Исследование свойств сверхширокополосных импульсных радиосигналов и разработка на их основе принципов построения самоорганизующихся радиосетей и терминалов для них

Створено теоретичну базу, нові методи та засоби передачі інформації, що можуть бути використані для розробки телекомунікаційних радіомереж, які не вимагають фіксованої інфраструктури та використовують надширокосмугові радіосигнали. Головна ідея роботи полягає в тому, що кожен мобільний термінал виступає не тільки в ролі кінцевого пристрою, але й ретранслятора-маршрутизатора пакетів інших абонентів. Кожен термінал здійснює оцінку параметрів функціонування мережі та вибір методів управління інформаційними потоками, забезпечуючи оптимізацію своїх та мережевих параметрів. Підвищення інтелектуальності абонентських терміналів у сполученні з використанням надширокосмугових сигналів дозволило отримати принципово нові архітектурні рішення для побудови безінфраструктурних радіомереж з можливістю самоорганізації. Вперше, запропоновано спосіб прийому ультракоротких імпульсних сигналів і приймач що його реалізує, в якому прийом здійснюється не накопиченням енергії імпульсів сигналу, а селекцією імпульсів, амплітуда яких перевищує средньоквадратичну напругу шумів і завад. Запропоновано модель ієрархічної побудови інтелектуальних систем управління радіомережами із самоорганізацією та метод координації цільових функцій вузлових інтелектуальних систем управління з використанням нечіткої логіки. На різних рівнях моделі OSI запропоновані методи управління вузловими та мережевими ресурсами. На канальному рівні запропонована низка методів та математичних моделей множинного доступу до радіоканалу при застосуванні імпульсних надширокосмугових сигналів. На мережевому рівні запропоновано управляти топологією мережі як складовою частиною маршрутизації, а також представлено метод координатної маршрутизації, який побудований з урахуванням особливостей надширокосмугових імпульсних радіосигналів та новий інтелектуальний метод маршрутизації. На транспортному рівні представлені аналітичні моделі оцінки тривалості зв’язності мобільних абонентів радіомереж із самоорганізацією, а також розроблено математичні моделі для розрахунку інтервалу тайм-ауту повторної передачі пакетів. Представлена архітектура та принципи побудови апаратної частини терміналів радіомереж із самоорганізацією та надширокосмуговими імпульсними сигналами.A new theoretical base and new methods of using ultra wide band radio signals in self-organized radio networks were created. The main idea of the self-organized networks is based on a fact that each terminal in the network acts not only as final transmitter and receiver of information but as a repeater – router for all subscribers in the network. Each terminal provides network parameters evaluation and optimizes information traffic control mechanisms. Raising of terminals intellectuality levels together with ultra wide band signals application permits to get new solutions in developments of self-organized radio networks. A new method of ultra wide band radio signal reception and the circuitry of the receiver is proposed. The method assumes using ultra short impulses with amplitudes higher then rms noise level as a trigger to excite monostable multivibrator generating impulses with higher amplitude and duration. The last ones process by appropriate techniques rather than input impulses energy collection. A model of hierarchy structure of intellectual network control systems and method coordination of objective function of nodes based on fuzzy logic. Node and network resource control methods on different levels of OSI model are proposed. Series methods and mathematical models of multiple access protocols to radio channel with ultra wide band signals on link level are proposed. On network level it was proposed to control network topology as a part of routing. An intellectual method of coordinate routing based on ultra wide band signals properties was proposed. Analytical models of terminals connectivity duration for transport level are presented. Also models to evaluate time-out intervals range for packet transmit repetitions are provided. Architecture and concept of terminal hardware construction for self-organized radio networks with ultra wide band signals are presented.Создана теоретическая база, новые методы и средства передачи информации, которые могут быть использованы для разработки телекоммуникационных радиосетей, не требующих фиксированной инфраструктуры и использующих сверхширокополосные радиосигналы. Главная идея работы заключается в том, что каждый мобильный терминал выступает не только в роли конечного устройства, но и ретранслятора-маршрутизатора пакетов других абонентов. Каждый терминал осуществляет оценку параметров функционирования сети и выбор методов управления информационными потоками, обеспечивая оптимизацию своих и сетевых параметров. Повышение интеллектуальности абонентских терминалов в сочетании с использованием сверхширокополосных сигналов позволило получить принципиально новые архитектурные решения для построения безинфраструктурних радиосетей с возможностью самоорганизации. Впервые предложен способ приема ультракоротких импульсных сигналов и реализуемый его приемник, в котором прием осуществляется не накоплением энергии импульсов сигнала, а селекцией импульсов, амплитуда которых превышает среднеквадратических напряжение шумов и помех. Предложена модель иерархического построения интеллектуальных систем управления радиосетями с самоорганизацией и метод координации целевых функций узловых интеллектуальных систем управления с использованием нечеткой логики. На разных уровнях модели OSI предложены методы управления узловыми и сетевыми ресурсами. На канальном уровне предложен ряд методов и математических моделей множественного доступа к радиоканалу при применении импульсных сверхширокополосных сигналов. На сетевом уровне предложено управлять топологией сети как составной частью маршрутизации, а также представлен метод координатной маршрутизации, который построен с учетом особенностей сверхширокополосных импульсных радиосигналов и новый интеллектуальный маршрутизации. На транспортном уровне представлены аналитические модели оценки продолжительности связности мобильных абонентов радиосетей с самоорганизацией, а также разработаны математические модели для расчета интервала тайм-аута повторной передачи пакетов. Представлена архитектура и принципы построения аппаратной части терминалов радиосетей с самоорганизацией и сверхширокополосных импульсными сигналами