Разработка и исследование демодуляторов сигналов c псевдослучайной перестройкой рабочей частоты

Demodulation task is encountered in many practical applications including digital signal processing and digital communications. Demodulation is connected with the communication system performance. Demodulation depends on a number of factors including signal-to-noise ratio (SNR) in the received message. In practice, it is necessary to minimize the number of errors for the given SNR and therefore new demodulation techniques are constantly developed with increased interference immunity. Demodulators aimed at for frequency-hopping spread spectrum signals have to meet special requirements since the message length can reach several ms and the number of messages can exceed several dozens.Frequency-hopping spread spectrum is a technique of information transmission via radio channel and it is distinguished by variable carrier frequency that can change many times. The carrier frequency changes according to a pseudo random number sequence, which is available to both a sender and a recipient. This technique improves interference immunity of a communication channel.Frequency-hopping spread spectrum is used in civil and special applications. This signal is stable to jamming (until the third side finds out the number sequence), which makes it possible to use it for special purposes (however, the signal still needs additional encryption).Demodulation includes signal detection, synchronization, message type determination (modulation speed and modulation type), decoding, determination of autostarting and autostop combinations (for message identification), composition of the received message. The paper considers the tasks beginning with message type determination.Message type determination can be carried out several ways: using the cross-correlation function, spectral analysis, etc. Since the structure of a synchrosequence is known, it is possible to obtain more precise results using the crosscorrelation function. Several synchrosequences are formed for each message and then we compute their cross-correlation with the received message. The analysis includes the comparison all the results of cross-correlation function computa-tion and finally we make a decision regarding the message.Determination of autostarting and autostop combinations is performed by comparing autostarting and autostop combinations from the database. Each autostarting combination determines the receiver operation mode (single-channel or frequency-hopping spread spectrum). Determination of combinations is performed during signal demodulation.Reception of a frequency-hopping spread spectrum signal is performed according to the frequency plan. According to this plan, the carrier frequency changes in fixed time points. After receiving the autostarting combination of frequencyhopping spread spectrum, a reception mode for frequency-hopping spread spectrum signal is switched on. After receiving the autostop combination this mode is terminated. The output of a demodulator is the message itself, modulation type, and carrier frequency.The outcome of demodulator performance can be represented with a table. The first column of this table contains the carrier frequency, the second column contains frequency deviation, the third column - modulation type, the fourth one - message speed, the fifth one and further - the message itself.In the paper, we provide new demodulation techniques of frequency-modulated messages for the given SNR. The developed techniques are based on spectral analysis and correlation analysis. We determine the computational complexity of the developed demodulation techniques. The total error is computed for each SNR and the selected demodulation technique using the developed MATLAB/Simulink model for a communication channel. Finally, we conclude about the best demodulation technique for the selected message type for the given SNR. Представлены разработка и исследования различных методов демодуляции частотно-манипулированных сообщений в режиме псевдослучайной перестройки рабочей частоты при заданном диапазоне изменения отношения "сигнал/шум" (ОСШ). Разработанные методы основаны на использовании спек­ трального и корреляционного анализа. На основе разработанной в MATLAB/Simulink модели канала связи вычислена ошибка исследуемых методов демодуляции при различных значениях ОСШ. В результате исследования определен наилучший метод демодуляции при заданном ОСШ.

Разработка и исследование методов демодуляции частотно-манипулированных сигналов

The goal of our research is development and study of different demodulation techniques for a frequency shift keyed signals. The signal under study is a frequency-shift keyed (FSK) signal when the information signal regulates the carrier frequency. We consider a model imitating data transmission channels and allowing us to perform error counting. The data transmission channels have ideal synchronization. Several techniques of demodulator design are introduced for demodulating frequency-shift keyed (FSK) signal and we compare the techniques using the criterion of error number of a demodulated signal relative to a signal prior to modulation for different signal-to-noise ratio. Signal-to-noise ratio is calculated as a ratio of the energy of the information symbol to the noise power spectral density. We have tested different demodulation techniques with different signal-to-noise ratio and produced a table containing information on demodulation accuracy for different techniques. Overall, we have simulated 100 sec. of continuous bit packages. We indicate that the best results for signal-to-noise ratio exceeding 5 dB are provided with the technique based on double correlation, and for signal-to-noise ratio less than 5 dB - with the technique based on the fast Fourier transform.Предложены различные методы демодуляции частотно-манипулированных сигналов и произведено их сравнение по критерию количества ошибок демодулированного сигнала относительно сигнала до модуляции при различном отношении "сигнал/шум"

ІМОВІРНІСНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ РОЗДІЛІВ ВІДЧЕПІВ СКЛАДУ НА СТРІЛКАХ

The method of calculation of probabilities of discontiguous cuts’ divisions on the switch points is developed. The researches as for connection these probabilities with the parameters of the trains are executed. The researches also tackle the problem of the connection between the above mentioned probabilities and the construction of the hump neck.Разработана методика расчета вероятностей разделения на стрелках несмежных отцепов состава; выполнены исследования связи этих вероятностей с параметрами составов и с конструкцией горочной горловины сортировочного парка.Розроблено методику розрахунку ймовірностей розділення на стрілках несуміжних відчепів состава; виконані дослідження зв’язку цих ймовірностей з параметрми составів та з конструкцією гіркової горловини сортувального парку

Fundamental Theory of Perfecting of a Design and Technology of Railway Stations.

Бобровський В. І. Теоретичнi основи удосконалення конструкцiї та технологiї роботи залiзничних станцiй : авт. дис. к. т. н. : 05.22.20 / В. І. Бобровський : Дніпропетр. нац. ун-т залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. – Дніпропетровськ : Вид-во Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад.В. Лазаряна. - 2002. – 33 с.UK: Дисертація присвячена проблемі удосконалення конструкції і технології роботи залізничних станцій на основі математичного моделювання. У дисертації розроблена інтегрована система геометричних і функціональних моделей для аналізу і синтезу станцій. Геометричні моделі відображають конструкцію колійного розвитку станцій і використовуються для його синтезу. Функціональні моделі використовуються для аналізу станцій і дозволяють одержати оцінку їх ефективності, необхідну для пошуку шляхів поліпшення конструкції і технології станцій. Розроблені теоретичні основи і створені функціональні моделі основних станційних підсистем: парків станцій і підходів до них, сортувальних гірок і районів формування. Функціональні моделі здійснюють імітаційне моделювання підсистем; вони побудовані з використанням системного підходу і мають ієрархічну структуру. Розроблена сукупність моделей може бути покладена в основу автоматизованої системи підтримки прийняття рішень для оцінки і вибору раціонального комплексу заходів, спрямованих на підвищення ефективності експлуатації станцій.RU: Диссертация посвящена проблеме совершенствования конструкции и технологии работы железнодорожных станций на основе математического моделирования. В диссертации разработана интегрированная система геометрических и функциональных моделей для анализа и синтеза станций. Геометрические модели отражают конструкцию путевого развития станций и используются для его синтеза. Функциональные модели используются для анализа станций и позволяют получить оценку их эффективности, необходимую для поиска путей улучшения конструкции и технологии станций. Разработаны теоретические основы и созданы функциональные модели основных станционных подсистем: парков станций и подходов к ним, сортировочных горок и районов формирования. Функциональные модели осуществляют имитационное моделирование подсистем; они построены с использованием системного подхода и имеют иерархическую структуру. Разработана совокупность моделей может быть положена в основу автоматизированной системы поддержки принятия решений для оценки и выбора рационального комплекса мероприятий, направленных на повышение эффективности эксплуатации станций.EN: The thesis is devoted to a problem of perfecting of a design and technology of railway stations on the basis of mathematical modelling. In a thesis the integrated system of geometrical and functional models for the analysis and synthesising of stations is designed. The geometrical models describe a design of yard track and will be used for its synthesising. The functional models will be used for the analysis of stations and allow to receive an estimation of their efficiency for looking up of paths improvement for a design and technology of stations. The fundamental theory are designed and the functional models of the basic subsystems of stations (station and approaches road, hump and formation yard) are created. The functional models execute simulation modelling of subsystems; they are built with usage of system approach and have an hierarchical structure

Algal origin of sponge sterane biomarkers negates the oldest evidence for animals in the rock record

The earliest fossils of animal-like organisms occur in Ediacaran rocks that are approximately 571 million years old. Yet 24-isopropylcholestanes and other C30 fossil sterol molecules have been suggested to reflect an important ecological role of demosponges as the first abundant animals by the end of the Cryogenian period (>635 million years ago). Here, we demonstrate that C30 24-isopropylcholestane is not diagnostic for sponges and probably formed in Neoproterozoic sediments through the geological methylation of C29 sterols of chlorophyte algae, the dominant eukaryotes at that time. These findings reconcile biomarker evidence with the geological record and revert the oldest evidence for animals back into the latest Ediacaran

Ancient steroids establish the Ediacaran fossil Dickinsonia as one of the earliest animals

The enigmatic Ediacara biota (571 million to 541 million years ago) represents the first macroscopic complex organisms in the geological record and may hold the key to our understanding of the origin of animals. Ediacaran macrofossils are as “strange as life on another planet” and have evaded taxonomic classification, with interpretations ranging from marine animals or giant single-celled protists to terrestrial lichens. Here, we show that lipid biomarkers extracted from organically preserved Ediacaran macrofossils unambiguously clarify their phylogeny. Dickinsonia and its relatives solely produced cholesteroids, a hallmark of animals. Our results make these iconic members of the Ediacara biota the oldest confirmed macroscopic animals in the rock record, indicating that the appearance of the Ediacara biota was indeed a prelude to the Cambrian explosion of animal life

Оптимізація режимів регулювання швидкості відчепів при розпуску составів на гірках

Бобровский, В. И. Оптимизация режимов регулирования скорости отцепов при роспуске составов на горках / В. И. Бобровский, Н. В. Рогов // Вісн. Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. — Дніпропетровськ, 2004. — Вип. 4. — С. 174—182.RU: Разработан итерационный метод оптимизации режимов торможения отцепов состава на сортировочных горках, позволяющий максимизировать интервалы между отцепами на разделительных стрелках,выполнены исследования его эффективности.UA: Розроблено ітераційний метод оптимізації режимів гальмування відчепів состава на сортувальних гірках,що дозволяє максимізувати інтервали між відчепами на розділових стрілках, виконані дослідження його ефективності.EN: The authors have developed an iteration method of optimizing the train cuts braking modes on the sorting humps,which allows maximizing the intervals between the cuts on separating switches, and made a study of its efficiency

Ancient steroids establish the Ediacaran fossil Dickinsonia as one of the earliest animals

The enigmatic Ediacara biota (571 million to 541 million years ago) represents the first macroscopic complex organisms in the geological record and may hold the key to our understanding of the origin of animals. Ediacaran macrofossils are as “strange as life on another planet” and have evaded taxonomic classification, with interpretations ranging from marine animals or giant single-celled protists to terrestrial lichens. Here, we show that lipid biomarkers extracted from organically preserved Ediacaran macrofossils unambiguously clarify their phylogeny. Dickinsonia and its relatives solely produced cholesteroids, a hallmark of animals. Our results make these iconic members of the Ediacara biota the oldest confirmed macroscopic animals in the rock record, indicating that the appearance of the Ediacara biota was indeed a prelude to the Cambrian explosion of animal life

Дослідження та оцінка впливу швидкості розпуску составів на показники роботи сортувального комплексу

Бобровский, В. И. Исследования и оценка влияния скорости роспуска составов на показателей работы сортировочного комплекса / В. И. Бобровский, А. И. Колесник // Транспортні системи та технології перевезень : зб. наук. пр. Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. — Дніпропетровськ, 2011. — Вип. 2. — С. 10—16. — doi:10.15802/tstt2011/17140UK: В даній роботі наведені результати досліджень, які дозволяють встановити ступінь впливу видкості розпуску составів на якість сортувального процесу. Використовуючи методи імітаційного моделювання, знайдено взаємозв’язок між швидкістю розпуску та кількістю, величиною вікон між відчепами на коліях сортувального парку, швидкістю співударяння відчепів, числом включень уповільнювачів гальмівних позицій.RU: В настоящей работе приведены результаты исследований, которые позволяют установить степень влияния скорости роспуска составов на качество сортировочного процесса. Используя методы имитационного моделирования, найдена взаимосвязь между скоростью роспуска и количеством, величиной окон между отцепами на путях сортировочного парка, скоростью соударения отцепов, числом включений замедлителей тормозных позиций.EN: This article describes the results of the research, devoted to the operation of the sorting hump. The mentioned results allow to determine the influence rate of breaking-up of stocks to sorting process quality. Using simulation method the interconnection between the rate of breaking-up and quantity, size of windows between cuts on sorting tracks, collide rate of cuts, turning up number of retarders founded