УДК 621.396
Р. І. Бак, П. О. Гуськов, О. А. Лаврів
Національний університет “Львівська політехніка”
ІМІТАЦІЙНА МАКРОМОДЕЛЬ ПОВЕДІНКИ АБОНЕНТІВ
У МЕРЕЖІ КОМІРКОВОГО ЗВ’ЯЗКУ
© Бак Р. І., Гуськов П. О., Лаврів О. А., 2017
Запропоновано імітаційну макромодель поведінки абонентів у мережі коміркового зв’язку, яка враховує її структуру, особливості переміщення абонентів та їхню активність, зокрема процес генерації запитів абонентськими терміналами. На вході моделі задають параметри коміркової структури, інтервал моделювання, параметри потоку або¬нентських викликів, кількість груп абонентів за швидкістю переміщення та макси¬мальну можливу швидкість переміщення абонентів. Результатами моделювання є сформована згідно із заданими правилами коміркова структура з базовими станціями, які розміщені в центрі шестикутних комірок, ємність мережі за викликами, згенеровані на інтервалі моделювання виклики абонентів, характеристика їх обслуговування та кількість необслужених викликів унаслідок перевантаження мережі з урахуванням особливостей переміщення абонентів.
Ключові слова: мережа коміркового зв’язку, переміщення абонентів, активність абонентів.

R. Bak, P. Huskov, O. Lavriv
Lviv Polytechnic National University
SIMULATION MACROMODEL OF SUBSCRIBER’S BEHAVIOR
IN CELLULAR COMMUNICATION NETWORK
© Bak R., Huskov P., Lavriv O., 2017
The paper proposes the simulation macro model of subscribers’ behavior in cellular communications network, considering its structure, peculiarities of the subscribers’ movement and their activity, including the requests generation process by subscribers’ terminals. Model input obtains the set of cellular structure parameters, simulation interval, parameters of the user’s requests flow, number or caller groups by moving speed and maximum possible speed of subscribers. The results of the simulation are: generated according to the set rules cellular structure of the base stations, which are located in the center of hexagonal cells, the capacity of the network in terms of calls, generated subscriber’s requests in the range of simulation interval, characteristics of their processing and the number of non-processed requests in the reason of network congestion considering the subscribers movement. The continuous hexagonal coverage of a given area with lowest possible ceiling and the maximal distances between neighboring base stations according with their cell ranges is received based on the proposed method of forming the cellular structure of mobile network received. It shows the number of base stations, their location. Based on subscriber’s movement simulation we define a set of coordinates of each subscriber location at any simulation step. These coordinates depict different scenarios of subscribers moving that consist of individual trajectories for each subscriber considering their personal speed and movement direction. The amount of required equipment to service the subscriber load entering the coverage zone may be calculated based on simulation results.
Key words: cell communication network, subscriber moving, subscriber activity.

Кількість посилань 12

УДК 621.398
В. М. Безрук, В. О. Власова, Ю. В. Скорик,
Ю. М. Колтун, А. І. Костромицький
Харківський національний університет радіоелектроніки

ВИБІР АЛГОРИТМУ САМООРГАНІЗАЦІЇ БЕЗДРОТОВОЇ СЕНСОРНОЇ МЕРЕЖІ МЕТОДОМ АНАЛІЗУ ІЄРАРХІЙ

© Безрук В. М., Власова В. О., Скорик Ю. В., Колтун Ю. М., Костромицький А. І., 2016

Проведено оцінювання різних алгоритмів самоорганізації бездротових сенсорних мереж (БСМ). Досліджено особливості вибору переважного алгоритму самоорганізації сенсорної мережі методом аналізу ієрархій. За результатами порівняльного аналізу алгоритмів на основі суджень експертів методом аналізу ієрархій вибрано енергоефективний алгоритм самоорганізації БСМ. Цей алгоритм застосовує схему оплати, використовуючи потужність передавання як медіатор, досягаючи тим самим високої продуктивності.
Ключові слова: сенсорна мережа, самоорганізація, критерій вибору, енерго¬ефективність, метод аналізу ієрархій, експерт.

V. Bezruk, V. Vlasova, U. Skorik, U. Koltun, A. Kostromitsky
Kharkiv National University of Radio Electronics
SELECT ALGORITHM OF SELF-ORGANIZING WIRELESS SENSOR NETWORK BY THE ANALYTIC HIERARCHY PROCESS
© Bezruk V., Vlasova V., Skorik U., Koltun U., Kostromitsky A., 2016
In wireless sensor networks (WSN) is important task of self-organization networks. There are many different algorithms for self-organization of such networks. This choice determines the relevance of pre-emptive self-algorithm network with the additional information obtained from experts. In the article features practical application of the analytic hierarchy process to select a preferred algorithm for self-organization in wireless sensor networks.
A comparative analysis of the characteristics of existing algorithms in sensor networks self. The maximum value vector components priorities selected preferred algorithm WSN self – Payment scheme algorithm. This self-algorithm, which uses payment scheme using transmission power as mediator, thus achieving a global high performance.
Thus, as a result of the research shows that the option to select a preferred self-organization WSN algorithm can be used the analytic hierarchy that gives the opportunity to build a formalized procedure for the use and handling of judgments of experts to form the equivalent of a criterion benefits.
Key words: sensor network, self-organization, selection criteria, energy efficiency,
the analytic hierarchy process, expert.

Кількість посилань 11

УДК 621.372
А. П. Бондарєв, І. П. Максимів, Т. А. Максимюк
Національний унтіверситет “Львівська політехніка”

МЕТОД ПІДВИЩЕННЯ ЕНЕРГЕТИЧНОЇ
ЕФЕКТИВНОСТІ HQPSK СИГНАЛІВ
© Бондарєв А. П., Максимів І. П., Максимюк Т. А., 2016
Показано можливість зростання енергетичної ефективності систем коміркового зв’язку за рахунок зменшення порогового відношення сигнал/шум за заданої частоти появи бітової помилки, з використанням особливого типу квадратурної фазової модуляції (HQPSK) і модифікованого фазового детектора. Обидва методи мають і переваги, і недоліки. Комбінація цих двох методів теоретично може зменшити їх недоліки, роблячи їх вигіднішими, ніж наявні методи.
Ключові слова: HQPSK, енергетична ефективність, спектральна ефективність, фазовий детектор, відношення сигнал/шум, Matlab Simulink.

A. Bondariev, I. Maksymiv, T. Maksymyuk
Lviv Polytechnic National University

METHOD FOR INCREASING THE ENERGY
EFFICIENCY OF HQPSK SIGNALS
© Bondariev A., Maksymiv I., Maksymyuk T., 2016
With the development of cellular communications, the different problems of effective spectrum utilization to provide a high quality of service for large number of mobile users have been emerged. For the last years the development of wireless communications became a large scale, inducing developers of radiotechnic devices to find new solutions to the problem of effective utilization of the allocated spectrum and effective power maintenance. Many types of spectral-efficient modulation of radio signals and new protocols that enable efficient distribution of network traffic have been proposed so far. One of the key parameters that are used for channel efficiency estimation is signal-to-noise ratio (SNR): the higher SNR results in lower bit-error rate and vice versa. Dependence between bit-error rate and signal-to-noise ratio is the key characteristic of the communication channel and optimization of this characteristic is an important task for communication networks.
This paper shows the possibility of reducing the signal-to-noise ratio while maintaining the required bit-error rate by using specific type of quadrature phase shift keying (HQPSK) complemented by modified phase detector. Both methods have their advantages and disadvantages. The combination of these two methods can theoretically reduce their cons while effectively exploiting their advantages.
The feature of the first method lies in power saving approach, providing the use of only one quadrature component during signal modulation, while the second quadrature component is coded using additional frequency subcarriers.
The second method allows detection of quadrature signals at high noise power condition. This benefit is achieved by implementation of specific narrowband filters into phase detector.
Key words: HQPSK, power efficiency, spectrum efficient, phase detector, signal-to-noise ratio, Matlab Simulink.

Кількість посилань 8

УДК 004.932.2
А. П. Гривачевський, І. Н. Прудиус
Національний університет “Львівська політехніка”
АДАПТИВНИЙ АЛГОРИТМ ВИЯВЛЕННЯ
РУХОМИХ ОБ’ЄКТІВ ПІД ЧАС ВІДЕОМОНІТОРИНГУ
© Гривачевський А. П., Прудиус І. Н., 2017
На основі аналізу наявних методів виявлення рухомих об’єктів запропоновано адаптивний до дестабілізувальних факторів алгоритм виявлення, що ґрунтується на паралельному використанні двох методів: методу віднімання фону та методу міжкадрової різниці, а також представлено результати його моделювання. Статистична оцінка параметрів, що виконується в процесі навчання алгоритму, дозволяє використовувати цей алгоритм без налаштування його параметрів практично з будь-якою відеокамерою незалежно від рівня її власних шумів. У результаті роботи запропонованого алгоритму досягається ефективне виділення рухомих об’єктів у їх природних кольорах без малоінформативного фону. Використання цього алгоритму, наприклад, в системах відеоспостереження, дасть змогу спростити сприйняття інформації та зменшити психологічне навантаження оператора.
Ключові слова: відеомоніторинг, виявлення рухомих об’єктів, віднімання фону, міжкадрова різниця, морфологічна фільтрація.

A. Hryvachevskyi, I. Prudyus
Lviv Polytechnic National University
ADAPTIVE ALGORITHM OF MOVING OBJECTS DETECTION
IN VIDEO MONITORING
© Hryvachevskyi A., Prudyus I., 2017
The paper based on the analysis of existing methods of detecting moving objects offer combined detection algorithm that adapts to such destabilizing factors as: the noise of the equipment (photoelectron matrix converter, amplifier, analog-to-digital converter), change lighting scenes, change the background. The essence of the proposed algorithm is used two parallel detection methods: the method of background subtraction and frame difference method, which allows the algorithm to work effectively in cases of dynamic background. Statistical evaluation of parameters of the model background, which is performed in the process of learning algorithm for each pixel of the video frame in order to determine the optimal threshold binarization algorithm enables this without setting its parameters with just about any camera, regardless of the level of intrinsic noise eyo, which each camera is different. To increase the efficiency of detection of moving objects in the final stage of the algorithm is filtered binary mask by applying morphological operations to remove wrongly marked pixels and combining pixel marked correctly in the objects. The results of the simulation of information processing in the system of video monitoring of mobile objects on a real video signal. As a result of the proposed algorithm is achieved by efficient allocation of moving objects in their natural colors without uninformative background. Using this algorithm, for example, in video surveillance systems, will significantly reduce the amount of data that will be stored in the video archive and will simplify the perception of information by the operator and reduce its psychological burden. The results of the algorithm in the future can be used for high-level analysis of mobile objects, in particular, identifying objects and determining their trajectories.
Key words: video monitoring, moving object detection, background subtraction, frame difference, morphological filtering.
Кількість посилань 5

УДК 621.372.83
Й. А. Захарія
Національний університет “Львівська політехніка”
ДО ПИТАННЯ ПРО ОПТИМІЗАЦІЮ ВУЗЛА З’ЄДНАННЯ
ЛІНІЯ–ХВИЛЕВІД З ПРОВІДНИКОВИМ ЕЛЕМЕНТОМ ЗБУДЖУВАЧА
© Захарія Й. А., 2016
Дослідження ґрунтується на методі синтезу вузла з’єднання лінія/хвилевід. За допомогою аналізу отримано залежності ширини смуги робочих хвиль вузла з’єднання від хвильового опору коаксіальної лінії для окремих значень вхідного імпедансу вузла на виході лінії. Відповідні криві мають максимуми для певних значень хвильового опору лінії. За змінного вхідного імпедансу можна встановити найбільше значення ширини смуги вузла з’єднання серед згаданих її максимумів. Такі криві дають змогу встановити оптимальні значення хвильового опору лінії, а також перевірити опти¬мальність структури вузла з’єднання.
Ключові слова: з’єднання, лінія–хвилевід.

Y. Zakharia
Lviv Polytechnic National University
THE QUESTION OF LINE-WAVEGUIDE JUNCTION WITH CONDUCTING EXCITER ELEMENT OPTIMIZATION
© Zakharia Y. A, 2016
The given paper is based on the line/waveguide junction synthesis algorithm. The recommended there calculation expressions satisfy the loss free and tuning conditions for junction unit. The corresponding calculation formulas are deduced by oriented signal-flow graph method., and to the synthesis of loss free threeport with tuning reactance are used. Thus at the given middle wavelength the reflection from the junction ports are absent. For synthesis of junction unit by the algorithm mentioned above are necessary: 1) line wave resistance,
2) input impedance value at the line output port. The last quantity can be calculated by electrodynamic methods but with some difficulties.
The input impedance is dependent on the longitudinal current distribution the exciter (vibrator) conductor, and current distribution on perimeter of that conductor cross section. It is possible to find the mentioned above distributions using the current approximation by wavelet functions. Spectral analysis method permits to find only the longitudinal distribution. Multifilament exciter structure modeling gives the unadequace mistakes. Input impedance calculation includes also the influence of exciter feed and his top load (vibrator exciter). It is a problem for such complex analysis, and result (input impedance) we get in numerical form. The experimentally measured quantity of input impedance can be used. for next junction synthesis.
As synthesis result we get the value of tuning reactance and wavelength band of junction unit. But the found quantities are not optimum, that’s is why they can’t supply the maximal possible wavelength band for the given junction unit.
The dependence of wavelength band from line wave resistance for given input impedance is presented in the paper graphically. That figure indicates the sharp influence of input resistance, and separately input reactance, on the junction wavelength-band width. Maximum of that band width arise at low value for negative input reactance. close to the critical quantity, when loss free condition can not be provided. For greater input reactance maximum of junction wave band width is almost independent from line wave resistance. Such the corresponding line wave resistance is to be realized. Enlargement of junction wave band width is possible by usage of tuning reactance with corresponding frequency characteristic, or analogous exciter structure.
The input impedance value depends on the junction unit structure. Therefore above mentioned graphical figure includes the dependence on this structure. (Numerical quantity of input impedance carries that information). Thus the graphical chart can provide guidance for line wave resistance choosing, or junction unit structure choosing.
It is to emphasize, that the mentioned above conclusions are valid for arbitrary waveguide, and various exciter structure.
Key words: line/waveguide junction.

Кількість посилань 8

УДК 621.391
М. В. Кайдан, В. С. Андрущак, С. С. Думич, В. З. Пашкевич
Національний університет “Львівська політехніка”
ДОСЛІДЖЕННЯ ПРИНЦИПІВ ПОБУДОВИ
ТРАНСПОРТНИХ МЕРЕЖ НА ОСНОВІ ТЕХНОЛОГІЇ OLS
© Кайдан М. В., Андрущак В. С., Думич С. С., Пашкевич В. З., 2016
Викладено основні принципи роботи транспортної технології OLS. Особливу увагу зосереджено на двох режимах передавання даних – коли корисне навантаження передається з пакетом-заголовком (міткою) у спільних або різних оптичних каналах. Досліджено основні проблеми розвитку технології OLS і встановлено, що одним із вузьких місць цієї технології є використання оптичних буферів. Крім того, існують проблеми визначення розміру транспортного модуля технології OLS, синхронізації транспортного модуля і мітки, архітектури проміжного вузла такої оптичної транспортної мережі.
Ключові слова: оптична транспортна мережа, OLS, режими передавання даних, оптична мітка, оптичний комутатор, якість обслуговування.

M. Kaidan, V. Andrushchak, S. Dumych, V. Pashkevych
Lviv Polytechnic National University

THE STUDY OF DEPLOYMENT BASICS
OF OLS-BASED BACKHAUL NETWORKS
© Kaidan M., Andrushchak V., Dumych S., Pashkevych V., 2016
Unified network platform to support voice, data and multimedia applications is attractive for optical level. Optical packet switching (OPS) provides a platform where the only transport data unit for all type of traffic will be package. On the other hand, quality of service (QoS), class of service (CoS) and the type of service (ToS) required for the future of the Internet more elaborated and more powerful control plane. Optical switching labels (OLS) supports OPS, optical flow switching (OFS) and optical burst switching (OBS) with full interoperability of QoS, CoS and ToS.
In paper presented basic principles of the technology OLS where attention was focused on the rules of processing optical labels. Described in detail the principles of data transmission in optical transport networks with technology OLS, namely data transmission modes where the payload with label are transmitted in common and different optical channels. Investigated bottlenecks of each mode of data transmission, where established that one such place is the using of optical buffers in intermediate nodes. Presented the simplified structure of the intermediate node for optical transport network technology OLS.
Particular attention in the modes of data transmission was focused the rules of transfer labels between boundary nodes, calculation time between payload and label, data processing at intermediate nodes and the implementation of optical switching. Considered data transfer mode where unnecessary use of optical buffers.
Special attention is focused on the existing problems of technology OLS, such as determining the size of the transport data unit, content and size of the packet-header (label), the high cost of accurate optical buffers, absence of algorithms for accurate synchronization label and transport data unit, design architecture intermediate node and optical switch.
Key words: optical transport network, OLS, data transfer modes, optical label, optical switch, quality of service.
Кількість посилань 6

УДК 621.3
М. І. Кирик, В. Б. Янишин, М. В. Піцик
Національний університет “Львівська політехніка”

ОЦІНКА ЕФЕКТИВНОСТІ МЕТОДІВ СПЕКТРАЛЬНОЇ МОБІЛЬНОСТІ У КОГНІТИВНИХ РАДІОМЕРЕЖАХ
© Кирик М. І., Янишин В. Б., Піцик М. В., 2016
Розглянуто методи спектральної мобільності для когнітивного радіо, що дають змогу когнітивним користувачам перемикатися в частотні канали, які простоюють у цей момент. Проаналізовано процес передавання обслуговування спектра для проактивного і реактивного методів спектральної мобільності. Запропоновано алго¬ритми початку нової передачі й проактивної передачі обслуговування спектра, на основі критерію прогнозування стану каналу із використанням статистичних параметрів та зібраної статистичної інформації використання каналу. Для проведення симуляції створено аналітичну модель системи когнітивного радіо і визначено залежність пропускної спроможності та ймовірності виникнення колізії когнітивної мережі відносно завантаженості первинної мережі.
Ключові слова: когнітивне радіо, спектральна мобільність, проактивна передача обслуговування спектра, реактивна передача обслуговування спектра.

M. Kyryk, V. Yanyshyn, M. Pitsyk
Lviv Polytechnic National University

SPECTRUM MOBILITY TECHNIQUES PERFORMANCE
EVALUATION FOR COGNITIVE RADIO
© Kyryk M., Yanyshyn V., Pitsyk M., 2016
In this paper considered spectrum mobility techniques for cognitive radio that based on spectrum sensing. The technology of cognitive radio allows the secondary unlicensed cognitive users to use the spectrum when it is not occupied by the primary users. Due to the randomness of the appearance of primary users, disruptions to both licensed and unlicensed communications are difficult to prevent, so may lead to a low capacity of both licensed and unlicensed communications. Whenever a primary user wants to use a channel which is occupied by a cognitive user, the cognitive user should start a proactive spectrum handoff to another channel and vacate the selected channel before the primary user utilizes it. In the proposed framework, channel switching policies and a proactive spectrum handoff protocol are proposed to let cognitive users use a channel before a primary user occupy it to avoid unwanted interference. Network coordination techniques for cognitive users are also included into the spectrum handoff protocol design to realize channel collision. Moreover, a distributed channel selection method to exclude collisions among cognitive users in a multi-user spectrum handoff scenario is proposed.
The simulation model works accordingly to the next scheme. First compared the capacity of proposed proactive spectrum handoff scheme with the reactive spectrum handoff approach. In the reactive spectrum handoff approach, secondary users transmit a packet without predicting the availability of the current channel at the moment when a frame ends. Capacity is not very obvious when both SU and PU traffic are light differences between the proactive spectrum handoff scheme and the reactive spectrum handoff scheme. However, when the cognitive user and primary user packets intensity are high, the proactive spectrum handoff scheme outperforms the reactive scheme in terms of 25 % higher capacity. Next compared collision rate of proposed proactive spectrum handoff scheme with the reactive spectrum handoff approach. Proactive spectrum handoff always shows better performance than reactive spectrum handoff in terms of highest capacity and lower collision rate.
Key words: cognitive radio, spectrum mobility, proactive spectrum handoff, reactive spectrum handoff.

Кількість посилань 16

УДК 629.735.064 5:621.39 (075.8)
К. С. Козелкова1, Я. И. Торошанко1, Л. А. Харлай2
1Государственный университет телекоммуникаций,
2Киевский колледж связи

УПРАВЛЕНИЕ ПОТОКАМИ ДАННЫХ
В ЦИФРОВЫХ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЯХ С РАЗНОРОДНЫМ ТРАФИКОМ

© Козелкова К. С., Торошанко Я. І., Харлай Л. О., 2017

Розроблено модифікований метод адаптивного формування потоків даних і налаштування системи управління з прямим та зворотним зв’язком за результатами поточних вимірювань швидкості заповнення буфера формувача. Проаналізовано математичні моделі телекомунікаційної мережі нового покоління, зокрема моделей самоподібного трафіку. Подано рекомендації щодо вибору параметрів формувача і системи управління залежно від інтенсивності потоків даних і зростання інтенсивності, статистичним опис структури мережі.
Ключові слова: адаптивна система, швидкість заповнення буфера, формування і регулювання трафіку, маркерне відро, багатошвидкісний формувач.

K. Kozelkova1, Ya. Toroshanko1, L. Kharlai2
1State University of Telecommunications,
2Kiev college of communication

DATA FLOWS CONTROL IN DIGITAL TELECOMMUNICATION NETWORKS WITH HETEROGENEOUS TRAFFIC

© Kozelkova K., Toroshanko Ya., Kharlai L.,2017

The modified method of the adaptive forming of data flows and method of tuning of the control system with a direct feedback through current measurements of speed of shaper buffer filling is presented. The mathematical models of telecommunication new generation network, including models of self-similar traffic, are analysed. Simple and effective procedure of forming of the traffic is offered. Simulation results showed that it is possible to limit frequency of the generator marker to such value, when all of input data will be got, and then passed without losses and repeated transmissions. Influence of relative frequency of the generator markers is short enough and diminishes quickly. The congestion drop is arrived after insignificant time, therefore vibrations of loading are comparative small. Variations of the norm time-out are enough smooth because of time average of the complete rotation on the the supervision іnterval. With the increase of change time of rotation as a result a time-out grows quickly. The recommendations regarding the choice of parameters of shapers and control system by them are developed (including necessary order and time parameters of control system, structure of shapers, measuring devices of parameters of packets etc.) depending on intensity of data flows, and intensity growth, statistical descriptions and network structure are given. Research of characteristic properties of process forming of stream is conducted, with taking in consideration the choice of parameters and structure of control system by the multi-rate shaper of traffic with non-linearly variations parameters of load windows.
Key words: adaptive system, buffer filling speed, traffic policing and shaping, token bucket, multi-rate forming).
Кількість посилань 9

УДК 621.319.7.011.7
В. Г. Кудря
Одеський національний політехнічний університет

ВІДОБРАЖЕННЯ ВПЛИВУ МОРФОЛОГІЇ
НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ЕЛЕКТРОННИХ ПРИСТРОЇВ
© Кудря В. Г., 2017
Запропоновано методи поліпшення якості аналізу електронних пристроїв. Вико¬ристання елементів теорії електромагнітного поля та теорії електричних кіл у межах системного дослідження дало змогу об’єднати схемотехнічне та конструктивно-технологічне проектування електронних систем та їх компонентів. Для ілюстрації запропонованого підходу вибрана схема підсилювача. Представлена модель відтворює конструктивні особливості друкованої плати у вигляді електродинамічних параметрів конструкції. Параметри моделі аналізуються в межах квазістаціонарного наближення електромагнітних взаємовпливів міжкомпонентних з’єднань провідникових структур. Застосування принципу аналогії сферопаралельних та площинно-паралельних полів дозволило визначити потоки вектора електричної індукції як різниці скалярних потенціалів, тобто без застосування числового інтегрування по поверхнях провідників міжкомпонентних з’єднань, що значно зменшує обчислювальну складність. Запро¬понована модель встановлює алгоритмічний зв’язок конструкцій друкованих плат з системними: часовими, частотними, завадостійкими та іншими схемотехнічними характеристиками об’єкта проектування
Ключові слова: міжкомпонентні з’єднання, МЕМС, НЕМС, електромагнітна завада, високочастотний підсилювач.

V. Kudrya
Odessa National Polytechnic University

REFLECTION THE MORPHOLOGY IMPACT
ON THE CHARACTERISTICS OF ELECTRONIC DEVICES
© Kudrya V., 2017
The article suggests methods for improving the quality of analysis of electronic devices. Using the electromagnetic field theory and the theory of electrical circuits within the system allowed to combine research and schematic structural and technological design of electronic systems and their components. To illustrate the proposed approach chosen amplifier circuit. The model reproduces the design features of the PCB in the form of electromagnetic design parameters. Parameters of the model are analyzed under quasistationary approximation electromagnetic interferences between component connections conductor structures. Application of the principle of analogy between spherical and planar parallel field allowed to determine the flow of electric displacement field as scalar potential difference, that is, without the use of numerical integration on the surface of conductors between component connections, which greatly simplifies the computational complexity. The model establishes a relationship algorithmic designs PCB with the system: time; frequency; noiseimmunity circuit and other features of the design.
Key words: interconnection, MEMS, NEMS, electromagnetic disturbance, high frequency, amplifier.

Кількість посилань 8

УДК 621.37
С. В. Маньковський, Е. Й. Маньковська
Національний університет “Львівська політехніка”

СИМВОЛЬНА МОДЕЛЬ КВАДРАТУРНОГО ДЕТЕКТОРА
© Маньковський С. В., Маньковська Е. Й., 2017
Запропоновано символьну модель квадратурного детектора. В запропонованій моделі вихідний сигнал представляється у вигляді матриці, яка містить параметри частотних складових вихідного сигналу, зокрема частоту, амплітуду та фазу. Запропонована модель корисна для розв’язання задач аналізу, оптимізації та синтезу.
Ключові слова: символьна модель, модель квадратурного детектора.

S. Mankovskyy, E. Mankovska
Lviv Polytechnic National University

QUADRATURE DETECTOR SYMBOLIC MODEL
© Mankovskyy S., Mankovska E., 2017
Quadrature detectors (QD) are widely used in a radioelectronic devices as alternative to the synchronous detectors. There are many applications where there is necessary to measure the amplitude of input signal with specified frequency, but unknown or variable phase. For such cases the quadrature detectors are often used. The key advantage of quadrature detectors is that output signal is invariant to the phase of the input signal.
This paper is devoted to the symbolic model of the quadrature detector. The output signal is represented as a matrix contains the parameters of this signal frequency components (frequencies, amplitudes and phases). Proposed model is useful for analysis, optimization and statistical problems.
Proposed symbolic model of quadrature detector allows to obtain symbolic model once per given quadrature detector architecture and use this model many times for solving a lot of engineering problems like optimization or statistical analysis. The symbolic model can be used for quick output signal calculation. To do this the corresponding numerical values should be substituted instead of symbolic parameters.
The restriction of proposed model is that it allows to build the symbolic model in the frequency domain for all blocks of quadrature detector except SQRT block. But this model allows easily calculate SQRT output signal in time domain. To do this the matrix representation of SQRT input signal is converted to the time domain signal according to the given in paper equation and square root can be easily calculated.
The drawback of proposed model is that the case of complicated input signal, which contains a lot of frequency components, causes to the symbolic model complexity increase due the order of matrix model increase proportionally to the number of frequency components in the input signal.
Key words: symbolic model, quadrature detector model.

Кількість посилань 4

УДК 620.179.14: 621.317.42
В. О. Нічога1, І. Н. Прудиус1, І. В. Сторож1, В. Г. Сторож1, Л. В. Ващишин2, П. Б. Дуб1
1Національний університет “Львівська політехніка”
2Фізико-механічний інститут Національної академії наук України

МАГНІТОДИНАМІЧНИЙ МЕТОД ДІАГНОСТИКИ ЗАЛІЗНИЧНОЇ КОЛІЇ І НАПРЯМИ ЙОГО МОДЕРНІЗАЦІЇ
© Нічога В. О., Прудиус І. Н., Сторож І. В., Сторож В. Г., Ващишин Л. В., Дуб П. Б., 2017
Розглянуто напрями модернізації інформаційно-діагностичної системи, якою обладнаний Львівський магнітний вагон-дефектоскоп № 442. Для діагностики залізничної колії застосовано магнітодинамічний метод, який має переваги над ультраз¬вуковим методом, що сьогодні дуже широко використовується. Магнітодинамічний метод поширений у Великобританії, Ірані, США та в пострадянських країнах.
На думку авторів статті, у вагоні-дефектоскопі повинна бути повністю замінена намагнічувальна система, тобто замість громіздкої та енерговитратної електро¬намагнічувальної системи потрібно встановити намагнічувальну систему на основі сучасних потужних постійних магнітів. Однокомпонентна приймальна система на основі інтегральних індукційних сенсорів повинна бути замінена трикомпонентною багатоканальною системою на основі точкових сенсорів Холла. Необхідно розробити нову апаратно-програмну частину нової діагностичної системи збирання, передавання та аналізу дефектоскопічної інформації.
Модернізація Львівського магнітного вагона-дефектоскопа особливо актуальна, оскільки його часто експлуатують в умовах гористої місцевості з крутими поворотами, де спостерігається швидке і суттєве зношення внутрішніх робочих сторін рейок. Ультразву¬кові методи діагностики тут не працюють через утрату акустичного контакту з рейкою.
Ключові слова: вагон-дефектоскоп, магнітодинамічний метод, дефекти рейок, індукційний сенсор, компоненти поля, інтегральний сенсор, сенсор Холла.

V. Nichoha1, I. Prudyus1, І. Storozh1, V. Storozh1, L. Vashchyshyn2, P. Dub1
1Lviv Polytechnic National University
2Physico-Mechanical Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine

THE MAGNETIC FLUX LEAKAGE METHOD OF RAILWAY TRACK DIAGNOSTICS AND WAYS OF IT MODERNIZATION
© Nichoha V., Prudyus I., Storozh I., Storozh V., Vashchyshyn L., Dub P., 2017
Ways of modernization of the information-diagnostics system with which the Lviv magnetic inspection carriage No442 is equipped are considered in the article. The Magnetic Flux Leakage Method (MFLM), that has some advantages over widely used now ultrasonic method, is applied there for rail diagnostics. The Magnetic Flux Leakage Method is used in Great Britain, Iran, USA and the countries of the former USSR.
According to authors’ opinion the inspection carriage magnetizing system must be changed totally, that is to say a magnetizing system on the base of modern powerful permanent magnets must be installed instead of the cumbersome and energy expensive electromagnet magnetizing system.
The one-component receiving system on the base of induction sensors must be replaced by the three-component multichannel system on the base of the Hall point sensors.
A new hardware and software parts of the new diagnostics system of collection, transmission and analysis of non-destructive testing information must be elaborated.
It must be noticed that modernization of the Lviv magnetic inspection carriage is an especially actually problem because it functions in many cases in conditions of mountainous area with steep turns where quick and essential wear of the inner working sides of the rails is observed. Ultrasonic methods of diagnostics cannot function here because of loss of acoustic contacts with the rail.
Small high effective multicomponent sensors that can reliably record rail defect magnetic field perturbances in any weather conditions are needed for design of component and multichannel information-diagnostics system for magnetic non-destructive testing which applies inspection carriages.
As a result of theoretical and experimental investigations new two- and three-component sensors are proposed. There are point frame and local ferromagnetic sensors with limited weight and dimensions among them. They guarantee higher sensitivity than now used inspection carriage sensors.
Technique of rail sensors calibration and sensitivity testing is proposed. Such technique has not been used until now.
Point sensors on the basis of the Hall effect, which will be used for elaborating matrix multichannel component rail sensors, were proposed; they were investigated and tested on the specially designed stand.
Key words: inspection carriage, magnetic flux leakage method, rail defects, induction sensor, field components, integral sensor, Hall sensor.

Кількість посилань 32

УДК 004.9
О. Б. Павловська, Л. О. Василечко
Національний університет “Львівська політехніка”

КРИСТАЛІЧНА СТРУКТУРА ЗМІШАНИХ ФЕРИТІВ РІДКІСНОЗЕМЕЛЬНИХ ЕЛЕМЕНТІВ
Pr0,5R0,5FeO3 (R = Nd, Gd, Tb, Dy, Ho)
© Павловська О. Б., Василечко Л. О., 2017
У роботі досліджено фазовий склад та кристалічну структуру нових змішаних феритів рідкісноземельних елементів Pr0,5R0,5FeO3 (R = Nd, Gd, Tb, Dy, Ho), отриманих методом твердофазного синтезу. Встановлено, що всі синтезовані зразки мають ромбічну структуру перовськіту типу GdFeO3. Структурні параметри змішаних феритів РЗЕ, отримані повнопрофільним методом Рітвельда, добре узгоджуються з даними для “чистих” сполук PrFeO3 та RFeO3, що вказує на можливість утворення безперервних твердих розчинів Pr1-xRxFeO3 у системах PrFeO3 – RFeO3 (R = Nd, Gd, Tb, Dy, Ho).
Ключові слова: ферити РЗЕ, перовськіт, порошкова дифракція, кристалічна структура, тверді розчини.

O. Pavlovska, L. Vasylechko,
Lviv Polytechnic National University
CRYSTAL STRUCRURE OF THE MIXED RARE EARTH FERRITES
Pr0,5R0,5FeO3 (R = Nd, Gd, Tb, Dy, Ho)

© Pavlovska O., Vasulechko L., 2017

The work deals with the study of the phase composition and crystal structure of new mixed ferrites Pr0,5R0,5FeO3 (R = Nd, Gd, Tb, Dy, Ho) obtained by solid state reactions technique. It was established that all samples synthesized adopt orthorhombic perovskite structure isotypic with GdFeO3. Unit cell dimensions and atomic coordinates of the mixed rare earth ferrites derived by full profile Rietveld refinement technique agree well with the data of the “pure” PrFeO3 and RFeO3 compounds, thus proving formation of continuous solid solutions Pr1-xRxFeO3 in the PrFeO3 –RFeO3 systems (R = Nd, Gd, Tb, Dy, Ho).
Key words: rare-earth ferrites, perovskite, powder diffraction, crustal structure, solid solutions.

Кількість посилань 8

УДК 621.372.852.2
І. Н. Прудиус, В. І. Оборжицький, В. Г. Сторож
Національний університет “Львівська політехніка”
МЕТОД РОЗРОБЛЕННЯ ДВОЧАСТОТНИХ МІКРОХВИЛЬОВИХ ДИСКРЕТНИХ ФАЗООБЕРТАЧІВ З ВІДМІННИМИ ФАЗОВИМИ ЗСУВАМИ У СМУГАХ ЧАСТОТ
© Прудиус І. Н., Оборжицький В. І., Сторож В. Г., 2017
Запропоновано метод розрахунку електричних параметрів дискретних фазообертачів на комутованих каналах з двома робочими смугами частот і з різними в смугах значеннями різницевого фазового зсуву – дискрету фази. Метод ґрунтується на розробленні перемикачів з узгодженням і розв’язкою у двох робочих смугах і на заміні частотнозалежними еквівалентними ланками відрізків ліній у каналах, параметри яких відповідають відмінним у смугах частот фазовим дискретам. Наведено результати розрахунків і моделювання двоканального перемикача та фазообертачів з дискретами фази 450/450 і 450/900 на частотах 2,4/5,2 ГГц та 450/–450 на частотах 0,95/2,15 ГГц.
Ключові слова: мікрохвильовий дискретний фазообертач, двосмуговий фазо¬обертач, комутовані канали, довільний зсув фази.

I. Prudyus, V. Oborzhytskyy, V. Storozh,
Lviv Polytechnic National University
DESIGN METHOD OF DUAL-FREQUENCY MICROWAVE PHASE SHIFTERS WITH DISTINCT PHASE SHIFTS IN FREQUENCY BANDS
© Prudyus І., Oborzhytskyy V., Storozh V., 2017
This paper is devoted to design method of dual-band phase shifters, which can execute the assigned to them functions in operating bands for example of two different telecommunication standards. In the circuit of phase shifter, where the differential phase shift is provided by the switching of channels of passing the signal the parameters of switching elements do not determine this shift unlike the other well-known circuits. However in case of bad matching and isolation of switches the frequency bands are narrowed, the losses and imbalance of amplitudes in two states are grown. The dual-frequency matching and isolation are reached in the SPMT switch by means of impedance transformers which can be located on the input of switch before branching, or in channels after the switching elements before outputs. The methods of calculation of such dual-frequency transformers based on the asymmetrical one-stub circuit and the symmetrical two-stub circuit, and also the methods of calculation of circuits which are needed for realization of reactance with the appropriate values at two operating frequencies is offered. The calculation and simulation of the SPDT switch for use as a part of the phase shifter with operating frequencies of 2,4/5,2 GHz was executed by these methods. For obtaining of arbitrary difference phase shift at two frequencies the replacement of line segments in channels of phase shifter by the dual-frequency equivalent circuits is carried out. The method of calculation of such P-type circuit for replacement of a segment with different values of characteristic impedance and electrical length at operating frequencies is offered. The offered approach was investigated on examples of calculation and simulation of the dual-frequency phase shifters with identical 450/450 and distinct 450/900 differential phase shifts at operating frequencies 2,4/5,2 GHz and with shifts 450/–450 at frequencies 0,95/2,15 GHz.
Key words: microwave phase shifters, dual-band phase shifters, switchable paths, arbitrary phase shift.

Кількість посилань 10

УДК 621.3.018.1
Ю. М. Романишин, С. Р. Петрицька
Національний університет “Львівська політехніка”

РЯДИ ВОЛЬТЕРРИ ДЛЯ МОДЕЛЕЙ ХОДЖКІНА–ХАКСЛІ
ТА ФІТЦХ’Ю–НАГУМО НЕЙРОНА

© Романишин Ю. М., Петрицька С. Р., 2016

Розглянуто представлення моделей Ходжкіна–Хакслі та ФітцХ’ю–Нагумо нейрона рядами Вольтерри та особливості обчислення ядер Вольтерри для цих моделей. Отримано системи лінійних алгебраїчних рівнянь для спектрів ядер Вольтерри та їх розв’язки. Для реалізації оберненого перетворення Фур’є використано пакет прикладних програм Symbolic Math Toolbox системи MATLAB. Наведено графіки модуля спектра та ядра першого порядку ряду Вольтерри для обох моделей нейрона.
Ключові слова: нейрон, модель Ходжкіна–Хакслі, модель ФітцХ’ю–Нагумо, ряд Вольтерри, спектр.

Y. Romanyshyn, S. Petrytska
Lviv Polytechnic National University

VOLTERRA SERIES FOR HODGKIN-HUXLEY
AND FITZHUGH-NAGUMO NEURON MODELS

© Romanyshyn Y., Petrytska S., 2016

The peculiarity of Volterra series use as to comparison with classical models of nonlinear dynamical systems in the form of nonlinear differential equations is that Volterra series directly evaluates output signal of the system by multidimensional convolution of input signal. Kernels of Volterra series can be considered as generalization of impulse response of linear systems to nonlinear ones. The choice of certain components of Volterra series enables to take into account nonlinear peculiarities of different orders.
The representation of Hodgkin-Huxley and FitzHugh-Nagumo models of neuron by Volterra series and features of calculation of Volterra kernels for these neuron models are considered. The systems of nonlinear differential equations of the first order in the form of Cauchy of Hodgkin-Huxley and FitzHugh-Nagumo neuron models with continuous analytical functions at the right side of equations give the possibility to reduce the problem of determination Volterra kernels to solving of algebraic equations systems, which are represented in analytical form. For the determination of Volterra kernels the conversion into frequency domain by integral Fourier transform is used.
For the Hodgkin-Huxley model the multiple Maclaurin series expansions of the functions at the right side of system of differential equations are used, for the FitzHugh-Nagumo model the expressions at the right side of equations are polynomial.
The systems of four (for Hodgkin-Huxley model) and two (for FitzHugh-Nagumo model) linear algebraic equations for spectra of Volterra kernels and their solutions are obtained. Symbolic Math Toolbox of MATLAB system for inverse Fourier transforms is used. Diagrams of spectrum module and first order kernel of Volterra series are given for both neuron models.
Constructed Volterra series models can be used for research of dynamic properties of neural networks with Hodgkin-Huxley and FitzHugh-Nagumo models of neuron using.
Key words: neuron, Hodgkin-Huxley model, FitzHugh-Nagumo model, Volterra series, spectrum.
Кількість посилань 10