Development of Wireless Techniques in Data and Power Transmission - Application for Particle Physics Detectors

Wireless techniques have developed extremely fast over the last decade and using them for data and power transmission in particle physics detectors is not science- fiction any more. During the last years several research groups have independently thought of making it a reality. Wireless techniques became a mature field for research and new developments might have impact on future particle physics experiments. The Instrumentation Frontier was set up as a part of the SnowMass 2013 Community Summer Study [1] to examine the instrumentation R&D for the particle physics research over the coming decades: {\guillemotleft} To succeed we need to make technical and scientific innovation a priority in the field {\guillemotright}. Wireless data transmission was identified as one of the innovations that could revolutionize the transmission of data out of the detector. Power delivery was another challenge mentioned in the same report. We propose a collaboration to identify the specific needs of different projects that might benefit from wireless techniques. The objective is to provide a common platform for research and development in order to optimize effectiveness and cost, with the aim of designing and testing wireless demonstrators for large instrumentation systems

Використання терагерцових хвиль для побудови радіолінії зв’язку із гігабітною пропускною здатністю: інноваційні рішення та результати досліджень

Наведено результати проведених авторами в 25-річний період завершених досліджень можливостей створення вперше в Україні реальних передумов вирішення фундаментальної проблеми побудови цифрових телекомунікаційних систем з використанням терагерцових технологій. Обґрунтовано необхідність переходу до використання терагерцового діапазону частот при розгортанні майбутніх телекомунікаційних систем надвисокої пропускної здатності. Розглянуто основні фактори, що призводять до виникнення завмирань в радіорелейних лініях зв’язку. Показано, що в терагерцовому діапазоні найбільший вплив на енергетичний потенціал радіорелейних лінії чинять затухання в гідро метеорах та газах. Виділено ділянки частот терагерцового діапазону, які найбільше за все придатні для використання в радіорелейних лініях зв’язку. Розглянуто принципи формування сигнально-кодової конструкції, запропоновано способи і нові технічні рішення для вибору виду сигнальної конструкції з метою досягнення найкращої пропускної здатності та продуктивності в каналі зв’язку безпроводової гігабітної системи передачі в терагерцовому діапазоні. Наведено результати функціонального проектування, моделювання та експериментальних досліджень приймального і передавального трактів телекомунікаційної системи з гігабітною пропускною спроможністю в діапазоні частот 130-134 ГГц. Вперше в практичному плані проведені дослідження лабораторного зразка цифрової симплексної радіорелейної системи терагерцового діапазону в складі приймального і передавального радіотракту в діапазоні частот 130- 134 ГГц і цифрового модему з пропускною канальною здатністю до 1200 Мбіт/с на дальність зв'язку в нормальних умовах в межах 1 км. Показано, що запропонована телекомунікаційна система, яка реалізує концепцію створення програмно-визначених радіосистем на основі технології Wi-Fi, може високопродуктивно використовуватись в транспортних розподільчих мережах мобільного зв'язку наступного покоління із забезпеченням відповідних швидкостей передачі, надійності та захищеності. Досліджено параметри багатоканального сигналу цифрового телебачення стандарту DVB-C при його передачі через макет приймально-передавального тракту діапазону 130ГГц.The results of the completed studies conducted by the author's team during the 25-year period the possibilities of creating for the first time in Ukraine the real prerequisites for solving the fundamental problem of the construction of digital telecommunication systems with the use of terahertz technologies are presented. The necessity of the transition to the use of terahertz frequency range when deploying future telecom systems with ultrahigh bandwidth is shown. The main factors that lead to the emergence of fading in radio relay communication lines are considered. It is shown that in the terahertz range the greatest influence on the energy potential of the radio-relay lines is attenuating in hydrometeors and gases. It is shown terahertz frequency range areas that are most suitable for use in radio relay communication lines. The principles of formation of signal-code design are considered. Methods and new technical solutions for choosing the type of signal construction are proposed in order to achieve the best performance in wireless communication of in the terahertz range. The results of functional design, simulation and experimental research of the receiving and transmitting paths of a telecommunication system with a gigabit throughput in the frequency range 130- 134 GHz are presented. A simplex digital radio relay system in the 130-134 GHz band prototype with digital modem was designed. It provides channel throughput up to 1200 Mbit/s within 1 km. The concept of creating a software-defined radio technology based on Wi-Fi, can be used in high-performance transport distribution networks of the next generation mobile communications to ensure proper transmission speeds, reliability and security. Tests of transmission of digital television standard DVB-C over the 130 GHz path were successful

Advanced Protocols for Peer-to-Peer Data Transmission in Wireless Gigabit Networks

This thesis tackles problems on IEEE 802.11 MAC layer, network layer and application layer, to further push the performance of wireless P2P applications in a holistic way. It contributes to the better understanding and utilization of two major IEEE 802.11 MAC features, frame aggregation and block acknowledgement, to the design and implementation of opportunistic networks on off-the-shelf hardware and proposes a document exchange protocol, including document recommendation. First, this thesis contributes a measurement study of the A-MPDU frame aggregation behavior of IEEE 802.11n in a real-world, multi-hop, indoor mesh testbed. Furthermore, this thesis presents MPDU payload adaptation (MPA) to utilize A-MPDU subframes to increase the overall throughput under bad channel conditions. MPA adapts the size of MAC protocol data units to channel conditions, to increase the throughput and lower the delay in error-prone channels. The results suggest that under erroneous conditions throughput can be maximized by limiting the MPDU size. As second major contribution, this thesis introduces Neighborhood-aware OPPortunistic networking on Smartphones (NOPPoS). NOPPoS creates an opportunistic, pocket-switched network using current generation, off-the-shelf mobile devices. As main novel feature, NOPPoS is highly responsive to node mobility due to periodic, low-energy scans of its environment, using Bluetooth Low Energy advertisements. The last major contribution is the Neighborhood Document Sharing (NDS) protocol. NDS enables users to discover and retrieve arbitrary documents shared by other users in their proximity, i.e. in the communication range of their IEEE 802.11 interface. However, IEEE 802.11 connections are only used on-demand during file transfers and indexing of files in the proximity of the user. Simulations show that NDS interconnects over 90 \% of all devices in communication range. Finally, NDS is extended by the content recommendation system User Preference-based Probability Spreading (UPPS), a graph-based approach. It integrates user-item scoring into a graph-based tag-aware item recommender system. UPPS utilizes novel formulas for affinity and similarity scoring, taking into account user-item preference in the mass diffusion of the recommender system. The presented results show that UPPS is a significant improvement to previous approaches

Розробка радіолінії із гігабітною пропускною здатністю терагерцового діапазону для надвисокошвидкісних розподільчих мереж доступу

Отримано експериментальний зразок цифрової радіолінії із гігабітною пропускною здатністю, що функціонує в терагерцовому діапазоні і який може бути використаний в надвисокошвидкісних розподільчих мережах мобільного зв’язку нового покоління для забезпечення передавання та приймання цифрової інформації зі швидкістю до 1 Гбіт/c в діапазоні частот 128 – 134 ГГц на дальності зв’язку в межах 1 км. Спроектовано головні функціональні вузли передавально-приймального тракту каналу радіозв’язку терагерцового діапазону з використанням програмного забезпечення. Проведено дослідження, коригування та оптимізація окремих функціональних вузлів радіолінії. Налагоджена структурна схема спроектованої експериментальної установки для дослідження сигналів цифрового телебачення при їх передаванні по приймально-передавальному тракту терагерцового діапазону. Визначено можливість радіорелейної лінії терагерцового діапазону передавати сигнали 137 каналів стандарту DVB-C зі швидкістю 5.206 Гбіт/с на відстані до 2,3 км, при наявності підсилення вихідної потужності передавального тракту до 50 мВт. Реалізовано гетерогенний дуплексний режим роботи радіолінії із гігабітною пропускною здатністю в терагерцовому діапазоні 130–134 ГГц, для тестування якої в лабораторних умовах розроблена методика випробування. Запропоновано технічне рішення щодо створення функціональних вузлів приймального і передавального трактів з накачкою на основній гармоніці та з використанням квазіоптичних і просторових методів сумування потужності, що дозволить вперше створити в терагерцовому діапазоні передавальні (з вихідною потужністю до 5 мВт) та приймальні (з коефіцієнтом шуму на рівні 10 дБ) радіотракти. Обґрунтовано та запропоновано технічні рішення щодо підвищення пропускної здатності і збільшення зони покриття інформаційно-телекомунікаційних мереж з використанням телекомунікаційної системи терагерцового діапазону. Результати роботи впроваджено в навчальний процес. Розроблено новий розділ «Проектування радіорелейних систем терагерцового діапазону» з навчальної дисципліни «Безпроводові телекомунікаційні системи ТКС-1». Розроблено лабораторну роботу для практикуму «Дослідження передавання радіосигналів цифрового телебачення по радіорелейній лінії терагерцового діапазону» з навчальної дисципліни „Радіорелейні та тропосферні системи передачі”. Видана 1 монографія відповідно до вимог МОН. Отримано 7 патентів України на корисну модель та 2 рішення про видачу патентів України на винаходи. Опубліковано 11 статей (з них 5 –в журналах, що входять до науково-метричних баз даних WebofScience та Scopus з індексом SNIP ≥ 0,8 (SourceNormalizedImpactPerPaper), опубліковано 20 доповідей на 5 міжнародних конференціях. Захищено одну магістерську роботу. Розробка відповідає світовому рівню. Розроблено нові схемо-технічні рішення та технології створення апаратно-програмних засобів радіорелейної лінії діапазону частот 128-134 ГГц для передачі надвисокошвидкої (до 1,2 ГГбіт/с) передачі цифрової інформації. Результати роботи використовуються спільно з ВАТ «Меридіан» ім. С.П.Корольова (м.Київ) у рамках виконання робіт по проектуванню контрольно-вимірювальної апаратури субтерагерцового діапазону та Одеським обласним радіотелевізійним передавальним центром (м. Одеса) (договір № С/986 від 20.06.2016 р.) для створення засобів передачі для побудови надвисокошвидкісних (понад 1 Гбіт/с) транспортних розподільчих мереж.An experimental model of a digital radio link with a gigabit bandwidth is functional in the terahertz range, and which can be used in a new generation of ultra-high switching of mobile communication networks for transmitting and receiving digital data at a rate up to 1 Gbit / c in the frequency range 128 - 134 GHz range communication within 1 km. The developed software methods for the design of the main functional units of the transmitting-receiving channel radio link terahertz range. The research, adjustment and optimization of the individual functional units of the radio link. Established a block diagram of the experimental setup designed for the study of digital television signals during transmission by transceiver path of the terahertz range. The possibility of radio relay lines to transmit signals in the terahertz range 137 DVB-C standard channels at a rate of 5.206 Gbit / s at a distance of 2.3 km, in the presence of amplification output power transmission path of up to 50 mW. Implemented heterogeneous duplex operation with radio gigabit throughput in the terahertz range 130-134 GHz for testing in a laboratory developed test procedure. Proposed technical solutions to create functional units receive and transmit paths with the pump at the fundamental harmonic and the use of quasi-optical and spatial power summation methods that will allow for the first time to create in the terahertz transmission (with an output power up to 5 mW) and the receiver (with the noise factor at the level of 10 dB) of the radio. Grounded and offered technical solutions to improve the capacity and increase the coverage area of information and telecommunication networks using a telecommunication system in the terahertz range. Results of work are introduced in educational process. A new section "Designing of radio-relay systems in the terahertz range" on the subject "Wireless telecommunications system TKS-1." Designed for lab workshop "Study of the transmission of radio signals for digital television microwave link terahertz range" on a subject "relay and tropospheric communication system." 4 patents of Ukraine for utility model and 3 of the decision to grant patents of Ukraine for inventions. Published 11 articles (of which 5 in journals included in the scientific-metric database Scopus and WebofScience index SNIP≥ 0,8 (SourceNormalizedImpactPerPaper), published 20 papers at international conferences 5. Protected by a master's thesis. Development meets international standards. Novel schemes and technical solutions, and the technology of hardware and software for microwave frequency range 128-134 GHz line for transmitting nadvisokoshvidkoi (1.2 GGbit / s) digital data transmission. The results are used in conjunction with "Meridian" to them. Korolev (Kiev) as part of the work on the design of the instrumentation subteragertcovoj range and Odessa Regional Broadcasting Center (m. Odesa) (contract number C/986 from 20.06.2016 g) To create a transfer of funds to build nadvisokoshvidkisnih (more than 1 Gbit /s) transport distribution networks.Получено экспериментальный образец цифровой радиолинии с гигабитной пропускной способностью, функционирующий в терагерцовом диапазоне и который может быть использован в сверхвысокоскоростных распределительных сетях мобильной связи нового поколения для обеспечения передачи и приема цифровой информации со скоростью до 1 Гбит / c в диапазоне частот 128 - 134 ГГц на дальности связи в пределах 1 км. Разработанные методы программного обеспечения для проектирования главных функциональных узлов передающе-приемного тракта канала радиосвязи терагерцового диапазона. Проведены исследования, корректировка и оптимизация отдельных функциональных узлов радиолинии. Налажена структурная схема спроектированной экспериментальной установки для исследования сигналов цифрового телевидения при их передаче по приемо-передающему тракта терагерцового диапазона. Определена возможность радиорелейной линии терагерцового диапазона передавать сигналы 137 каналов стандарта DVB-C со скоростью 5.206 Гбит / с на расстоянии до 2,3 км, при наличии усиления выходной мощности передающего тракта до 50 мВт. Реализовано гетерогенный дуплексный режим работы радиолинии с гигабитной пропускной способностью в терагерцовом диапазоне 130-134 ГГц, для тестирования которой в лабораторных условиях разработана методика испытания. Предложено техническое решение по созданию функциональных узлов приемного и передающего трактов с накачкой на основной гармонике и с использованием квазиоптических и пространственных методов суммирования мощности, что позволит впервые создать в терагерцового диапазона передаточные (с выходной мощностью до 5 мВт) и приемной (с коэффициентом шума на уровне 10 дБ) радиотракта. Обоснованы и предложены технические решения по повышению пропускной способности и увеличения зоны покрытия информационно-телекоммуникационных сетей с использованием телекоммуникационной системы терагерцового диапазона. Результаты работы внедрены в учебный процесс. Разработан новый раздел «Проектирование радиорелейных систем терагерцового диапазона» по дисциплине и разработано лабораторную работу для практикума «Исследование передачи радиосигналов цифрового телевидения по радиорелейной линии терагерцового диапазона» по учебной дисциплине«Беспроводные телекоммуникационные системы ТКС-1». Получено 7 патентаов Украины на полезную модель и 2 решения о выдаче патентов Украины на изобретения. Опубликовано 13 статей (из них 5-в журналах, входящих в научно-метрических баз данных Web of Science и Scopus с индексом SNIP≥ 0,8 (SourceNormalizedImpactPerPaper), опубликовано 20 докладов на 5 международных конференциях. Защищено одну магистерскую работу. Разработка соответствует мировому уровню. Разработаны новые схемы и технические решения и технологии создания аппаратно-программных средств радиорелейной линии диапазона частот 128-134 ГГц для передачи надвисокошвидкои (до 1,2 ГГбит / с) передачи цифровой информации. Результаты работы используются совместно с ОАО «Меридиан» им. С.П.Королева (Киев) в рамках выполнения работ по проектированию контрольно-измерительной аппаратуры субтерагерцового диапазона и Одесский областной радиотелевизионный передающий центр (м. Одеса) (договор № С / 986 от 20.06.2016 г.) Для создания средств передачи для построения надвисокошвидкисних (более 1 Гбит/с) транспортных распределительных сетей

Advanced Wireless LAN

The past two decades have witnessed starling advances in wireless LAN technologies that were stimulated by its increasing popularity in the home due to ease of installation, and in commercial complexes offering wireless access to their customers. This book presents some of the latest development status of wireless LAN, covering the topics on physical layer, MAC layer, QoS and systems. It provides an opportunity for both practitioners and researchers to explore the problems that arise in the rapidly developed technologies in wireless LAN

Convergence of millimeter-wave and photonic interconnect systems for very-high-throughput digital communication applications

In the past, radio-frequency signals were commonly used for low-speed wireless electronic systems, and optical signals were used for multi-gigabit wired communication systems. However, as the emergence of new millimeter-wave technology introduces multi-gigabit transmission over a wireless radio-frequency channel, the borderline between radio-frequency and optical systems becomes blurred. As a result, there come ample opportunities to design and develop next-generation broadband systems to combine the advantages of these two technologies to overcome inherent limitations of various broadband end-to-end interconnect systems in signal generation, recovery, synchronization, and so on. For the transmission distances of a few centimeters to thousands of kilometers, the convergence of radio-frequency electronics and optics to build radio-over-fiber systems ushers in a new era of research for the upcoming very-high-throughput broadband services. Radio-over-fiber systems are believed to be the most promising solution to the backhaul transmission of the millimeter-wave wireless access networks, especially for the license-free, very-high-throughput 60-GHz band. Adopting radio-over-fiber systems in access or in-building networks can greatly extend the 60-GHz signal reach by using ultra-low loss optical fibers. However, such high frequency is difficult to generate in a straightforward way. In this dissertation, the novel techniques of homodyne and heterodyne optical-carrier suppressions for radio-over-fiber systems are investigated and various system architectures are designed to overcome these limitations of 60-GHz wireless access networks, bringing the popularization of multi-gigabit wireless networks to become closer to the reality. In addition to the advantages for the access networks, extremely high spectral efficiency, which is the most important parameter for long-haul networks, can be achieved by radio-over-fiber signal generation. As a result, the transmission performance of spectrally efficient radio-over-fiber signaling, including orthogonal frequency division multiplexing and orthogonal wavelength division multiplexing, is broadly and deeply investigated. On the other hand, radio-over-fiber is also used for the frequency synchronization that can resolve the performance limitation of wireless interconnect systems. A novel wireless interconnects assisted by radio-over-fiber subsystems is proposed in this dissertation. In conclusion, multiple advantageous facets of radio-over-fiber systems can be found in various levels of end-to-end interconnect systems. The rapid development of radio-over-fiber systems will quickly change the conventional appearance of modern communications.PhDCommittee Chair: Gee-Kung Chang; Committee Member: Bernard Kippelen; Committee Member: Shyh-Chiang Shen; Committee Member: Thomas K. Gaylord; Committee Member: Umakishore Ramachandra

Унифицированное устройство для помехоустойчивой передачи информации в высокоскоростных каналах радиорелейной и спутниковой связи

Результати науково-дослідної роботи забезпечили створення нових зразків уніфікованих пристроїв для завадостійкої передачі інформації у високошвидкісних каналах радіорелейного та супутникового зв’язку, які за основними техніко-економічними показниками перевершують наявні закордонні аналоги. Уніфікація здійснена як за діапазоном використаних частот (2 ГГц, 5 ГГц, 12-14 ГГц, 130 ГГц), так і за видом каналу радіозв’язку (радіорелейний та супутниковий). В основу науково-дослідної роботи покладена ідея створення універсальної концепції синтезу та механізмів адаптації сигнально-кодових конструкцій для застосування у системах радіорелейного та супутникового розподілу інформації із заданими характеристиками за критеріями інформаційної ефективності. Це дає можливість уніфікувати систему за використаними сигналами та інфраструктурою щодо виду інформації, яка передається, забезпечуючи ефективне використання наявних частотних та енергетичних ресурсів. Особливістю роботи є орієнтація на виробництво експериментальних зразків із відповідною технічною документацією високошвидкісних адаптивних модемів для систем радіорелейного розподілу інформації на вітчизняній виробничій базі, зокрема на підприємствах ПАТ «ЕЛМІЗ», яке традиційно спеціалізується на виробництві радіотехнічних засобах для реалізації національних та міжнародних космічних програм, та ПАТ «НВП Сатурн», що спеціалізується на виробництві засобів в області зв’язку в терагерцовому діапазоні хвиль. Отже, розроблено уніфіковані засоби для систем високошвидкісного розподілу інформації в НВЧ діапазоні до 100 ГГц й вище, і швидкостями передачі до 1 Гбіт/с та адаптивним вибором виду модуляції з набору QPSK, PSK-8/16, QAM-16/64/128 в залежності від параметрів радіоканалу та вимог до достовірності і швидкості передачі інформації, для високопродуктивної передачі інформації у вигляді різнорідного мультисервісного трафіку в телекомунікаційних радіосистемах радіорелейного та супутникового розподілу інформації. Прикладом використання таких пристроїв є модеми станцій радіорелейного зв’язку. Комплекс адаптивних модемів має забезпечити у високошвидкісних безпроводових мережах оптимальне використання наявних частотних та енергетичних ресурсів системи при забезпеченні максимальної швидкості та інформаційної ефективності передачі інформації при задоволенні вимог до достовірності та своєчасності передачі інформації. Інструментом досягнення якісно нових показників продуктивності є використання та розвиток сучасних методів поєднання алгоритмів багатопозиційної модуляції та наддовгих високошвидкісних блокових кодів. Розроблені методи можуть бути актуальними для суміжних галузей науки, де використовують методи надійного транспортування інформації за допомогою проводових та безпроводових технологій, зокрема, в системах спеціального призначення, що має важливе значення для укріплення обороноздатності країни. Розроблено та протестовано прототипи адаптивних модемів завадостійкої передачі інформації у високошвидкісному каналі радіорелейного зв’язку для використання в складі Системи спеціального зв’язку для тактичної ланки управління вітчизняного виробництва в рамках об’єднання "Київська політехніка". Запропоновано дослідницький зразок пристрою, що реалізує універсальні алгоритми адаптації сигнально-кодових конструкцій високошвидкісного розподілу інформації для каналів радіорелейного та супутникового зв’язку до відповідних параметрів каналу зв’язку, оптимальних за критерієм найбільшої продуктивності при забезпеченні вимог до достовірності та своєчасності, та випробування зразків модемів, які підтверджують можливість реалізації розроблених універсальних алгоритмів. Основні запропоновані технічні рішення запатентовано. Продано ліцензію на запатентоване технічне рішення. Розробка відповідає світовому рівню. В жодному відомому вітчизняному та іноземному дослідженні завадостійких кодів та сигналів не поєднувались завдання підвищення достовірності та досягнення верхньої межі продуктивності каналу передавання інформації. Апробація отриманих теоретичних та конструктивних результатів виконана на виробничій базі ПАТ «ЕЛМІЗ» та ПАТ НВО «Сатурн». Проведено натурні випробування конструктивного прототипу запропонованого уніфікованого пристрою завадостійкої передачі інформації в складі ліній радіорелейного зв’язку на об’єктах Державної прикордонної служби (м. Одеса), полігоні Міністерства оборони України (м. Семиполки), Національної гвардії України (с. Нові Петрівці) з позитивним підсумком, що створює умови для подальшого застосування запропонованих принципів побудови радіозасобів в системах спеціального призначення.The results of research led to the creation of new types of standardized devices for interference-free data transmission in high-speed channels, microwave and satellite communication, which are the main technical and economic parameters exceed the available foreign analogues. Unification is implemented as a range of frequencies used for (2 GHz, 5 GHz, 12 GHz, 130 GHz) and by type of radio channel (microwave and satellite). The basis of the research work on the idea of creating a universal concept of synthesis and adaptation mechanisms of signal-code constructions for use in microwave and satellite systems, information distribution with specified information on performance criteria. This makes it possible to unify the system used for signals and infrastructure by type of information transmitted, ensuring efficient use of the available frequency resources and energy. A feature of the work is to focus on the production of experimental samples with the corresponding technical documentation for high-speed adaptive modem systems on-air distribution of information on domestic production base, in particular, at the enterprises of JSC "ELMIZ", which traditionally specializes in the production of radio equipment for the implementation of national and international space programs, and PAO "NPP Saturn", specializing in the production of means of communication in the field of terahertz wave band. So developed standardized means for high-speed distribution information systems in the microwave range up to 100 GHz or above, and the transmission speed of 1 Gbps and adaptive selection of modulation type from a set of QPSK, PSK-8/16, QAM-16/64/128 in depending on the radio parameters and requirements for reliability and speed of information transmission, for high transmission of information in the form of a heterogeneous multiservice traffic in the telecommunications and satellite radio systems, radio relay information distribution. An example of the use of such devices include modems, radio relay stations. Complex adaptive modems must provide high-speed wireless networks, the optimal use of the available frequency resources and energy systems while maximizing the speed of information and the information transmission efficiency while meeting the requirements for the reliability and timeliness of information transmission. The tool to achieve a qualitatively new performance metrics is the use and development of modern methods of combining multi-position modulation algorithms and super-long high-speed block codes. The developed methods may be relevant for the adjacent fields of science, using reliable data transport methods using both wired and wireless technologies, in particular, in special-purpose systems. Developed and tested prototypes of adaptive modems fail-safe transmission of information in a high-channel microwave transmission for use in special communication systems for tactical domestic production management level within the association "Kiev Polytechnic". A research sample device, realizing universal algorithms adapt signal-code designs high-speed distribution of information for radio relay and satellite links to the corresponding parameters of the communication channel, optimal by the criterion of maximum performance, while ensuring a reliability and timeliness requirements, and testing modems samples, confirming the feasibility of the developed universal algorithms. The main proposed technical solutions are patented. Sold the license to the patented technical solution. Development meets international standards. None of the well-known domestic and foreign study of error-correcting codes and signals did not match the problem of increasing the reliability and achieve top performance data transmission channel of the border. Testing of the theoretical and constructive results performed on the production base of "ELMIZ" and NPO "Saturn". Full-scale testing of a prototype of the proposed unified constructive interference-free transmission of the device information as a part of radio-relay links in the State Border Service facilities (Odessa), the landfill Defense Ministry of Ukraine (Semipolki), the National Guard of Ukraine (p. Novi Petrivtsi), with positive result, that creates terms for the further use of the offered principles of construction of radio-facilities in the systems of the special setting.Результаты научно-исследовательской работы обеспечили создание новых образцов унифицированных устройств для помехоустойчивой передачи информации в высокоскоростных каналах радиорелейной и спутниковой связи, которые по основным технико-экономическим показателям превосходят имеющиеся зарубежные аналоги. Унификация осуществлена как по диапазону используемых частот (2 ГГц, 5 ГГц, 12 ГГц, 130 ГГц), так и по виду канала радиосвязи (радиорелейная и спутниковая). В основу научно-исследовательской работы положена идея создания универсальной концепции синтеза и механизмов адаптации сигнально-кодовых конструкций для применения в системах радиорелейного и спутникового распределения информации с заданными характеристиками по критериям информационной эффективности. Это дает возможность унифицировать систему по используемым сигналам и инфраструктурой по виду передаваемой информации, обеспечивая эффективное использование имеющихся частотных и энергетических ресурсов. Особенностью работы является ориентация на производство экспериментальных образцов с соответствующей технической документацией для высокоскоростных адаптивных модемов систем радиорелейного распределения информации на отечественной производственной базе, в частности, на предприятиях ОАО «ЭЛМИЗ», который традиционно специализируется на производстве радиотехнических средствах для реализации национальных и международных космических программ, и ПАО «НПП Сатурн», специализирующегося на производстве средств в области связи терагерцового диапазона волн. Итак, разработаны унифицированные средства для систем высокоскоростного распределения информации в СВЧ диапазоне до 100 ГГц и выше, и скоростями передачи до 1 Гбит/с и адаптивным выбором вида модуляции из набора QPSK, PSK-8/16, QAM-16/64/128 в зависимости от параметров радиоканала и требований к достоверности и скорости передачи информации, для высокопроизводительной передачи информации в виде разнородного мультисервисного трафика в телекоммуникационных радиосистемах радиорелейного и спутникового распределения информации. Примером использования таких устройств являются модемы станций радиорелейной связи. Комплекс адаптивных модемов должен обеспечить в высокоскоростных беспроводных сетях оптимальное использование имеющихся частотных и энергетических ресурсов системы при обеспечении максимальной скорости и информационной эффективности передачи информации при удовлетворении требований к достоверности и своевременности передачи информации. Инструментом достижения качественно новых показателей производительности является использование и развитие современных методов сочетания алгоритмов многопозиционной модуляции и сверхдлинных высокоскоростных блочных кодов. Разработанные методы могут быть актуальными для смежных отраслей науки, использующих методы надежной транспортировки информации с помощью проводных и беспроводных технологий, в частности, в системах специального назначения. Разработаны и протестированы прототипы адаптивных модемов помехоустойчивой передачи информации в высокоскоростном канале радиорелейной связи для использования в составе системы специальной связи для тактического звена управления отечественного производства в рамках объединения "Киевская политехника". Предложен исследовательский образец устройства, реализующего универсальные алгоритмы адаптации сигнально-кодовых конструкций высокоскоростного распределения информации для каналов радиорелейной и спутниковой связи к соответствующим параметрам канала связи, оптимальных по критерию максимальной производительности при обеспечении требований к достоверности и своевременности, и испытания образцов модемов, подтверждающие возможность реализации разработанных универсальных алгоритмов. Основные предлагаемые технические решения запатентованы. Продано лицензию на запатентованное техническое решение. Разработка соответствует мировому уровню. Ни в одном известном отечественном и иностранном исследовании помехоустойчивых кодов и сигналов не сочетались задачи повышения достоверности и достижения верхней границы производительности канала передачи информации. Апробация полученных теоретических и конструктивных результатов выполнена на производственной базе ОАО «ЭЛМИЗ» и ОАО НПО «Сатурн». Проведены натурные испытания конструктивного прототипа предложенного унифицированного устройства помехоустойчивой передачи информации в составе линий радиорелейной связи на объектах Государственной пограничной службы (г. Одесса), полигоне Министерства обороны Украины (г. Семиполки), Национальной Гвардии Украины (с. Новые Петровцы) с позитивным итогом, что создает условия для дальнейшего использования предложенных принципов построения радиосредств в системах специального назначения