Радіоелектроніка та телекомунікації. – 2014. – №796
Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/25691
Вісник Національного університету "Львівська політехніка"
У віснику відображено результати досліджень з теорії та проектування радіо-електронних кіл і пристроїв, антен і пристроїв НВЧ-діапазону, систем телекомунікації та інформаційних мереж, а також математичного моделювання та конструювання радіо-електронних схем і радіоапаратури. Для наукових працівників, інженерів та студентів старших курсів, фахівців з радіотехніки, інформаційних технологій та телекомунікаційних систем, матеріалознавства, інформатики, вимірювання і контролю якості.
Вісник Національного університету «Львівська політехніка» : [збірник наукових праць] / Міністерство освіти і науки України, Національний університет «Львівська політехніка» – Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2014. – № 796 : Радіоелектроніка та телекомунікації / відповідальний редактор Б. А. Мандзій. – 255 с. : іл.
Browse
Search Results
Item Алгоритми пошукушляху за критерієм мінімальної затримки для центрів обробки даних(Видавництво Львівської політехніки, 2014) Стрихалюк, Б. М.; Шпур, О. М.; Селюченко, М. О.; Андрухів, Т. В.Запропоновано використовувати алгоритм пошуку шляху за критерієм мінімального часу проходження, в основу якого покладено спосіб розрахунку оптимального шляху передавання на основі даних про поширення інформації та зміни в топології мережі, для зменшення часу обслуговування (обробки) запитів, які надходять на обслуговування до центру обробки даних, з урахуванням топологічної структури такого центру. This paper is devoted to the problem of increasing of services provisioning speed in networks with cloud technology. Under the services provisioniong speed it is meant ensuring of the lowest service provisioning latency, i.e. decreasing processing time of the requests, which are arriving for the service to the data-center. Data-center hast to ensure a unified information resource with guaranteed levels of authenticity, availability and security of the data. In cloud networks data-centers contain not only the storage servers but also a physical servers, which provide services and process requests. Each such server can contain from one to a few virtual machines, which are able to satisfy requests using appropriate components or applications for service provisioning. Redirection of the requests to the other logical or sometimes physical channels will impact on the general service provisioning time. In order to decrease serving time of the requests that arrive to the data-center and considering the data-centers topology structure the algorithm of the route search based on criteria of minimal processing time is proposed. The algorithm calculates optimal transferring route based on the information about information spreading and network topology changes. This algorithm allows taking into consideration not only the load in each channel but also a total latency of the interfaces, what allows increasing optimal route search speed under the changeable network structure. This in turn will cause decreasing requests processing time for users under the dynamic changing structure of the data-center.Item Розрахунок параметрів якості обслуговування у фотонних транспортних мережах(Видавництво Львівської політехніки, 2014) Кайдан, М. В.; Думич, С. С.; Максимюк, Т. А.; Бурачок, Р. А.; Готра, Л. М.Проектування фотонних транспортних мереж є надзвичайно складним завданням, оскільки необхідно забезпечити ефективне передавання кількох черг трафіку з різними пріоритетами. Завдання ускладнюється ще більше, якщо необхідне наскрізне забезпечення якості сервісу. Тому виникає потреба в розрахунку впливу параметрів вузлів фотонної транспортної мережі на якість сервісу. Загалом наявні моделі теорії телетрафіку та систем масового обслуговування можна використати для аналізу мереж з пакетною комутацією. Проте складність кільцевих структур фотонних транспортних мереж та їх надзвичайно висока пропускна здатність суттєво зменшують продуктивність таких моделей. У статті запропоновано використовувати метод діакоптики, який полягає у декомпозиції крайового вузла на декілька ізольованих підсистем. Це дозволяє провести дослідження та враховувати взаємодію між підсистеми. Використання методу діакоптики дає змогу розрахувати оптимальні параметри крайового вузла для забезпечення необхідних вимог до якості сервісу. Результати моделювання показують, що точність класичних методів СМО за середнього значення завантаженості та складної структури мережі становить 21 %, тоді як в аналогічних умовах в мережі з використанням методу діакоптики – 83%. Designing the photonic transport networks is the task of great complexity, because of variety traffic queues should be transmitted with different priorities. Task of dynamic supporting the different quality of service (QoS) requirements during transmission over optical channel is even more complex. The most significant aspect for effective transport network designing from economic point of view is the network parameters optimization. In general, the methods and models for quality parameters estimation, developed in teletraffic theory are useful for packet networks as well. However, the complexity of photonic transport network and tremendous traffic intensity sufficiently decrease the performance of existing estimation methods. Therefore, developing the new methods for (QoS) parameters estimation is an actual task for modern photonic transport networks. The most interesting research object in photonic transport networks is edge node, which is responsible for traffic aggregation from different access networks such passive optical networks, regional ring networks and wireless access networks (GSM, UMTS, LTE). During traffic aggregation the multiple queues with different priorities and QoS requirements must be processed in edge node. This paper considers the queuing system with three types of service: voice over IP (VoIP), IPTV and data over IP (DoIP). Theoretical simulation for edge node of photonic transport network was provided by using mathematical fundamentals of queuing theory. Simulation is simplified by total queue decomposition onto several independent single channel queues system M/G/1. These queues processed separately and simultaneously. Thus, for edge node analyzing the prioritized M/G/1 with non-uniform packets income is used as basic queue model. However, using this model is very difficult for complex structures with ring topology. Therefore, the diakoptic method proposed for analysis of photonic transport networks. This method assumes tensor representation of analyzed network parameters. By using diakoptic method the edge node divides onto several subsystems, which must be completely isolated from each other. It is necessary to avoid any connectedness between these subsystems in order to eliminate influences between separated subsystems. This approach allows analyzing of each subsystem independently. During the analysis of each subsystem all interconnected loops inside are eliminated. Thus, no connections are left between analyzed subsystem and others subsystems, from which it is possible to determine interrelation between them. Namely, it assumes that separated branches are not belonging to any basic subsystem. Since these branches cannot be neglected, they affiliated to additional subsystem, which are created for them. After that, each subsystem analyzed independently by creating and solving the system of equation called – circle of intersections. Proposed method assembly separated procedures in proper sequence for analyzing the photonic transport network with complex structure. Diakoptic allows simplifying the complex network analysis, by separate calculation for elementary branches. Simulation results prove the advantage of diakoptic method. Precision of diakoptic method for average traffic intensity and complex network structure is 83 %, while for classic queues models precision is just 21% for similar network conditions.Item Зміст до Вісника "Радіоелектроніка та телекомунікації"(Видавництво Львівської політехніки, 2014)Item Дослідження оптичних волокон методом цифрової голографічної інтерферометрії(Видавництво Львівської політехніки, 2014) Петровська, Г. А.; Варищук, В. І.; Фітьо, В. М.Запропоновано метод цифрової голографічної інтерферометрії для дослідження фазових мікрооб’єктів. Створено макет голографічного інтерференційного мікроскопа з цифровою реєстрацією голограм. Розроблено методику дослідження оптичних волокон, подано експериментальні результати визначення розподілу показника заломлення у поперечному перерізі оптичного волокна. The purpose of this paper is investigation the possibilities of applying methods of digital holographic interferometry to study the internal structure of the optical fiber, including the distribution of the refractive index in the cross -section. Modern development of micro-and nanotechnology requires the development of new approaches and methods for the diagnosis properties of mediums and objects, and research processes and structural changes that are taking place under the influence of external factors. In particular, diagnosis and metrology are important in the field of fiber technique since it is known that increasing the density of information that is transmitted through the optical fiber requires their micro- and nanostructuring. Optical microscopy is the classical method studying of the micro- and nanoscale mediums, phenomena and processes. However, main disadvantages are limitation of the spatial resolution due to diffraction effects, and the inability (or technical complexity) 3D imaging of phase microscopic objects. The coherent-optical methods including methods of holographic interferometry received the high actuality with the appearance of the coherent radiation sources which are the most promising tools for experimental investigation of the materials characteristics and properties of the phase and diffuse macro- and micro objects. At the same time, application of the holographic interferometry to study microscopic objects is only possible at combining it with classical microscopy. This combination allows produce the qualitative and quantitative diagnosis with a high sensitivity and precision as well as achieving image magnification. Indicated disadvantages will be disappeared when holographic interferometry and classical microscopy will be combined. This combination allows produce the qualitative and quantitative diagnosis with a high sensitivity and precision as well as achieving image magnification. In this work method of digital holographic interferometry to research the phase microobject are presented. Model of holographic interference microscope with a digital recording of holograms and receiving interferogram by subtracting two video signals has been developed. Technique investigation the distribution of refractive index in optical fibers has been developed. Experimental results of the distribution of the refractive index in the optical fiber are presented. It is shown that the sensitivity of the developed digital interference microscope depends on the characteristics of CCD and microscope zoom.Item Контроль малих деформацій багатомодового полімерного волокна шляхом аналізу спекл-картин на його виході(Видавництво Львівської політехніки, 2014) Варищук, В. І.; Бобицький, Я. В.Запропоновано та розглянуто метод контролю малих деформації полімерного оптичного волокна вимірюванням коефіцієнта кореляції спекл-картин. Досліджено схему та принцип роботи волоконно-оптичного давача деформації на основі багатомодового полімерного оптичного волокна. Проаналізовано залежності коефіцієнта кореляції спекл-картин від параметрів оптичного волокна та довжини хвилі випромінювання. Запропонований метод може бути ефективно використаний для контролю механічних напружень будівель та інженерних споруд. In this paper an optical scheme and the operation principle of strain monitoring based on the interference between guided modes in multimode polymer optical fiber is investigated. The possibility of measuring of the relative strain by processing of speckle patterns at the exit face of multimode fiber is studied theoretically and experimentally. The algorithm of correlation processing of speckle pattern is developed too. The recent progress of polymer technology allowed the application of plastic optical fiber in sensor design. Polymer optical fibers (POFs) have many advantages for sensing applications, including high elastic strain limits, high fracture toughness, high flexibility in bending, high sensitivity to strain. Polymers also have excellent compatibility with organic materials, giving them great potential for structural health monitoring. The most schemes of POF sensors were constructed using single-mode fiber, because it has high technical parameters. But, optical schemes of single-mode POF sensors are very complex. Multimode POF sensor can be constructed using only one fiber and digital camera. This simple scheme is based on the phenomenon of interference between modes in multimode optical fiber. The features of the low cost sensing technique for small strain measuring with using multimode POF were considered. This investigation shows that relative strain of conventional polymer optical fiber can be measured with high accuracy by correlation processing of speckle patterns formed at the exit face of fiber. The correlation method considered in the paper allows one to measure an axial elongation of the fiber within 0 to 50·10-7 m for typical multimode polymer optical fiber with the core diameter 980 μm. The interval between measurements is a few seconds, are needed to stabilize of speckle pattern. The measuring range of such strain sensor depends on properties of fiber used as sensitive element of sensor and using wavelength. The sensitive of sensor is determined by the changes of refractive index and temperature variations due to fiber deformation. Device sensitivity may easily be modified to coincide with required measurement sensitivity through careful choice of the active sensing fiber parameters. The sensing technique presented in this paper is simple, effective and inexpensive solutions to the problem of small strain measurements.Item Комплексний підхід до підвищення стійкості електронних апаратів домеханічних дестабілізуючих факторів(Видавництво Львівської політехніки, 2014) Матвійків, М. Д.; Матвійків, Т. М.Розглянуто взаємодоповнювальні способи підвищення стійкості електронних апаратів (ЕА) до дії ударів та вібрацій, які за механічних впливів є основними дестабілізуючими факторами. В разі механічних ударів інерційне перевантаження становить 5..15 одиниць. У багатьох випадках верхня границя енергетичного спектра прискорень досягає 50..150 м/с2. Під час ударів і вібрацій в елементах ЕА і, передусім, у контактах виникають незворотні зміни, які закінчуються руйнуванням. Оскільки повністю позбутись впливу механічних дестабілізуючих факторів не вдається, то необхідно приймати рішення про можливість підвищення стійкості електронних засобів. Комплексний підхід означає одночасне застосування декількох відомих засобів підвищення стійкості ЕА до ударів та вібрацій. Дослідження показали, що саме такий підхід дає найкращі результати. The paper considers complex ways to improve the stability of electronic devices (ED) to shocks and vibrations, which are the main destabilizing factors among mechanical effects. In mechanical shock, the inertial overload may reach up to 5..15 units. In many situations, the upper limit of the energy spectrum of acceleration reaches 50..150 m/s2. Such large inertial overload very quickly (in tens or hundreds of beats) causes the destruction of regular ED. Vibrations are general companion of shocks, or may be generated by regular sources, like propellers, moving vehicles or various motor devices - electrical, mechanical or internal combustion engine. In the presence of shocks and vibrations, in the elements of ED and, most of all, in their contacts appears irreversible changes that finally lead to the destruction. Engineers are trying to mitigate the impact of shocks and vibrations. Since the influence of mechanical destabilizing factors on the ED can not be completely solved, it is necessary to make decision on the possibility of increasing the stability of electronic devices. Various studies have shown that a differential approach, that concentrates on the use of only certain types of compensations for mechanical effects, such as shock absorbers, damper pads, various gels - do not give the desired results. At-first, they do not eliminate the influence of mechanical factors completely, and, secondly, they increase the weight and overall indicators of ED. On the contrary, an integrated complementary approach means the simultaneous use of several known means for increasing the stability of ED to highly energetic shocks and vibrations. A complex approach means the simultaneous use of several, supported each other, technical means of increasing the stability of ED to shocks and vibrations. The regular practice is following: ready ED are placed on dampers, matched according to their weight, operating conditions and the nature of mechanical forces, which that reduces the negative effect of mechanical destabilizing factors. The second set of questions concerns the choice of components mounting technics. Currently, for the connection of electrical elements most manufactures use sital, ceramic or polyimide substrates – they have a higher resistance to shocks and vibrations. The results of our research shows that: 1. Drilling columns at low frequency has large amplitude oscillations, and, hence, a wide energy range, which cause rapid destructions, primarily – electronic tools, and drilling telemetry systems, as well. 2.Wide studies have shown that only a complementary approach can improve the stability of ED and provide the best results in case of aggressive mechanical destabilizing factors.Item Оцінка надійності програмно-апаратних систем за допомогою моделі їх поведінки(Видавництво Львівської політехніки, 2014) Волочій, Б. Ю.; Озірковський, Л. Д.; Чопей, Р. С.; Мащак, А. В.; Шкілюк, О. П.Описано побудову моделі надійнісної поведінки програмно-апаратної системи у вигляді графа станів та переходів, яка враховує появу відмов та збоїв програмного забезпечення та апаратних засобів, їх наслідки, що призводять до простою, а також способи відновлення працездатності. За рахунок досягнутого ступеня адекватності запропонованої моделі підвищено достовірність розраховуваних показників надійності програмно-апаратної системи. Проведені дослідження показали різницю між значеннями функції готовності програмно-апаратної системи та ймовірності її перебування в стані простою, визначеними з урахуванням короткочасної та повної зупинок апаратних засобів. Hardware/software systems provide flexible implementation of microprocessors, microcontrollers and various peripheral devices and supply the ability to perform almost any functional algorithm that can be simply modified or replaced. For reliability estimation of hardware/software systems we must take into account not only the loss of efficiency, which was caused by the hardware failures, but the abnormal functioning, that was caused by software failures. All these features of hardware/software systems must be considered in their models for reliability indexes estimation. Development of mathematical models of hardware/software system begins with establishing the cause-and-effect relationships of its efficiency violations. Basing on these cause-and-effect relationships the structural-automatic model, which is formalized representation of structure and behavior of hardware/software system, was developed. This structural-automatic model and software module ASNA allows obtaining the analytical mathematical model of hardware/software system as graph of states and transitions. Development of structural-automatic model involves solving the following tasks: forming the vector of states, forming the set of formal parameters, defining the basic events and forming the tree of modification rules of vector’s of states components. Features of forming the vector of states are that the hardware state affects the software state and on the contrary, so the hardware/software system’s state must be represented by two vector’s of states components: one to display the hardware state and the other to display the software state. The set of formal parameters contains all constants and their values, which are used for constructing the mathematical model. Basing on the information of Crittercism, IBM, Microsoft and Ballista OS Robustness Test Suite the intensities of hardware and software faults and failures were calculated. Other required initial data were obtained too. Also, 12 basic events, which can be occurred, and development of the tree of modification rules of vector’s of states components were submitted in the model of hardware/software system. The specification of states and transitions was given and the graph of states and transitions was presented. From the developed model of the system’s behavior we can clearly distinguish three types of states, which are related with faults and failures of hardware and of software separately as well as of hardware and software collectively. Using the developed model the reliability indexes of non-reserved hardware/software system, which provides software restart when it hangs up, were researched. This mathematical model allows us to get standardized parameters of reliability and availability and other reliability indexes, which can be required by designers or engineers for comparison the competitive variants of hardware/software systems with different hardware and software configurations.Item Аналіз планарних хвилеводів методом збурення(Видавництво Львівської політехніки, 2014) Фітьо, М. В.; Ромах, С. В.; Бобицький, Я. ВВикористано метод визначення сталих поширення планарних хвилеводів за наявності збурення діелектричної проникності. Метод ґрунтується на представленні поля збуреного хвилеводу у вигляді лінійної комбінації полів незбуреного хвилеводу з деякими коефіцієнтами. Проведено розрахунки для хвилеводів, які не впливають на випромінювання (пасивні), поглинають чи підсилюють його (активні). Ця теорія є наближеною, коли враховуються лише направлені моди, проте може бути точною, коли немає взаємодії між модами. One of the important tasks today in the field of communications and information technologies is the ability to provide high-speed data transmission using fiber-optic communication lines. The presence of existing homo- and heterostructures in semiconductor lasers cannot implement this task due to the fact that at high-frequency modulation these structures generate a large number of modes, i.e., wavelengths. As an alternative, distributed feedback lasers (DFB lasers) are used which active medium is similar to a waveguide that includes a periodic structure, namely a grating. A waveguide indicates that active layer has greater refractive index than layers surround it. In a grating which is formed at layer interface of structure, Bragg reflection occurs providing single-mode generation in spite of spatial failure due to a standing wave in active medium. As to the theory of distributed feedback lasers, it is well developed and studied when first order Bragg conditions are carried out. Instead, there is another situation for higher order Bragg conditions (second, third). In particular, the theory for analysis of waveguide lasers to satisfy second order conditions is described, but it is only applied to active waveguides with surface relief gratings; in addition, representation of the fields in active waveguide is not quite complete. Also, the fields are not sufficiently presented for waveguides with bulk gratings resulting radiation is expected only from waveguide top, but at small angles to the axes x (i.e., almost perpendicular to a waveguide) and z (beam generated is propagating in a substrate) it is not provided by the theory. The theory of propagation of plane only reflective wave in periodic medium with gain and without it is worked out, and generation conditions at implementation of second and higher order Bragg conditions are obtained. But there is no possible to use this theory directly for waveguide DFB lasers because it is not clear how fields and waveguide mode constants of planar waveguides are calculated. Therefore, the aim of this work is a usage of method to find propagation constants of waveguide modes at perturbation presence which is determined by change of waveguide permittivity during pumping. This method is based on fact that field of unperturbed waveguide is represented as linear combination of unperturbed waveguide fields with coefficients which depends on coordinate along which waveguide modes propagate. As a result, systems of second order differential equations are obtained. In this paper, both passive\ (permittivity ε(x) is a real function) and active (ε(x) becomes imaginary values) waveguides without grating in a structure are considered. Using both the perturbation method and approach based on Fourier transform, symmetric and asymmetric waveguides are analyzed, and propagation constants of guided modes are found. Good coincidence of results obtained by these methods is observed. Difference is only in last digits of propagation constants; it appears due to rounding. Theory used is approximate because only guided modes are taken into account, but it can be accurate when there is no interaction between modes of unperturbed waveguide.Item Визначення умов переходу від стратегії оперативного відновлення джерела безперебійного електроживлення до стратегії планового відновлення(Видавництво Львівської політехніки, 2014) Волочій, Б. Ю.; Кузнєцов, Д. С.Розглянуто задачу визначення умов переходу від стратегії оперативного віднов- лення до стратегії планового відновлення відмовостійкого джерела безперебійного електроживлення зі збереженням його надійності. Необхідний рівень надійності забезпечується додаванням надлишкових елементів у структуру відмовостійкого джерела безперебійного електроживлення. При цьому обидві стратегії відновлення, якщо забезпечено однакові середні значення тривалостей безвідмовної роботи, володіють різними значеннями ймовірності відмови за заданої тривалості експлуатації. Для розв’язання поставленої задачі розроблено дві марковські моделі відмовостійкого джерела безперебійного електроживлення. The problem of the conditions definition of the transition from the corrective recovery to the planned recovery strategy of an uninterruptible power supply, while a reliability is kept on the same level, is considered in this paper. We consider the uninterruptible power supplies (UPS), which have a modular structure of the power supply unit (PSU). They are designed as a fault-tolerant systems (FTS) with N+M and 2×(N+M) redundant configurations, where N - is number of the PSU modules required to power the workload, and M - the number of the redundant modules. When there are the specific time intervals where an object, where the UPS is installed, is inaccessible, or there are problems with an access to it, it is reasonable to perform the transition from the corrective recovery (CR) to the planned recovery (PR) strategy of the UPS. In order to perform this, the parameters of the FTS and the recovery strategy must be defined. Those parameters must provide the equivalent UPS's reliability. For the UPS with N+M redundant configuration the CR strategy is applied (UPS № 1). The CR strategy is performing recovery immediately after the finding the fact that UPS reached threshold condition (but can be operable as well). From this moment begins the countdown of recovery procedure. For an UPS with 2×(N+M) redundant configuration the PR strategy is applied (UPS № 2). It differs from the previous one in that the recovery procedure starts at the predetermined scheduled time moments. In these time moments the condition of the UPS is object is made. If the condition does not meet the threshold condition, the repair crew is not sent. To solve this problem the models of fault-tolerant systems as the systems of Kolmogorov–Chapman differential equations had been developed. With its help, the dependence of the mean time of a failure-free operation (TFFO) of the UPS № 1 on the duration of the recovery of its components have been determined. For the input data, the periodicity values of the PR (TPER) for the UPS № 2, which provides the equivalent reliability with the UPS №1 by the TFFO index, have been determined. Though, those recovery strategies, while providing the same mean times of a failure-free operation, provide the different values of the probability of a failure for a given operation time.Item Теоретичні аспекти та практичні особливості багатокритеріальної оптимізації процесів забезпечення якості реа на стадії виготовлення(Видавництво Львівської політехніки, 2014) Бобало, Ю. Я.; Бондарєв, А. П.; Кіселичник, М. Д.; Недоступ, Л. А.; Тарадаха, П. В.Висвітлені теоретичні та практичні аспекти моделювання та оптимізації забезпечення процесів якості РЕА на стадії виробництва. Описано програмне забезпечення для завдань оптимізації ТП і приклади його застосування. One of the most important scientific and technical problems is to ensure the quality and reliability of technical objects. In this paper the theoretical and practical aspects of modeling and optimization of quality assurance processes of radio electronic equipment (REE) at the manufacturing stage are presented. In modern conditions a hard economic situation of the problem complements the requirement of rational usage of available resources. REE quality modeling requires the accounting of many processes at all life cycle stages (design, manufacturing, maintenance). Such processes form given, required and relevant properties of REE. The problem is solved by the modeling and optimization of technological processes (TP) of REE manufacturing, in particular by optimization of control procedures on technical and economic criterions. Mathematical feature of optimization methods using for such TP is a very large number of parameters. Each of parameters (for example, depth of control at all technological operations (TO)) is vectorial, therefore optimization even in one parameter becomes multiparameter. The adaptation of formal mathematical optimization methods to real processes is an independently, difficult and responsible task. Also in this paper the software (program-methodical complex) for optimization problems of TP and examples of its application are shown. This complex was used to solving problems of modeling, research and optimization of real REE manufacturing processes. This program has been tested on examples of typical manufacturing TP of printed circuit boards with six different technologies, integration chips, the universal oscilloscopes, liquid crystal indicators and other products. Optimization results open the possibility of process control by choosing the optimal (rational) structure, the optimal structure of the system control, formation of appropriate directory of the technological, control and measuring equipment. This generally guarantees the most rational using of all kinds material and technical resources. The results of sensitivity of account technological processes parameters to parameter values of technological operations showed additional opportunities of a program-methodical complex OPTAN on practical results implementation of TP optimization. The received results give the chance by development or upgrade of TP conscious to evaluate risks and the expenses caused by a deviation from best parameters values. These results give opportunity to define the most responsible links of process, quickly to estimate influence of TO parameters correlations of different physical nature on processes expenses of manufacturing and guarantee maintenance.