is 3.2145 ms. Thus, it can be argued that the processes in the adjacent channels are statistically dependent. Invited to the processes occurring in the channels to approximate a multivariate Markov model in the form of equations of state and observation equations. Calculated on the basis of the obtained samples of the average values of processes, variances and correlations intervals developed two-dimensional model equations of state and observation equations.
Дослідження процесу агрегації трафіку в оптичних транспортних мережах з комутацією блоків
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Думич, С. С.; Жуковська, Д. С.; Максимюк, Т. А.
Проведено комплексне дослідження процесу передавання даних в оптичних транспортних системах з комутацією блоків (OBS). Розглянуто найважливіші проблеми, які виникають у мережах OBS, такі як агрегація блоків та їх ефективний розмір. Проведено дослідження ефективності процесу агрегації у крайовому вузлі мережі OBS. Отримані результати показують, що агрегація за критерієм завантаженості буфера дає змогу забезпечити нульові втрати пакетів. Проте це досягається за рахунок збільшення кількості блоків, що призводить до зниження ефективності використання пропускної здатності. З іншого боку, критерій часу очікування, навпаки, забезпечує максимальну ефективність використання пропускної здатності за рахунок блоків великого розміру. Але це спричиняє різке зростання кількості втрачених пакетів. Адаптивний метод підтримує максимально можливий розмір блоків, контролюючи завантаженість буфера. Це дає змогу підтримувати високий коефіцієнт використання пропускної здатності, уникаючи значних втрат пакетів, що є оптимальним компромісом для оптичних транспортних мереж з комутацією блоків. Next generation optical networks should provide high capacity to support ever increasing traffic demands. Many technologies have been developed recently for optical transport networks to increase throughput, improve energy efficiency and simplify network deployment. One of most important problems in modern optical networks is IP traffic transmission. Although optical fibers provide tremendous throughput, the overall network performance is still limited by switching nodes. Currently there are three concepts of optical switching: circuit switching, packet switching and burst switching. Optical circuit switched networks provide direct channels between nodes, separated by different wavelengths. It this case, channels are constantly utilized providing good throughput for transmission sessions. But for the case of low traffic intensity, throughput of optical channels will be underutilized that results in decreasing the capacity of optical transport network. On the other hand, packet switching allows to increase network performance by more effective utilizing of channels throughput. However, packet switched networks generate high overhead of signaling data, especially when traffic intensity is very high. Optical burst switching (OBS) technology has been developed to overcome problems of circuit switched and packet switched networks by combining advantages of both switching technologies. This allows to provide good performance of packet data transmission. In OBS networks, all packets are assembling to logical bursts. Burst is a logical combination of similar packets with the same destination address and quality of service (QoS) requirements. Such approach is used to rearrange traffic from different access networks and separate it in accordance to throughput requirements and destination nodes. Burst transmission is coordinated by using burst header packets (BHP) for each optical burst. BHP includes information about addresses of source and destination nodes, QoS requirements and additional supporting data for burst transmission, scheduling and switching. In this article, we provide a comprehensive study of data transmission in OBS networks. We address most important issues in OBS networks such as burst aggregation and effective burst size. We have conducted simulations and performance analysis of burst aggregation in edge nodes of OBS network. Obtained results shows that buffer threshold method can maintain packets transmission without losses. However, such effect is achieved by sacrifice of channel utilizations efficiency due to small size of bursts (approximately 100 kB). On the other hand, time threshold method provides much larger size of bursts (approximately 250 kB) that allows to achieve the best channels utilization. But, in this case buffer is often overloaded that result in 30 % packet losses. Adaptive threshold method continuously provides buffer load around 80–90 %, but rarely touches 100 % limit resulting in only 3 % packet losses. Moreover, adaptive method keeps bursts size around 200 kB, which seems to be enough for effective throughput utilization. In summary, we can see that adaptive algorithm promises a good tradeoff between packet losses and channels utilization. In future research, we will provide more comprehensive study on the optical switching performance, traffic aggregation process and quality maintenance in optical transport networks.
Дослідження стійкості параметричних підсилювачів у середовищі MAOPCs
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Шаповалов, Ю. І.; Мандзій, Б. А.; Бачик, Д. Р.
У пропонованій роботі наведено результати дослідження асимптотичної стійкості одно- та двоконтурного параметричних підсилювачів. Оцінка стійкості у системі функцій MAOPCs основана на визначенні коренів знаменника параметричної нормальної передавальної функції кола, що має вигляд степеневого полінома від комплексної змінної. The paper considers the question of the research of assessment of the stability of linear periodically time-variable circuits by the frequency symbolic method. The function system MAOPCs, which is based on the frequency symbolic method, is an effective tool of investigation of linear periodically time-variable circuits and in particular parametric amplifiers. The assessment of circuit stability in the systemMAOPCs is carried out by the real parts of the denominator roots of a normal parametric transfer function of the inertial part of circuit, which is also defined by the frequency symbolic method in the form of approximation by the Fourier trigonometric polynomials. If the real parts of roots are negative, the circuit is asymptotically stable and is not stable if the real part of at least one of the roots is equal to zero or positive. This criterion of asymptotic stability deservedly gained great importance with the appearance of such an effective method of formation of parametric transfer functions as frequency symbolic method. This paper presents the results of research of asymptotic stability of one- and double-circuit parametric amplifiers. For a single-circuit parametric amplifier with two parametric elements maps of stability for different phase differences of parametric elements were built. When the phase difference is 0 ° zone of stability is the biggest and when the phase difference 180 ° zone of stability is the smallest. These two cases are called in literature a synchronous and asynchronous modes and it is shown that energies brought into the circuit by change of capacitance and inductance in the first case are deducted, and in the second case are attached. This fact has received full confirmation in experiments carried out in the system MAOPCs. In this paper it is shown that the formation of parametric transfer function by the frequency symbolic method and determining the roots of the denominator in which parameters of the circuit set in symbolic form nowadays is the most effective tool of assessment of the asymptotic stability of electronic devices which are represented by linear periodically time-variable circuits. This approach allows you to build the trajectories of roots and maps of stability under multiple change of numerical values of symbolic parameters of circuit. The results of computer experiments presented in this paper made it possible to draw the following conclusions: – complete coincidence of the results between programs MAOPCs and Micro-Cap proves the adequacy of transfer functions formed by frequency symbolic method and high accuracy of assessment of stability through the roots of the polynomial; – the frequency symbolic method allows you to effectively assess stability and to form trajectories of roots or map of stability of circuit by the change of its random parameters that it is sufficiently comfortable at stability control in tasks of statistical character and optimization of parametric devices; – computer experiments have shown that the formation of parametric transfer function by the frequency symbolic method and determining the roots of its denominator nowadays is the most effective tool of assessment of the asymptotic stability of electronic devices which are represented by linear periodically time-variable circuits.
Ефективність прямого розширення спектра в системах зв’язку з таймерними сигналами
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Захарченко, М. В.; Корчинский, В. В.
Запропоновано метод синтезу шумоподібних сигналів на основі таймерних сигнальних конструкцій (ТСК) і ортогональних псевдовипадкових послідовностей з бінарною фазовою модуляцією ФМ-2 (BPSK) у системах зв’язку з кодовим розділенням каналів (КРК). Оцінено ефективність використання ТСК в індивідуальних каналах з обмеженою смугою частот окремих абонентів системи передавання з КРК. Наведено алгоритм вибору параметрів таймерних сигналів і псевдовипадкових послідовностей у разі формування шумоподібних сигналів. Показана перспектива використання таймерних сигнальних конструкцій в конфіденційних системах зв’язку для завдання підвищення структурної прихованості шумоподібних сигналів. Cryptographic systems are considered to be quite an effective mechanism for the protection of information, and they are used mainly in the upper levels of the reference model OSI. However, analysis of trends in cryptography and cryptanalysis confrontation shows that no matter how reliable was not used newly established cryptographic system, discrediting it eventually becomes apparent. Taking into account this fact, promising is the development of additional mechanisms for the protection of information circulating on the network. In the last decade a special interest in acquiring methods of information security, which are implemented on the ground level of the OSI reference model and are aimed at significant reduction in the effectiveness of the means of unauthorized access (unauthorized access), which include: an attempt to detect the fact of transfer and violation of the integrity of a transmitted message, intercepting communication session and recognition of the structure of the signal structures with subsequent decoding of cryptograms, etc. One of the ways of confrontation of confidential communications with NSD can use complex signals with cryptoprotection structure. A prerequisite for the formation of the requirements for the properties of structures and algorithms for signal transfer to ensure secrecy of information exchange, is the account of algorithmic and technological potential of modern means of unauthorized access. It follows that the relevant information to improve the security of information transfer is the study on the creation of algorithms of functioning of confidential communications and signal synthesis designs that enhance the various indicators of secrecy. In view of this, the aim is to develop a method of forming a broadband noise-like signal based on the timer signal design (TSC) with binary phase demodulation. A method for synthesis of noise signals based on the TSC and orthogonal pseudorandom binary phase modulation with the FM-2 (BPSK) communication systems, code division multiplexing (AAC). The estimation had been performed of utilization efficiency of TSC in the individual channels with limited bandwidth transmission systems of individual subscribers to the CBC. An algorithm is proposed for selecting parameters of timing signals and pseudo-random sequence of the formation of noise-like signals. The prospects of using timer signal designs in confidential communication systems for the task of improving the structural stealth noise-like signals.
Забезпечення якості сприйняття послуг та пропорційного розподілу ресурсів LTE у процесі відеотрансляції
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Аль-Заяді, Х. Х. А.
Проаналізовано проблему передавання потокового відео по мережі LTE. Запропоновано математичну модель розподілу ресурсів LTE під час трансляції потокового відео. Це забезпечує різний спосіб обслуговування для гетерогенного мобільного трафіку. Цим досягнуті необхідні параметри якості обслуговування для поліпшення якості сприйняття послуги. Метою роботи є поліпшення якості сприйняття користувачем відеоконтенту в разі надання його засобами мережі радіодоступу LTE. У багатошаровій моделі багатоадресної передачі потокового відео оригінальне відео стискається в кілька шарів. Базовий шар містить найважливіші особливості відео, тоді як інші рівні містять інформацію, яка потім може покращити якість відео. Шари можуть бути відображені в різних IP-групах. У разі додавання відповідних груп, приймач може отримати загальну кількість даних з базового шару з певним рівнем покращення. Отже, нижній шар повинен бути забезпечений нижчим рівнем MC (схеми модуляції і кодування), так, що приймачі, призначені у верхні шари, можуть отримати обслуговування від нижнього шару. Залежно від відстані та розподілу трафіку схеми модуляції та кодування різні, а площа комірки може бути розділена на кілька концентричних кіл. Якщо різні рівні MC використовуються в різних шарах відео, то відповідні дані цих шарів повинні бути передані приймачам всередині відповідних кіл. За підсумками досліджень на основі такої моделі встановлено, що у зашумленому каналі QoE зростає дуже зі збільшенням швидкості передавання. Для такого каналу стратегія справедливого розподілу ресурсів є ефективнішою, тому що за рахунок незначного погіршення QoE досягається істотний виграш у показнику справедливості розподілу. The problem of video streaming over LTE network is analyzed. The mathematical model of resource allocation of LTE is offered during video streaming. It provides different service schedule for heterogeneous mobile traffic. It allows assuring the demanded quality parameters for better user experience. The goal of the paper is to increase the LTE user experience delivering video content over the radio access network.
Зміст до Вісника "Радіоелектроніка та телекомунікації"
(Видавництво Львівської політехніки, 2015)
Кристалічна структура твердих розчинів La1-xRxFeO3 (R = Pr, Nd)
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Павловська, О. Б.; Василечко, Л. О.
Методом рентгенівської та синхротронної порошкової дифракції досліджено кристалічну структуру змішаних феритів La1-xRxFeO3 (R = Pr, Nd), отриманих твердофазним синтезом. Встановлено, що всі синтезовані зразки є однофазними із ромбічною структурою перовськіту. Отримані структурні параметри добре узгоджуються із літературними даними для крайніх членів систем, що свідчить про утворення неперервних твердих розчинів заміщення. В обидвох твердих розчинах спостерігається явище перетину параметрів елементарних комірок. Complex oxides with perovskite structure RFeO3, where R are rare earth metals, represent an important class of functional materials. RFeO3 compounds are used in thermoelectric devices, solid oxide fuel cells, as membranes for partial oxidation of methane and oxygen cleaning, as catalysts for CO oxidation and decomposition of NOx, and as sensory materials. Complementary, the interest in the rare earth ferrites is stimulated by their interesting fundamental physical properties, such as spin-reorientation phenomena and the para- to antiferomagnetic transitions occurred at elevated temperatures. Samples with nominal compositions La1-xPrxFeO3 (x = 0.2, 0.7) and La1-xNdxFeO3 (x = 0.1, 0.8) were obtained by solid state reactions technique. Precursor oxides La2O3, Pr6O11, Nd2O3 and Fe2O3 were ball-milled in ethanol for 5 h, dried, pressed into pellets and annealed in air at 1473 K for 20 h. As-obtained product was repeatedly re-grinded and annealed in air at 1473 K for 20 h, after that slowly cooled to RT for 20 h. Phase and structural behaviour of new mixed LaFeO3–based ferrites was investigated by using both laboratory and synchrotron X-ray powder diffraction techniques. The latest one was applied for the samples adopting pseudo-tetragonal perovskite structure. Corresponding high-resolution X-ray synchrotron powder diffraction experiments were performed at ID22 beamline of the European Synchrotron Radiation Facilities (Grenoble, France) during beamtime allocated to the ESRF Experiment MA-2320. Based on the experimental powder diffraction data, the unit cell dimensions, positional and displacement parameters of atoms in the La1-xPrxFeO3 and La1-xNdxFeO3 structures were derived by full profile Rietveld refinement technique. According to the results obtained, all samples synthesized adopt orthorhombically distorted perovskite structure isotypic with GdFeO3. Structural parameters of La1-xPrxFeO3 and La1-xNdxFeO3 samples agree well with the data of "pure" La, Pr and Nd ferrites, thus proving formation of continuous solid solutions in the LaFeO3-PrFeO3 and LaFeO3-NdFeO3 systems. The unit cells dimensions of La1-xPrxFeO3 and La1-xNdxFeO3 decreases almost linear. with decreasing R-cation radii according to the Vegard’s rule. Peculiarity of both solid solutions is the lattice parameters crossover occurred at certain compositions and formation of dimensionally tetragonal (pseudo-tetragonal) structures. Despite of the observed phenomenon of the lattice crossover, the symmetry of La1-xPrxFeO3 and La1-xNdxFeO3 structure remain orthorhombic in whole concentration range.
Кількісна оцінка контрасту елементів зображення
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Єлманова, О. С.
Проведено порівняльний аналіз визначень ядер контрасту для кількісної оцінки контрасту окремих комбінацій елементів зображення. Наведено результати дослідження впливу лінійних перетворень шкали яскравості зображення на значення ядер контрасту для різних визначень. Запропоновано вираз для ядра контрасту, який інваріантний до лінійних перетворень шкали яскравості зображення і задовольняє вимоги асиметричності, рівноправності входження аргументів однозначності й визначеності умов рівності нулю і досягнення екстремальних значень. One of the main tasks of image preprocessing is to improve the quality of images. The image quality is characterized by several characteristics. One of the main objective characteristics among them is the image contrast. The image contrast is considered as a dimensionless value that characterizes (quantitatively or qualitatively) a significant or noticeable difference between characteristics of different areas of the image. The total image contrast is determined generally considering the contrast of particular combinations of elements of the image (objects and background). Several approaches for determination the contrast value of the image elements (the kernels of contrast) which are used in different applications are known. The great variety of definitions of contrast is very inconvenient. Such situation complicates the solution of many applied tasks as well as it complicates the carrying out comparative analysis of the achieved results for different methods of image contrast enhancement. A significant disadvantage of the known definitions of the contrast value of image elements (the kernels of contrast) is their dependence on linear transformations of the brightness scale of image. A comparative analysis of various definitions for quantitative assessment of the image contrast was held. The results of the research of the influence of linear transformations of image brightness scale on the value of quantitative assessment of the contrast for different definitions are given. Generalized definition and linear definition of the contrast of the image elements on the base of existing requirements for contrast determination under condition of their invariance to linear transformations of the brightness scale are proposed. Proposed generalized definition and linear definition of contrast of the image elements meet the requirements of asymmetry, equality of entering arguments, uniqueness and certainty of conditions under which equality to zero and extreme values of contrast are achieved. The linear description of contrast satisfies the condition of proportionality of contrast value to the increment of the argument values. The interconnection of the offered contrast definition with well-known definitions of Nesteruk-Porfyryev contrast and Vorobel contrast are given using transformation coefficients. The requirements for the metric in the metric space (the axiom of identity, symmetry and triangle inequality) are performed for linear description of contrast. The module of linear contrast in combination with the set (space) of brightness values of image elements forms the Euclidean metric space.
Метод динамічного формування структури рівня радіодоступу для мереж 5G
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Гуськов, П. О.; Максимюк, Т. А.; Климаш, М. М.
Розглянуто концепцію гнучкого функціонального роздвоєння протокольного стека між центральною платформою керування та локальними точками радіодоступу у вигляді програмної платформи для координованого керування рівнем радіодоступу. Запропоновано метод динамічного формування структури мережі радіодоступу перепризначенням контролеру безпровідного кластера та реконфігурації транспортної підсистеми, що дає змогу підвищити ефективність функціонування безпровідного кластера та досягти вищих показників пропускної здатності без застосування додаткових RAP. Nowadays, plenty of smart phones and tablets result in increased demands for bandwidth and availability of mobile networks. According to recent studied, 5G is expected to bring significant improvement such as 10-100-fold peak data rates, 1000-fold network capacity and 10-fold energy efficiency. There are two key enablers of these requirements: ultra-dense deployment of small cells and centralized signal processing. In this paper, we focus on flexible and adaptive management for 5G mobile networks. We propose the dynamic RAN (Radio Access Network) synthesis method that includes two main stages: reassignment of the WCM (Wireless Cluster Management) controller and dynamic backhaul reconfiguration. Former increases the performance of wireless cluster, while backhaul remains unchangeable that allows to decrease the RAN convergence time. The latter allows to improve capacity of backhaul links by virtualization and topology modifying. In addition, proposed system exploits flexibilities of backhaul network technologies to adapt the backhaul network to requirements of RAN. Further insights show that backhaul properties play an important role in future radio access networks with cooperation of radio access points. Modern optical backhaul networks cannot guarantee that cooperation techniques will be applied ubiquitously in radio access networks. Hence, new cooperation techniques and algorithms must rely not only on the information from the RAN, but also incorporate the conditions of backhaul and core network. Simulation results showed that the proposed method drastically increases the feasibility of wireless cluster, especially in high-load scenarios and enables to achieve higher performance capacity without using additional RAP. It has showed that with the increasing number of active users within the cluster the proposed method allows to get higher levels of cluster feasibility through effective adaptation of the RAN structure according to the users’ requirements.
Метод підвищення ефективності використання мережевих ресурсів інформаційно-телекомунікаційних систем
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Климаш, М. М.; Шпур, О. М.; Селюченко, М. О.; Киричук, Б. В.; Мельник, Т. В.
Запропоновано метод локального розподілу та управління сегментом мережі, що приведе до оптимізації використання оптичного ресурсу фізичного тракту, зменшення імовірності блокування під час прокладання нових логічних каналів. Разом з цим, використання цього методу дає змогу оператору суттєво зменшити капітальні витрати, пов’язані з наперед закупленими чи зарезервованими ресурсами, та операційні витрати, основна частина яких – ресурси транспортної мережі, що не використовуються. For optimization of using physical resources of optical path, reducing the probability of blocking when laying new logical channels in this paper has been developed method of local distribution and control segment multiservice network, which enables easier transport network management system. Using this method allows the operator to significantly reduce capital costs related to purchased in advance or reserved resources and operating costs, which make up the bulk of transport network resources that are not used. In the simulation confirmed that local resource allocation method provides a substantial reduction of congestion network device and its power, about 1.5 times. Using the algorithm laying cross tunnels, the method made it possible to unload wavelength, which has been downloaded more than 60 %, and used one of the available wavelengths with high atomic number for making the through the tunnel between nodes. Switch to transparent transmission enabled partially relieve the busiest junction. This is particularly important in an environment where the network transferred large amounts of traffic. In such circumstances, the network node has to handle both own and transit, in the electrical domain, but also very often at the network level. With integrated switching MPLS / OTN managed to avoid high packet time delay and power consumption caused by switching to IP / MPLS level. Quality monitoring service shows that after switching transparently transmitting the average packet delay from end to end decreased from 82 to 28 microseconds, which is almost four times.