Круги памяти (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии) - Быховский М.А.

2. Расширение используемого диапазона частот

3.3. Теория потенциальной помехоустойчивости

4. Развитие методов модуляции и кодирования

4.3. Преобразование аналоговых сигналов в цифровые

5. Развитие методов эффективного использования каналов связи

5.2. Сокращение избыточности при передаче звуковых сигналов

5.3. Сокращение избыточности при передаче ТВ сигналов

6.3. Этапы развитии сетей звукового и телевизионного вещания

7.2. Этапы и перспективы развития систем радиосвязи, работающих в диапазонах НЧ. СЧ и ВЧ

7.4. Этапы развития систем радиорелейной связи

7.6. Этапы и перспективы развития систем спутниковой связи

8.1.4. Системы абонентского радиодоступа

8.1.5. Системы воздушной подвижной связи

8.1.6. Этапы развития сетей наземной подвижной связи
8.2. Спутниковая подвижная связь

Глава 2. Развитие электросвязи и математика

2. Распространение радиоволн, теория линейных электрических цепей

4.2. Теория оптимальной линейной фильтрации сигналов
4.3. Теория оптимального приема сигналов

Глава 3. Очерк истории создания теории потенциальной помехоустойчивости

2. Создание теории потенциальной помехоустойчивости

2. Прием двухпозиционных сигналов в каналах с постоянными параметрами и в каналах с неопределенной фазой

3. Прием М-позиционных сигналов в каналах с постоянными параметрами и в каналах с неопределенной фазой

3. Прием сигналов в каналах с общими замираниями в ветвях разнесения

4. Оптимальный прием сигналов в многолучевых каналах

5. Разнесенный прием сигналов с измерением их параметров в ветвях разнесения

6. Компенсация межсимвольной интерференции

1. Практическое применение ЧМ. Развитие теории ЧМ

1.3.3. Помехоустойчивость приема ЧМ сигналов

1.3.4. Воздействие радиопомех на системы с ЧМ

2. Техника ЧМ. Нетрадиционные проблемы ЧМ

2.2. Нетрадиционные проблемы частотной модуляции

Глава 7. Биографин выдающихся отечественных ученых

Ученый и разработчик отечественных систем радиорелейной и спутниковой связи Сергей Вла димирович Бородич

2. Краткий очерк жизни и деятельности С.В.Бородича

Николай Иосафович Чистяков - Человек, Ученый, Просветитель

4. Научные труды, изобретения и учебники Н.И.Чистякова

Автор: Быховский М.А.

Теги: электротехника электроника история науки история техники радиосвязь теория связи

ISBN: 5-93533-011-3

Год: 2001

Похожие

Управление радиочастотным спектром и электромагнитная совместимость радиосистем

Введение в смарт-антенны

Электроакустика и звуковое вещание

Системы и сети передачи информации

Текст

Очерки
истории
развития
радиосвязи и
вещания в
XX столетии
£ J J> И 53 Ш 3 сЙ
Ишпут 1

М.А. Быховский
КРУГИ ПАМЯТИ
Очерки истории развития радиосвязи и
вещания в XX столетии
Мировое сообщество может существовать
лишь при наличии мировой коммуникационной
системы, которая означает нечто большее,
нежели повсеместное распространение на
Земле радиооборудования. Эта система под-
разумевает наличие общего взаимопонимания,
общих традиций, идей и идеалов.
Роберт М. Хатчинс
СЕРИЯ ИЗДАНИЙ
«ИСТОРИЯ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ
И РАДИОТЕХНИКИ»

Mark Bykhovski
CIRCLES OF MEMORY
Historical essay on the XX century progress
in the field of radiocommunications
and broadcasting
The world community can exist only at
presence of global communication system,
which means something greater, rather
than universal distribution of the radio-
equipment on the Earth. This system means
presence of common mutual understanding,
common traditions, ideas and ideals.
Robert M. Hutchins
Moscow, 2001
SERIES OF THE EDITIONS
«A HISTORY OF TELECOMMUNICATION
AND RADIO ENGINEERING-

УДК 621.37-621.396(091)
Б 95
Быховский М.А. Круги памяти (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в
XX столетии). Серия изданий «История электросвязи и радиотехники», М.
МЦНТИ - Международный центр научной и технической информации,
ООО «Мобильные коммуникации», 2001 - 224 с.
На обложке помещен фрагмент картины «Память о цирке»
американского художника Михаила Паркеса, 1992 г.
ISBN 5-93533-01 1-3
М.А. БЫХОВСКИЙ
Круги памяти
(Очерки истории развития радиосвязи и
вещания в XX столетии)
Книга посвящена историческим аспектам развития теории связи, мето-
дов передачи сигналов по радиоканалам, систем наземного и спутникового
вещания и радиосвязи (как подвижной, так и фиксированной) - тем вопро-
сам, которые в исторической литературе освещены недостаточно полно. В
ней рассказывается о том поразительном прогрессе теории и техники ра-
диосвязи и вещания, который произошел за последние 100 лет, а также об
истории творческих поисков и напряженного созидательного труда тысяч
ученых и инженеров - творцов этого прогресса.
Книга издана в соответствии с решением президиума Российского на-
учно-технического общества радиотехники, электроники и связи им. А.С.
Попова о выпуске серии книг по истории телекоммуникаций. Данная книга
является первой в этой серии.
Книга адресуется широкому кругу читателей, интересующихся вопро-
сами истории науки и техники.
УДК 621.37-621.396(091)
Б 95
Все замечания по книге следует направлять по адресу:
Россия, 103064, Москва, ул. Казакова, 16, Центр Анализа ЭМС
Тел.. +7 (095) 267-1802. Факс: +7 (095) 261-0623
E-mail: markbykh@hotmail.com; bykhovski@caemc.ru
Серия изданий «ИСТОРИЯ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ И РАДИОТЕХНИКИ» выпускается
при организационно-методической поддержке Российского научно-технического обще-
ства радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова (РНТОРЭС).
Охраняется законом об авторском праве. Воспроизведение всей книги или любой ее
части, а также реализация тиража запрещается без письменного разрешения авто-
ра. Любые попытки нарушения закона будут преследоваться в судебном порядке.
ISBN 5-93533-01 1-3
© Быховский М.А., 2001

СОДЕРЖАНИЕ
содержание 5

6 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

СОДЕРЖАНИЕ 7

ПРЕДИСЛОВИЕ
С середины XIX века развитие телекоммуникаций оказывало и сегодня продолжает
оказывать огромное влияние на развитие всей человеческой цивилизации. Это развитие
стало возможным благодаря самоотверженному созидательному труду и творчеству
многих тысяч специалистов, живущих в разных странах мира и говорящих на разных
языках. Особенно интенсивно телекоммуникации, и в частности, радиосвязь и радио-
вещание, развивались в XX столетии. Это развитие в значительной степени было пре-
допределено изобретениями А.С. Попова в России и Г Маркони в Италии. Весьма зна-
чительную роль в этом революционном развитии телекоммуникаций сыграло появле-
ние в середине XX века микроэлектроники, которая позволила наладить массовый вы-
пуск связной аппаратуры и по приемлемой цене обеспечить для сотен миллионов лю-
дей доступ к широкой гамме услуг электросвязи. Череда достижений человеческого ге-
ния в XX столетии вплотную подвела человечество к рождению нового Информацион-
ного общества, которое, будем надеяться, в XXI веке посредством техники электросвязи
объединит всех живущих на Земле людей и ускорит прогресс человеческого общества.
Книга «Круги памяти» дает яркую и весьма поучительную историческую картину
поисков и достижений человеческой мысли. История в этой книге доведена до наших
дней, в ней рассказывается также о проектах систем связи, которые мировое сообщест-
во собирается реализовать в первом десятилетии XXI века. Поэтому, прочтя эту книгу,
читатель сможет заглянуть и в ближайшее будущее.
Технические достижения в области телекоммуникаций позволили к концу XX века
вплотную подойти к созданию глобальных систем, дающих миллиардам людей воз-
можность в любое время поддерживать друг с другом связь независимо от разделяюще-
го их расстояния, мгновенно получать информацию о важнейших политических, науч-
ных и культурных событиях, происходящих в любом уголке земного шара, иметь ин-
тернациональный доступ к базам данных, хранящих интересующие их сведения по раз-
ным жизненным вопросам.
В этой книге впервые в отечественной, да и в мировой литературе по истории радио
достаточно подробно освещены основные этапы развития теории связи и систем радио-
связи и вещания. В изданных до сего времени книгах освещались в основном вопросы,
связанные с развитием антенной, приемной и передающей техники, с научными иссле-
дованиями механизмов распространения радиоволн и т. п.
Книга «Круги памяти» представляет несомненный интерес для широкого круга
специалистов в области телекоммуникаций, которые относятся к своей профессии не
как к ремеслу, дающему твердый заработок, а как к своему любимому искусству, в ко-
торое они вкладывают душу. Это книга интересна всем тем, кто, изобретая и создавая
новые устройства и системы связи, выдвигая новые теоретические идеи, испытывает
наслаждение от самого процесса созидания, тем, кто ценит человеческий интеллект,
радуется успехам своих коллег и ощущает себя частью «коллективного разума», гран-
диозные достижения которого в XX столетии не могут не вызывать восхищения.
В.А. Шамшин,
лауреат Ленинской премии
8 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

PREFACE
Since the middle of XIX century the progress of telecommunication has had an influence on
the human civilization. This progress became possible due to the selfless creative work of
many thousand experts from the different countries, which are speaking on different lan-
guages. The most intensive progress of telecommunication and, in particular, radio communi-
cation and broadcasting took place in XX century. This progress was substantially predeter-
mined by the inventions of A.S. Popov in Russia and G. Marconi in Italy. The appearance of
microelectronics in the middle of XX century has played a significant role in this revolution-
ary progress of telecommunication. Microelectronics has allowed to establish mass produc-
tion communication equipment and provide access on a wide scale basis to the telecommuni-
cation services for hundreds of millions people. Achievements of the human genius in XX
century has moved Mankind closely to the birth of a new Information society, which will
unite people all over the Word by means of telecommunication techniques in XXI century and
accelerate the progress of human society.
The reviewed book «Circles of memory», written by one of the known domestic experts
in the field of radio communication and broadcasting announcement, gives a bright and rather
instructive historical picture of searches and achievements of a human idea. The history in this
book is traced until nowadays and also describes the project of communication's systems,
which word world community is going to realize in the first decade of the XXI century. Thus,
after reading this book a reader will be able to look in the nearest future.
By the end of the XX century technical achievements in the field of telecommunication
have allowed to approach closely to the creation of a global systems, which give to billions of
people an opportunity to support the connection with each other regardless of distance; mo-
mentary to receive the information on major political, scientific and cultural events; to have
international access to databases, which store interesting information on different vital ques-
tions.
This book illustrate the basic milestone on the development of the communication theory
and the radio communication and broadcasting systems. Such illustration has been made for
the first time in domestic, as well as in the word literature of the radio history. The books is-
sued previously covered, in general, only those questions, which were connected with the de-
velopment of aerial, reception and transmitting techniques, with scientific researches of
mechanisms of radiowave propagation and etc.
Doubtless the book «Circles of memory» will have an interest for a wide range of the ex-
perts in the field of telecommunications, who regard telecommunications not as to craft,
which give them firm earnings, but as the favorite art, in which they put souls. This book is
interesting to all people who, creating new devices and the systems of communication and
putting forward new theoretical ideas, feel pleasure from the process of creation, who appre-
ciate human intelligence and who are pleased with successes of the colleagues and feel them-
selves as a part «Joint Intellect)), whose grandiose achievements in XX century cannot excite
the admiration.
Laureate of Lenin's avard
V.A. Shamshin
ПРЕДИСЛОВИЕ 9

От автора
Посвящается светлой памяти
Быковского Арона Викторовича - моего отца,
замечательного человека и журналиста
Известно, что электросвязь, и в частности радиосвязь и вещание, является одним из
важнейших факторов развития экономики и человеческой культуры. Благодаря творче-
ским усилиям тысяч специалистов во всем мире эта область техники в XX столетии
оказала мощное влияние на развитие нашей цивилизации. Прогресс теории и техники
радиосвязи и вещания, который произошел за истекшие сто лет, включая последние де-
сятилетия XX века, когда началось создание глобальных систем радиосвязи общего
пользования, поразителен. Вместе с тем в отечественной литературе он отражен совер-
шенно недостаточно. В последние годы книги по истории электросвязи в России, к со-
жалению, практически не издавались. В изданной же до сего времени литературе по
истории радио освещались в основном вопросы, связанные с развитием антенной, при-
емной и передающей техники, с научными исследованиями механизмов распростране-
ния радиоволн.
Предлагаемая вниманию читателя книга «Круги памяти (Очерки развития радио-
связи и вещания в XX столетии)» посвящена историческим аспектам развития теории
связи, систем наземного и спутникового вещания и радиосвязи (как подвижной, так и
фиксированной), методов передачи сигналов по радиоканалам с использованием раз-
ных видов модуляции и кодирования. Эти вопросы в исторической литературе освеще-
ны весьма слабо.
История развития радиосвязи и вещания является лишь составной частью истории
развития телекоммуникаций - области, включающей в себя такие бурно развивающие-
ся направления, как техника цифровой обработки сигналов, оптические линии связи,
техника коммутации каналов связи и пакетов данных, сети Интернет, IP-телефонии и
т.д. Важной главой этой истории является развитие микроэлектроники технологии,
сделавшей возможной реализацию практически любых сколь угодно сложных алго-
ритмов обработки сигналов, передаваемых по каналам связи. Изложение полной и
весьма впечатляющей истории развития телекоммуникаций - задача будущего.
Учитывая то большое культурное значение, которое имеет освещение истории тех-
ники связи, президиум Российского научно-технического общества радиотехники,
электроники и связи имени А.С. Попова принял решение о возобновлении выпуска в
России серии книг по истории электросвязи и радиотехники.
Данная книга является первой в этой серии. Она родилась в результате размышле-
ний над современными проблемами, связанными со стремительными и все убыстряю-
10 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

щимися радикальными изменениями в области телекоммуникаций. Эти изменения ока-
зывают глубочайшее влияние на развитие нашей цивилизации, открывая путь к созда-
нию нового Информационного общества, в котором каждый человек с помощью
средств телекоммуникаций будет иметь неограниченные возможности как для общения
с другими людьми, так и для доступа к достижениям мировой науки и культуры.
В книге рассказывается о столетней истории творческих поисков и напряженного
созидательного труда ученых и инженеров, благодаря которым произошел огромный
прогресс в развитии различных видов радиосвязи и вещания. В ней я постарался отме-
тить вклад многих ученых и инженеров в этот прогресс. Однако трудно быть уверен-
ным, что в книге отмечены все достижения в данной области. Я буду глубоко призна-
телен всем читателям, которые помогут мне в будущем заполнить имеющиеся в ней
пробелы.
Я благодарен президенту Российского научно-технического общества радиотехни-
ки, электроники и связи им. А.С. Попова, академику РАН Ю.В. Гуляеву, председателю
Исторической комиссии, академику РАН В.В. Мигулину и директору НИИ Радио, чл.-
корреспонденту РАН Ю.Б. Зубареву за их поддержку идеи выпуска серии книг, посвя-
щенных истории развития телекоммуникаций.
Я признателен своему брату В.А. Быховскому и своим друзьям и коллегам Ю.А. Гро-
макову, В.П. Дмитриеву, М.Н. Дьячковой, И.В. Кокошкину, В.Ю. Кудряшову, В.Е. Му-
равьеву, Ю.К. Трофимову, Н.И. Харитонову и Д.Л. Шарле, которые прочли рукопись
книги и сделали много полезных предложений, способствовавших ее улучшению.
Особую признательность за поддержку издания данной книги, а также некоторых
других готовящихся книг исторической серии я выражаю руководителям следующих
компаний: «МТУ-ИНФОРМ» исполнительный директор А.Н. Громов, «Телекомин-
вест» - генеральный директор А.Н. Няго, «Северо-Западный GSM» - генеральный ди-
ректор И.Ю.Никодимов, СОНЕРА - академики Международной академии связи Карл
Геуст и Н.А. Микулич, «СВИТ» - генеральный директор Г.М. Холодилин, «ОКТОД» -
генеральный директор Г.А. Клигер, «Институт сотовой связи» - директор А.В. Кудин.
М.А. Быковский
ОТ АВТОРА 11

Глава 1.
Основные достижения XX века
в области радиосвязи и вещания
(Этапы и хронология истории развития)
...Алиса рассмеялась.
- Это не поможет! - сказала она. - Нельзя пове-
рить в невозможное!
- Просто у тебя мало опыта, - заметила Королева.
- В твоем возрасте я уделяла этому полчаса каж-
дый день! В иные дни я успевала поверить в десяток
невозможностей до завтрака!
Льюис Кэрролл,
«Алиса в стране чудес»
1. Введение
В XX столетии произошел поразительный прогресс в области радиосвязи и вещания. В
начале и даже в середине этого века в возможность такого прогресса невозможно было
поверить, так как он выглядел бы фантастикой и его не смог бы предсказать никто даже
из самых проницательных ученых.
Действительно, в интересных воспоминаниях знаменитого американского инженера
Х.С. Блэка, изобретателя усилителей с обратной связью и разработчика многоканаль-
ных систем связи, упоминается, что в 40-х годах специалисты лаборатории Белла ему
«советовали не тратить время на разработку девятиканальных систем, поскольку мак-
симум того, что когда-либо потребуют эксплуатационники, - это три канала». Время не
оправдало прогнозов практиков, и сегодня созданы системы для передачи десятков и
сотен тысяч высокоскоростных каналов.
В 1945 году, когда только начиналось освоение диапазона частот до 10 ГГц, акаде-
мик Б.А. Введенский писал: «Емкость диапазона УКВ огромна. Действительно, если во
всем диапазоне длинных, средних и коротких волн могут быть размещены 3000 теле-
фонных каналов, то в диапазоне УКВ от 10 м до 3 см можно разместить 1 000 000 теле-
фонных и 1500 телевизионных каналов!.. Появляется возможность организации в диа-
12 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

пазоне УКВ практически неограниченного количества каналов связи». Академик
Б.А. Введенский в 1945 году не мог предположить, что открывающиеся возможности
развития радиосистем всего через полвека окажутся почти полностью исчерпанными.
Сегодня диапазон частот ниже 10 ГГц весьма сильно перегружен действующими ра-
диосистемами, и сейчас активно осваивается диапазон частот до 60 ГГц.
В начале века только в некоторых крупных городах существовал телеграф, и по-
этому возможности установления связи между корреспондентами были весьма ограни-
чены. Сегодня уже сотни миллионов людей на Земле имеют возможность пользоваться
сотовой связью, передавая речь и данные; за последнее десятилетие появились сотни
миллионов пользователей сети Интернет, и их число продолжает очень быстро увели-
чиваться; миллиарды людей пользуются услугами сетей звукового и телевизионного
вещания.
Однако поражают не только результаты этого прогресса, но и тот колоссальный
объем творческой и созидательной работы, который за прошедшие сто лет был выпол-
нен десятками и, возможно, сотнями тысяч ученых и инженеров разных стран мира. То,
что создано ими за прошедшее столетие, стало возможно только в результате совмест-
ных согласованных усилий. История развития человеческой культуры, частью которой
является история техники, ясно показывает, что у живущих на Земле людей есть общая
цель и смотрят они в будущее в одном направлении.
Лев Николаевич Толстой понимал под «религиозным чувством... ясное представле-
ние того, что должно быть» и что «это представление служит руководством в жизни»
конкретного человека. Среди ученых и инженеров - создателей современной техники и
теории связи можно назвать сотни имен, которые, несомненно, обладали таким чувст-
вом, так как избрали смыслом своей жизни труд, в рамках своей профессии, результат
которого должен дать вклад в бесконечное развитие человеческого общества в целом.
Их творческая энергия, их озарения, их духовный подвиг бессмертны, так как они не
только обусловили прогресс науки и техники в XX столетии, но и открыли возмож-
ность бесконечного ряда последующих экспериментов и научных открытий.
Библия рассказывает, что всего один век после потопа люди жили, когда «вся земля
была - язык един и слова одни». Через сто один год после потопа люди впали в грех са-
мовозвеличивания и стали возводить до самых небес Вавилонскую башню, затеяв дея-
тельность ради деятельности. В наказание Всевышний разделил человечество на народы
и языки. Тысячелетия, прошедшие после потопа, человечество шло через вражду, непо-
нимание и жестокие войны к постижению той простой истины, что у людей нет причин
для ненависти друг к другу, что все они - команда одного корабля: планеты Земля, несу-
щейся в космическом пространстве. И хочется верить, что XXI век станет веком объеди-
нения всех живущих на Земле людей. Предпосылки для такого объединения созданы
многовековыми достижениями всей человеческой культуры, и в частности, изобретения-
ми и открытиями в области электросвязи, сделанными в XX столетии.
Прогнозы показывают, что в начале XXI века значительная часть жителей Земли
получит возможность, используя современную технику связи, мгновенно связываться
друг с другом, получать, используя всемирную сеть Интернет, интересующую инфор-
мацию из многочисленных банков данных, формируемых в разных странах, решать
возникающие деловые проблемы, создавать локальные компьютерные и производст-
венные сети связи. Вновь возникнет утраченная тысячи лет тому назад глобальная воз-
ГЛАВА ПЕРВАЯ 13

можность общения всех живущих на Земле людей. В XXI веке возникнет Глобальное
Информационное Общество, которое будет создаваться при активной государственной
поддержке всех стран в кооперации с такими международными организациями, как
Международный союз электросвязи, Международная организация стандартизации и
Всемирная торговая организация. В Информационном Обществе будут приняты во
внимание интересы и потребности всего человеческого сообщества.
Подобно тому, как в результате открытия в XVI веке книгопечатания произошло
широкое распространение новых гуманистических идей и научных знаний, вызвавших
глубочайшие изменения в жизни нашей цивилизации, создание Глобального Информа-
ционного Общества окажет огромное стимулирующее влияние на развитие экономики,
культуры, социальных и политических институтов во всех странах нашей планеты.
Рассмотрим основные этапы впечатляющей истории развития техники радиосвязи и
вещания, теории связи за прошедшие сто лет, а также перспективы развития этих об-
ластей в первом десятилетии XXI века.
2. Расширение используемого диапазона частот
Развитие радиосвязи и вещания неразрывно связано с решением сложнейших техниче-
ских вопросов использования частотного спектра. Поэтому историю этого развития це-
лесообразно начать с изложения истории освоения диапазонов частот и расширения
областей применения радиосвязи в различных сферах человеческой деятельности.
Сегодня имеются следующие основные области применения радиосистем:
- служба радиовещания (звукового (ЗВ) и телевизионного (ТВ) наземного и спут-
никового. Услугами этой службы сегодня пользуются более миллиарда людей, и
для нее выделены значительные участки спектра в разных диапазонах частот;
- фиксированная служба, к которой относятся как радиосистемы фиксированной
связи, обеспечивающие передачу многоканальных сообщений между двумя фик-
сированными пунктами на земной поверхности средствами наземной и спутнико-
вой связи, так и системы абонентского радиодоступа, позволяющие подключать
отдельных абонентов к сети связи общего пользования;
- системы наземной и спутниковой подвижной связи, которые за последние два-
дцать лет приобрели огромное значение. Сегодня количество абонентов сотовых
систем связи во всем мире приближается к 650 миллионам, и ожидается, что в
первом десятилетии XXI века оно превысит один миллиард;
- системы радионавигации и радиолокации, обеспечивающие управление движени-
ем воздушного, морского и сухопутного транспортов и их безопасность, а также
всемирная спутниковая служба точного времени и частоты, играющие значитель-
ную роль в современной технике. Возрастающее значение последней обусловлено
тем, что общей тенденцией развития систем связи является объединение отдель-
ных цифровых систем связи в общую, глобальную цифровую сеть обмена сооб-
щениями. Сигналы единого времени для всех станций позволяют избежать потерь
в пропускной способности такой сети при асинхронном сопряжении цифровых
потоков информации;
14 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

- весьма важно применение радио для различных научных и прикладных исследо-
ваний: поверхности Земли, космического пространства, в области радиоастроно-
мии и т. п.
В XX веке колоссально возросло количество действующих радиостанций. Приве-
дем некоторые цифры, характеризующие рост количества действующих вещательных
радиостанций: к 1927 году в мире (США и Европа) действовало более 500 вещательных
станций, к 1947 году в диапазоне частот ниже 20 МГц в Международном регистре час-
тот было зарегистрировано уже 45 ООО радиостанций гражданского назначения, а к
1984 году в полосе 87.5 108 МГц в диапазоне очень высоких частот (ОВЧ) работали
53 ООО станций с частотной модуляцией (ЧМ).
Интенсивность использования радиочастотного спектра (РЧС) постоянно возраста-
ла и сопровождалась перегрузкой частотного спектра и необходимостью решения чрез-
вычайно острых проблем устранения взаимных помех между работающими радиостан-
циями. Это требовало на всем протяжении истории развития радиосвязи и вещания
разработки процедур проведения международной координации наземных и спутнико-
вых систем связи, принятия международно-признанных стандартов на параметры ра-
диооборудования, методов радиоконтроля за работой действующих радиосистем, мето-
дов частотного планирования сетей радиосвязи и вещания, а также расширения исполь-
зуемого спектра частот.
Первый Регламент радиосвязи (РР) был принят в Международном союзе электро-
связи (МСЭ) в 1903 году. Он содержал правила ведения связи и Таблицу распределения
полос частот (ТРЧ) для существовавшей в то время всего одной морской подвижной
службы. Этот РР уточнялся в 1906, 1912 и 1920 годах. В 1927 году был принят новый
РР, который ввел новые радиослужбы: вещания, воздушную подвижную (ВПС) и фик-
сированную (ФС) - к этой службе относились радиосистемы, обеспечивающие переда-
чу сообщений между двумя фиксированными пунктами на земной поверхности. В ТРЧ
была значительно расширена используемая полоса частот (с 10 до 60 000 кГц).
Участники Международной радиоконференции в Берлине, состоявшейся в 1903 году
В составе российской делегации в этой конференции участвовал А.С. Попов
ГЛАВА ПЕРВАЯ
15

Первые двадцать лет развития радио ученые и инженеры полагали, что радиоволны
с частотой выше 200 кГц практически не пригодны для радиосвязи, и до 1922 года их
было разрешено использовать для любительской связи. Однако после того, как радио-
любители установили, что с помощью маломощных радиостанций, работающих в диа-
пазоне высоких частот (ВЧ), можно поддерживать связь на тысячи километров, нача-
лись интенсивные исследования возможностей использования высокочастотных диапа-
зонов для создания радиосистем разного назначения. В результате выполненных иссле-
дований, в которых приняли участие десятки тысяч ученых и инженеров многих стран
мира, совершенствовалась передающая, приемная и антенная техника, расширялись
знания в области распространения радиоволн.
С начала 20-х годов одной из основных областей применения радио становится ве-
щание. Почти на всех Всемирных радиоконференциях (ВРК), проводимых МСЭ, рас-
сматривались вопросы расширения полос частот для службы вещания, частотного пла-
нирования сетей вещания и стандартизации их параметров. В 1925 году был организо-
ван Европейский союз вещания (EBU). Эта организация и в настоящее время играет
значительную роль в развитии современных систем вещания. К середине 30-х годов
была установлена возможность вещания с помощью широкополосной частотной моду-
ляции. В эти же годы радиосвязь начала широко применяться в авиации. В 1938 году
для развития служб вещания, ВПС, ФС и любительской службы ТРЧ была расширена
до 200 МГц.
В течение предвоенных и военных лет (до 1945 г.) существенное развитие получила
техника сверхвысоких частот (СВЧ) и были освоены диапазоны частот до 10 ГГц и да-
же до 30 ГГц.
Во время войны работы в области международного регулирования использования
радиочастотного спектра были приостановлены. Однако сразу после окончания Второй
мировой войны, в 1947 году, на ВРК была принята новая ТРЧ, регламентирующая ис-
пользование полос частот различными службами вплоть до 10,5 ГГц.
Новый этап развития радиосистем начался в 1957 году после запуска в СССР пер-
вого искусственного спутника Земли. Появляются спутниковые службы: вещания
(ССВ), фиксированная (ФСС), космических исследований (КИ) и т. п. На ВКР в 1959
году выделяются полосы частот для развития спутниковых служб, и ТРЧ расширяется
до 40 ГГц. Совершенствование и весьма высокие темпы развития радиотехники, радио-
связи и вещания, расширение областей их применения постоянно требуют увеличения
используемой полосы частот, и на ВРК в 1971 и 1979 годах принимаются решения о
расширении ТРЧ вначале до 275 ГГц, а затем до 400 ГГц.
В последние десятилетия XX века появляется значительное количество новых ра-
диотехнологий, которые обеспечат беспрецедентно высокий уровень развития радио-
связи и вещания в XXI веке. На ВРК регулярно ведется работа по выделению для этих
технологий полос частот, и в связи с этим международным сообществом принимаются
решения о перераспределении в пользу новых технологий имеющегося частотного ре-
сурса, в котором сегодня работают морально устаревшие системы.
Только в течение последнего десятилетия XX века были выделены полосы частот
для развития следующих радиотехнологий:
- телевидения высокой четкости (ТВЧ),
- цифрового звукового и телевизионного вещания,
16 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

- систем наземной и спутниковой подвижной связи 3-го поколения в диапазоне
2 ГГц,
- воздушной подвижной системы связи общего пользования,
- глобальных спутниковых систем связи «Teledesic», «Sky Bridge» и др.
- систем фиксированной связи высокой плотности и др.
Об исторических этапах создания всех этих технологий будет кратко рассказано в
этой книге.
Развитие радиосистем и расширение областей их применения происходит так быст-
ро, что диапазоны частот ниже 20 ГГц в развитых странах сегодня оказались перегру-
женными действующими системами. В настоящее время создаются и внедряются сис-
темы радиосвязи, работающие в диапазоне частот вплоть до 60 ГГц. Высокочастотные
диапазоны предполагается использовать для создания глобальных спутниковых систем
фиксированной связи, а также для так называемых систем наземной фиксированной
связи высокой плотности, в которых за счет высокой направленности приемных и пе-
редающих антенн на ограниченной территории в общей полосе частот может разверты-
ваться большое количество линий фиксированной связи.
Радиоволны распространяются, не зная границ между странами, и поэтому эффек-
тивное использование РЧС - этого важнейшего природного ресурса - возможно только
при проведении всеми странами мира согласованной технической политики. Поэтому
характерной чертой XX столетия является постоянное расширение и укрепление меж-
дународного сотрудничества в решении всех важнейших вопросов развития радиосвязи
и вещания как на мировом, так и на региональном уровнях. Это сотрудничество в об-
ласти радио, начавшееся в МСЭ в 1903 году, а позже и в других международных орга-
низациях, постоянно расширяется. Сегодня все страны мира определяют свою нацио-
нальную техническую политику развития связи с учетом интересов всего мирового со-
общества. Мир идет к созданию единых для всех стран стандартов на системы связи и
вещания различных назначений, по которым любая фирма может начать производство
соответствующего оборудования. Это позволяет организовать его массовое производ-
ство, сделав его стоимость и стоимость услуг связи весьма низкой и доступной для ши-
роких слоев населения.
Для объединения интеллектуальных и технических ресурсов разных стран, помимо
МСЭ, в Азии, Америке и Европе создан ряд международных технических организаций,
занимающихся вопросами стандартизации радиосистем различного назначения. Весьма
важную роль в разработке стандартов на системы радиосвязи и вещания играет Евро-
пейский институт телекоммуникационных стандартов (ETSI), основанный в 1988 году.
В ETSI разработан ряд стандартов на цифровые системы подвижной и фиксированной
связи и вещания, по которым крупнейшими фирмами выпускается оборудование, нахо-
дящее широчайшее применение во многих странах мира.
ГЛАВА ПЕРВАЯ 17

Хронология
► 1903 год в Берлине состоялась подготовительная Международная радио-
конференция, в которой участвовало девять стран; была принята Радиокон-
венция, подобная подписанной в 1875 году в Санкт-Петербурге Конвенции
Международного телеграфного союза (основанного в 1865 г ), также был
принят первый Регламент радиосвязи. В этой конференции в составе россий-
ской делегации участвовал один из признанных основоположников радио-
связи А.С. Попов.
► 1906 год состоялась Первая Всемирная радиоконференция, на которой
частотные каналы 1000 и 500 кГц в диапазоне низких частот (НЧ) были вы-
делены для морской подвижной службы общего пользования, для связи с
береговыми станциями (188 кГц) и для военных станций (188 и 500 кГц).
Кроме того, определен сигнал бедствия (SOS) В конференции участвовало
30 стран.
► 1912 и 1920 годы в Лондоне и Вашингтоне состоялись ВРК, на которых
был пересмотрен первый РР и велась подготовка к ВРК 1927 года.
► 1927 год - состоялась ВРК, на которой был пересмотрен РР, учрежден Меж-
дународный консультативный комитет по радио (МККР) и составлена Табли-
ца распределения частот от 10 до 60 000 кГц между службами вещания, воз-
душной подвижной и фиксированной. На ВРК установлены ограничения на
параметры излучения передающих устройств, введены ограничения на ис-
пользование искровых передатчиков.
► 1932 год - в Мадриде состоялась ВРК, на ней рассматривалась весьма акту-
альная проблема - защита радиосистем от радиопомех. Для развития веща-
ния были выделены дополнительные полосы частот в диапазоне средних час-
тот (СЧ), для европейского региона составлен частотный план для НЧ и СЧ
диапазонов, разработаны Рекомендации МСЭ по стабильности частоты и
ширине полосы частот передатчиков; установлены правила регистрации
частот в Международном радиобюро в Берне (решения данной ВРК
игнорировались рядом стран)
► 1933 год - в городе Люцерна (Швейцария) состоялась Европейская радиовеща-
тельная конференция, на которой был составлен региональный план для службы
вещания (в ее работе приняли участие 35 стран, разработанный план не был
принят 19 странами, зарезервировавшими свою позицию).
► 1937 год - в Гаване состоялась Американская радиовещательная конферен-
ция, на которой был составлен региональный план для службы вещания (в
ее работе участвовали 16 стран).
► 1938 год - в Каире состоялась Первая Всемирная административная радио-
конференция; на ней ТРЧ была расширена до 200 МГц; выделена полоса час-
тот шириной 500 кГц для вещания на высоких частотах, а также полосы 40.5
200 МГц для радиовещательной (звуковое и телевизионное вещание) и 7.2
7.3 МГц для радиолюбительской служб, пересмотрены Рекомендации на
стабильность частоты и необходимую полосу излучения передатчиков.
18 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

► 1946 год - в Москве состоялась подготовительная Конференция к ВРК, в ра-
боте которой участвовали страны-победители во Второй мировой войне
СССР, США, Великобритания, Франция и Китай.
► 1947 год в городе Атлантик-Сити (США) состоялась ВРК, на которой ТРЧ
была расширена до 10.5 ГГц, на этой же конференции были выделены поло-
сы частот для ОВЧ-ЧМ вещания; дополнительно расширены полосы частот
для службы ВЧ вещания и ВПС; рассмотрены проблемы частотного планиро-
вания для ВЧ вещания; выделена полоса частот (10-2850 кГц) для междуна-
родной радионавигационной системы Лоран.
► 1951 год - в Женеве состоялась ВРК по подготовке плана ВЧ вещания в тро-
пических районах.
► 1959 год - в городе Атлантик-Сити (США) состоялась ВРК, на которой пере-
смотрен РР и ТРЧ расширена с 10.5 ГГц до 40 ГГц, выделены полосы частот
для новых спутниковых служб.
► 1960 год в Женеве состоялась специальная Европейская конференция, на
которой были рассмотрены вопросы выделения полос частот для следующих
служб: подвижной, фиксированной и вещания;
► 1961 год в Стокгольме состоялась конференция, на которой разработан
европейский частотный план для ОВЧ-ЧМ вещания.
► 1971 год в городе Киото (Япония) состоялась ВКР, на которой ТРЧ была
расширена с 40 до 275 ГГц.
► 1976 год в Женеве состоялась региональная конференция по планирова-
нию НЧ и СЧ вещания в Европе.
► 1977 год в Женеве состоялась ВРК, на которой был пересмотрен РР и со-
ставлен План для спутникового вещания в 1-м регионе в диапазоне частот
11.7-12.5 ГГц.
► 1979 год в Женеве состоялась ВРК, на которой был пересмотрен РР и до
400 ГГц расширена ТРЧ.
► 1982 год состоялась региональная конференция, на которой были подго-
товлены технические основы планирования сетей ОВЧ-ЧМ вещания в 1-м ре-
гионе.
► 1984 год - состоялась ВРК, на которой были разработаны основы частотного
планирования сетей ВЧ вещания.
► 1985 год - в Женеве состоялась региональная конференция, на которой пе-
ресмотрен частотный план развития ОВЧ-ЧМ вещания в Европе.
► 1986 год - в Женеве разработаны технические основы планирования НЧ ве-
щания в диапазоне 1605-1705 МГц.
► 1986 год - в городе Найроби (Кения) состоялась ВРК, на которой были раз-
работаны технические критерии планирования сетей ТВ вещания.
► 1992 год - в городе Малага-Торемолис (Испания) на ВРК частично пересмот-
рена ТРЧ; выделены полосы частот- для телевидения высокой четкости (ТВЧ),
для цифрового звукового вещания, для системы наземной и спутниковой под-
вижной связи третьего поколения в диапазоне 2 ГГц, для воздушной подвиж-
ГЛАВА ПЕРВАЯ 19

ной службы общего пользования; выделены дополнительные полосы частот
для ВЧ вещания и др.
► 1997 год в Женеве на ВРК выделены полосы частот 18.8-19.3 ГГц (линия
вниз) и 28.6-29.1 ГГц (линия вверх) для развития в XXI веке глобальной
цифровой спутниковой системы «Teledesic», которая сделает общедоступной
организацию связи с возможностью передачи сигналов телефонии, данных,
изображений и подключение к всемирной сети Интернет в любом месте ми-
ра.
► 1997 год в Женеве состоялась ВРК, на которой были выделены полосы
частот 47.2-47.5 и 47.9-48.2 ГГц для стратосферных систем фиксированной
связи высокой плотности; на этой ВРК было решено выделить для фиксиро-
ванных служб высокой плотности ряд полос частот выше 30 ГГц.
► 2000 год в Стамбуле состоялась ВРК, на которой решались вопросы рас-
ширения полос частот для систем подвижной связи третьего поколения, а
также распределения частотных каналов для непосредственного спутникого
вещания в диапазоне 12 ГГц между разными странами.
3. Теория связи
Перед чем останавливаешься и замираешь в свя-
щенном трепете и безмолвном уважении - это пе-
ред миром мысли. Ибо мир мысли единственная
реальность в том водовороте привидений и призра-
ков, который зовется реальным миром.
Иво Андрич
Электросвязь относится к сфере высоких технологий и ее развитие в значительной сте-
пени обусловлено достижениями в области теории связи. Конечно, многие важные изо-
бретения и системы были предложены и созданы инженерами, исходя из соображений
интуитивного характера еще до появления строгой теории. Весьма часто многие из вы-
двинутых идей, которые сегодня воспринимаются специалистами как азбучные истины,
опережали время и оказывались востребованными только спустя десятилетия после
своего рождения. Фундаментальные положения современной теории связи формирова-
лись постепенно в результате жарких и продолжительных дискуссий между учеными.
Однако в итоге полученные в этой теории результаты в значительной степени определи-
ли колоссальный прогресс в области электросвязи, достигнутый в XX столетии.
Можно выделить несколько разделов теории связи, оказавших существенное влия-
ние на создание систем радиосвязи и вещания в XX столетии: теория сигналов (теория
модуляции), к которой относятся спектральный анализ, теория аналитического сигнала
и теорема отсчетов; статистическая радиотехника; теория потенциальной помехоустой-
чивости и теория информации. Эти разделы определяют фундаментальные законы пе-
редачи и приема аналоговых и цифровых сигналов в различных каналах связи и дают
адекватный математический язык для описания этих законов.
20 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

3.1. Теория сигналов
Первые теоретические исследования в области связи сформировали важнейшие и об-
щепринятые сегодня понятия, касающиеся спектров сигналов. Впервые существование
боковых полос частот в спектре амплитудно-модулированных (AM) колебаний устано-
вил в 1916 году русский ученый, а впоследствие советский академик М.В. Шулейкин.
Концепция спектра колебаний, излучаемых в эфир, в течение почти пятнадцати лет
вызывала ожесточенные дискуссии между учеными. Противником ее использования
был, в частности, такой крупный специалист в области радиосвязи, как изобретатель
вакуумного диода Дж.А. Флеминг. Значительный вклад в утверждение этой концепции
сделал известный американский ученый Дж.Р Карсон, впервые определивший и иссле-
довавший спектр ЧМ сигналов. Советские ученые академик Л.И. Мандельштам и член-
корреспондент АН СССР СМ. Рытов дали четкую и физически ясную трактовку ос-
новных понятий спектрального анализа и способствовали их внедрению в обиходный
инженерный язык.
Значительное количество теоретических работ было выполнено для нахождения
спектра частотно-модулированных (ЧМ) колебаний. Это связано с тем, что начиная с
30-х годов и почти до самого конца XX века на базе ЧМ создавались системы вещания
и огромное количество систем радиосвязи самого разного назначения. Важные иссле-
дования в данном направлении были выполнены Дж.Р Карсоном и Е.И. Манаевым, ус-
тановившими формулы для ширины полосы частот, занимаемой ЧМ сигналом, СВ. Бо-
родичем и Р.Г Медхерстом, определившими спектр ЧМ сигнала для случая, когда по
радиорелейной или спутниковой линии связи передается сигнал многоканальной теле-
фонии. При этом модулирующий сигнал представляет собой случайный гауссовский
процесс с ограниченным спектром.
Ученые многих стран провели многочисленные исследования, направленные на оп-
ределение спектров сигналов, модулированных по амплитуде, фазе и частоте цифро-
выми сигналами, а также спектров сигналов, применяемых в системах связи с импульс-
ными видами модуляции (фазово-импульсной, широтно-импульсной и т. д.).
Поскольку в электросвязи используются сигналы с ограниченным спектром, для их
адекватного математического представления во временной области было введено важ-
ное понятие аналитического сигнала (АС), основанного на использовании преобразова-
ния Гильберта. Широкое использование АС в теории связи началось с 1962 года, после
работ американского ученого Е. Бедросяна. Однако впервые АС был введен в теорию
модуляции в 1951 году советским ученым И.С. Тетельбаумом, предложившим опти-
мальную амплитудно-фазовую модуляцию, о которой будет подробнее сказано в сле-
дующем разделе.
На основе АС американским ученым Г.Б. Велкером была построена оригинальная
теория модуляции, в рамках которой, помимо традиционных, дано описание таких ви-
дов модуляции, как однополосная ЧМ и асимметричная амплитудная модуляция, назы-
ваемая также совместимой AM с одной боковой полосой частот (совместимая ОБП), и
ряда других. Особенностью сигналов совместимой ОБП является то, что они, с одной
стороны, имеют в два раза более узкий спектр по сравнению с обычной AM, а с другой -
их можно принять на обычный приемник AM вещания с амплитудным детектором.
ГЛАВА ПЕРВАЯ 21

Советским ученым Д.Е. Вакманом было дано определение амплитуды, фазы и час-
тоты АС и было показано, как можно создать соответствующие устройства, выделяю-
щие эти составляющие из широкополосного низкочастотного сигнала. Такие устройст-
ва находят применение в измерительной технике. Советские ученые Л.М. Финк и
В.И. Коржик обобщили понятие АС на случай, когда передаваемый по каналу сигнал
имеет конечную длительность.
Одним из важнейших результатов теории сигналов является теорема отсчетов, ко-
торая в России носит имя Котельникова, а в США - Найквиста - Шеннона. Эта теорема
определяет, что любая функция, имеющая спектр, ограниченный частотой FB, одно-
значно определяется мгновенными значениями, взятыми через интервалы времени,
кратные 1/2FB. Данная теорема, установленная в 1932 году, лежит в основе многих
идей, на основе которых начиная с 40-х годов XX века стали создаваться импульсные и
цифровые системы связи.
Теореме отсчетов посвящены сотни работ, в которых были сделаны ее обобщения
на следующие случаи:
- для многомерных функций (случай, характерный, например, для телевизионных
сигналов);
- для функций, отсчеты которых берутся в произвольные моменты времени;
- для функций, у которых берутся отсчеты как самой функции, так и ее производ-
ной;
- для стохастических функций и т. п.
Значительный вклад в обобщение теоремы отсчетов внесли советские и американ-
ские ученые (СССР Д.В. Агеев, Н.К. Игнатьев, А.А. Харкевич, Я.Г Хургин и
В.П. Яковлев; США А. Популис, Д.А. Линден и Н.М. Абрамсон, Д. Миддлтон,
А.В. Балакришнан и др.).
В середине XX века широкое распространение получили многоканальные системы,
в которых в качестве переносчиков сообщений, передаваемых в отдельных каналах,
используются ортогональные гармонические колебания или отдельные интервалы вре-
мени (системы с частотным или временным уплотнением). В 1935 году советский уче-
ный Д.В. Агеев заложил основы общей теории линейной селекции сигналов. Профес-
сор Д.В. Агеев исследовал возможности применения в качестве переносчиков других, в
том числе и неортогональных, функций. Его работа предвосхитила некоторые более
поздние идеи применения широкополосных сигналов в многоканальных системах свя-
зи, выдвинутые в 50-х годах и продвинутые до практического внедрения.
3.2. Статистическая радиотехника
Современная теория связи базируется на математическом аппарате теории вероятно-
стей и случайных процессов. Специфика задач радиотехники привела к разработке ста-
тистической радиотехники методов решения специфических вероятностных задач,
связанных с обработкой сигналов в устройствах связи.
Развитие в годы Второй мировой войны радиолокации и необходимость в макси-
мальной степени повысить чувствительность локационных приемников, работающих в
условиях действия случайных шумов, стимулировали теоретические исследования, свя-
занные с обработкой случайных сигналов в приемных устройствах, содержащих как
22 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

линейные фильтры, так и нелинейные элементы, такие как детекторы, частотные дис-
криминаторы, ограничители и т. д. Первое фундаментальное исследование, которое по-
ложило начало широкому применению статистических методов к разнообразным про-
блемам обработки сигналов в присутствии случайных шумов, было опубликовано в 1944
году одним из крупнейших и разностороннейших американских ученых СО. Райсом.
Статистическая радиотехника интенсивно развивалась многими учеными. Основ-
ные ее результаты были получены в течение двадцати лет после публикации работы
Раиса. Пользуясь разработанным математическим аппаратом, современный инженер
может исследовать самые сложные алгоритмы обработки как аналоговых, так и цифро-
вых сигналов и расчетным путем определить качество приема. Это дает мощное сред-
ство для проектирования современных систем.
Значительный вклад в развитие статистической радиотехники внесли советские и
американские ученые (СССР - В.И. Бунимович, Р.Л. Стратонович, Б.Р Левин, B.C. Пу-
гачев, В.И. Тихонов; США - Д. Миддлтон, Дж.Ф. Баррет, А.Дж. Зигерт и др.).
Апофеозом исследований в области теории связи, выполненных до 40-х годов, ста-
ли созданные в середине 40-х годов теория потенциальной помехоустойчивости Ко-
тельникова и теория информации Шеннона.
3.3. Теория потенциальной помехоустойчивости
Многочисленные исследования различных методов передачи и приема сигналов начали
проводиться с середины 30-х годов. Членом-корреспондентом Академии наук СССР
В.И. Сифоровым выполнены фундаментальные исследования разных методов передачи
цифровых сигналов с амплитудной, фазовой и частотной манипуляцией; американски-
ми и советскими учеными исследована помехоустойчивость систем приема ЧМ сигна-
лов; В.И. Сифоровым определена помехоустойчивость оптимального приема импульс-
ных сигналов.
Весьма значительное влияние на развитие теории связи оказали работы выдающих-
ся математиков XX века А.Н. Колмогорова и Норберта Винера, которые разработали
теорию экстраполяции, интерполяции и сглаживания случайных процессов. Результаты
этой теории сегодня составляют основу оптимальных методов обработки принимаемых
сигналов в системах связи.
В 1947 году знаменитым советским ученым академиком В.А.Котельниковым была
разработана фундаментальная теория потенциальной помехоустойчивости. Эта теория
дала инженерам инструмент для синтеза оптимальных устройств обработки принимае-
мых сигналов на фоне шумов и помех, на ее основе были разработаны методы оценки
качества приема аналоговых и цифровых сигналов в различных каналах связи. С воз-
никновением этой теории появилась возможность создания оптимальных систем связи
на твердом теоретическом основании, а не на неопределенных интуитивных представ-
лениях, как это было до ее создания. Идеи этой теории служили руководством при соз-
дании многих современных систем связи. Ряд таких систем упоминается ниже в соот-
ветствующих разделах.
Независимо в это же время к этим идеям пришли также американские и английские
ученые А.Дж. Зигерт, М. Вудворт, И.Л. Дейвис и Д. Миддлтон, которые внесли ориги-
ГЛАВА ПЕРВАЯ 23

нальный и весьма значительный вклад в развитие этой теории и способствовали ее ши-
рокому распространению среди специалистов.
В ранних работах данная теория применялась для синтеза и анализа систем, рабо-
тающих в канале связи без замираний. Однако в большинстве радиоканалов имеет ме-
сто многолучевое распространение радиоволн, обуславливающее замирания уровня
сигналов в месте приема. В последующие годы развитие теории происходило по сле-
дующим направлениям:
- теория приема дискретных сигналов в каналах с замираниями и многолучево-
стью;
- теория приема сигналов с аналоговой модуляцией, когда в месте приема оценке
подлежит не информационный параметр, а информационный процесс;
- марковская теория оптимального приема сигналов.
Сразу после создания теории потенциальной помехоустойчивости были выполнены
многочисленные исследования вопросов приема цифровых сигналов в каналах с мно-
голучевым характером распространения радиоволн. Была определена помехоустойчи-
вость приема для всех известных методов передачи сигналов по таким каналам, найде-
ны оптимальные методы разнесенного приема сигналов, открыта возможность созда-
ния широкополосных систем связи, в которых замирания сигналов устраняются путем
разделения на приеме отдельных лучей. Все упомянутые достижения теории находили
практическое применение в разработках многих цифровых систем связи, создаваемых
для работы в каналах с многолучевым распространением радиоволн и замираниями
сигналов.
Наиболее значительный вклад в эти исследования в 1954-1975 годах внесли совет-
ские и американские ученые.
В области приема аналоговых сигналов было развито два направления: гауссовская
и марковская теории оптимальной нелинейной фильтрации (демодуляции) сообщений.
В первом из них математической моделью сообщений служили случайные гауссов-
ские процессы с заданным спектром. Первое исследование в данном направлении была
выполнено в 1953 году в США Ф.В. Леганом и Р.Дж. Парксом. В СССР несколько поз-
же подобные исследования опубликовали И.А. Большаков и В.Г Репин. На основе га-
уссовской теории оптимальной демодуляции были синтезированы оптимальные демо-
дуляторы для разных методов модуляции и определена их потенциальная помехо-
устойчивость.
Второе важное направление теории оптимальной демодуляции основывалось на
описании информационных сообщений с помощью марковских случайных процессов.
Это направление было открыто в 1960 году одним из крупнейших советских теорети-
ков в области статистической радиотехники Р.Л. Стратоновичем, учеными США Р.Е.
Калманом и Р Бьюси, рассмотревшими случай оптимальной линейной фильтрации со-
общений, и Г.Дж. Кушнером, исследовавшим проблемы нелинейной фильтрации. В по-
следующие годы оно получило серьезное развитие и применение ко многим практиче-
ским проблемам.
Результаты, полученные на основе теории оптимальной демодуляции, в последую-
щие годы использовались для синтеза различных демодуляторов аналоговых сигналов.
В конце 60-х годов значительный практический интерес представляло создание опти-
мальных демодуляторов ЧМ сигналов с низким порогом, обеспечивающих высокое ка-
I 24 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

чество приема при предельно низком уровне принимаемого сигнала. Такие демодуля-
торы применялись в спутниковых и тропосферных системах связи. В этом направлении
советскими и американскими учеными было выполнено значительное количество тео-
ретических и экспериментальных работ.
3.4. Теория информации
Основоположником теории информации является знаменитый американский ученый
Клод Шеннон. Опубликованная им в 1948 году работа «Математическая теория связи»
содержала огромное число совершенно неожиданных и плодотворных идей, развитием
которых в последующие годы занимались тысячи ученых многих стран. Шеннон ввел
понятие информации, содержащейся в подлежащих передаче по каналу связи сообще-
ниях, обобщив идеи Хартли. Этот американский ученый в 1928 году предложил в каче-
стве меры информации I, содержащейся в М сообщениях, использовать логарифмиче-
скую функцию I=log(M). Обобщение Шеннона состояло в том, что он впервые стал
рассматривать статистическую структуру передаваемых сообщений и действующих в
канале шумов и, кроме того, рассматривал не только конечные, но и непрерывные
множества сообщений. Созданная им теория информации дает ключ к решению двух
основных проблем теории связи: устранение избыточности источника сообщений и ко-
дирование сообщений, передаваемых по каналу связи с шумами.
Решение первой проблемы позволяет устранить избыточность из сообщения, под-
лежащего передаче, и достичь высокой эффективности использования канала связи. В
качестве примера достигаемой эффективности можно отметить, что современные, ши-
роко применяемые на практике методы устранения избыточности из сигнала телевизи-
онного вещания (ТВ) позволяют в полосе одного аналогового ТВ канала в наземной се-
ти вещания передавать до шести цифровых ТВ программ с коммерческим качеством.
Решение второй проблемы позволяет при заданном отношении сигнал/шум в месте
приема, определяющем пропускную способность канала связи, передать по нему сооб-
щения со сколь угодно высокой достоверностью. Для этого необходимо использовать
помехоустойчивые коды, а скорость передачи информации по этому каналу должна
быть меньше его пропускной способности.
В оригинальных работах Шеннона была доказана принципиальная возможность
решения указанных проблем, что явилось в конце 40-х годов откровением для специа-
листов. Эта работа, как и работы в области потенциальной помехоустойчивости, поро-
дила целую лавину исследований, продолжающихся уже более пятидесяти лет. Совет-
ские и американские математики (СССР - А.Н. Колмогоров, А.И. Хинчин, Р.Л. Добру-
шин, М.С. Пинскер; США - А. Фейнштейн, Р Галлагер, Дж. Вольфовиц) дали строгую
трактовку этой теории.
Современные цифровые системы связи создаются с учетом фундаментальных зако-
нов передачи сообщений, установленных Шенноном. В соответствии с положениями
теории информации в этих системах из сообщения, до его передачи по каналу связи,
устраняется избыточность, а затем оно кодируется с использованием помехоустойчи-
вых кодов. На основе этой теории были разработаны алгоритмы, позволившие значи-
тельно сократить избыточность факсимильных, речевых и телевизионных сообщений.
ГЛАВА ПЕРВАЯ 25

Огромное количество исследований, результаты которых упомянуты в приведенных
ниже разделах, было посвящено созданию различных конструкций помехоустойчивых
кодов и разработке достаточно простых методов их декодирования. На основании вы-
полненных за последние полвека исследований созданы Рекомендации МСЭ по приме-
нению методов кодирования источников и помехоустойчивого кодирования в совре-
менных системах цифровой связи.
Хронология
► 1916 год - исследование спектра сигналов с амплитудной модуляцией, пока-
завшее, что в этом спектре имеется не только центральная, но и боковые
частоты (СССР - М.В. Шулейкин)
► 1922 год первое исследование спектра сигналов с частотной модуляцией
(США - Дж.Р Карсон).
► 1928 год - первые работы по теории связи (США - Г Найквист, Р Хартли).
► 1932 год - строгое доказательство теоремы отсчетов (СССР - В.А. Котельни-
ков, США - К. Шеннон (1948 г.).
► 1935 год создание основ теории линейной селекции сигналов (СССР
Д.В. Агеев).
► 1935 год - исследования методов передачи дискретных сообщений (СССР -
В.И. Сифоров).
► 1946 год исследования помехоустойчивости приема импульсных сигналов
(СССР - В.И. Сифоров)
► 1947 год создание теории потенциальной помехоустойчивости (СССР
В.А. Котельников, США - А. Зигерт, Д. Миддлтон; Великобритания - П. Вуд-
ворт и И. Дейвис).
► 1946-1948 годы - исследования спектров сигналов при импульсных методах
модуляции (СССР - ЯД. Ширман, П.Г Тагер).
► 1948 год - создание теории информации (США - К. Шеннон).
► 1949-1991 годы создание конструктивных методов построения помехо-
устойчивых кодов и методов декодирования (США, СССР, Франция).
► 1951-1983 годы разработка теории аналитического сигнала (СССР
СИ. Тетельбаум, Л.М. Финк, В.И. Коржик, Д.Е. Вакман; США Е. Бедросян,
Г.Б. Велкер).
► 1953-1975 годы развитие теории помехоустойчивого приема дискретных
сообщений (СССР - Л.М. Финк, B.C. Мельников, Д.Д. Кловский, Н.П. Хворо-
стенко, И.С. Андронов, М.А. Быховский, Н.Е. Кирилов; США Г.Л Турин,
И.Н. Пирс и С. Штейн, Р Прайс и П.Е. Грин, В.К. Линдсей, П.А. Белло)
► 1953-1975 годы развитие гауссовской теории оптимальной демодуляции
аналоговых сообщений (США - Д.С. Йоула, Ф.В. Леган и Р.Дж. Парке, Г Ван
Трис; СССР - И.А. Большаков и В.Г Репин (1965 г)).
26 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

► 1949-1975 годы развитие теории информации (США А. Фейнштейн,
Р Галлагер, Дж. Вольфовиц, СССР - А.Н. Колмогоров, А.И. Хинчин, Р.Л. До-
брушин, М.С. Пинскер, Р.Л. Стратонович).
► 1960-1975 годы развитие марковской теории оптимальной демодуляции
аналоговых сообщений (СССР - Р.Л. Стратонович, В.И. Тихонов, Н.К. Куль-
ман, М.С. Ярлыков; США Р.Е. Калман и Р Бьюси, Г.Дж. Кушнер, Г.Л. Ван
Трис, В.Л. Снайдер и др.).
4. Развитие методов модуляции и кодирования
Передача сообщений по радиоканалу осуществляется путем изменения параметров не-
сущего колебания под воздействием информационного сообщения. При передаче ана-
логовых сигналов эти параметры изменяются непрерывно и пропорционально их уров-
ню; при передаче цифровых сигналов в зависимости от значений одного или несколь-
ких информационных символов осуществляется манипуляция параметров несущего
колебания, то есть они принимают определенные фиксированные значения.
В первой половине XX века разрабатываются и внедряются аналоговые системы
радиосвязи и вещания, по которым передаются сигналы телефонии (в том числе много-
канальной) и телевидения. В этих системах применяются аналоговые методы модуля-
ции, основанные на изменении параметров гармонической несущей (амплитуды, часто-
ты и фазы) пропорционально величине модулирующего информационного сигнала.
Многоканальные системы создаются с использованием частотного разделения каналов.
В середине 30-х годов, в связи с развитием импульсной техники, выдвигаются новые
идеи создания аналоговых многоканальных систем с импульсными видами модуляции
и временным разделением каналов. Аппаратура выделения отдельных каналов в таких
системах оказывается более простой по сравнению с системами, в которых использует-
ся частотное разделение каналов.
Создаются также системы связи (в основном в диапазоне ВЧ) для передачи сигна-
лов телеграфии. В таких системах осуществляется манипуляция указанных выше пара-
метров гармонического колебания.
В последние двадцать пять лет XX столетия на смену аналоговым методам переда-
чи сообщений приходят и начинают широко внедряться цифровые методы. Цифровые
системы связи в начале XXI века полностью заменят аналоговые. Эта революция в об-
ласти передачи сигналов была подготовлена в 40-х годах, когда были изобретены два
исключительно важных для последующего развития техники связи вида преобразова-
ния аналоговых сигналов в цифровую форму - импульсно-кодовая и дельта модуляция.
На совершенствование цифровых методов передачи сигналов значительное влияние
оказали положения теории информации, на основе которых во второй половине XX ве-
ка были созданы помехоустойчивые коды и сложные многопозиционные сигналы. Это
позволило обеспечить высокую помехоустойчивость приема сигналов, а также весьма
эффективно использовать пропускную способность канала связи.
ГЛАВА ПЕРВАЯ 27

В середине XX века в связи с проблемами военной радиосвязи рождаются идеи ис-
пользования в качестве несущего колебания широкополосных сигналов, а не гармони-
ческих. Широкое использование таких сигналов в системах фиксированной и подвиж-
ной связи начинается в последней четверти XX века.
Рассмотрим более подробно развитие методов передачи аналоговых и цифровых
сигналов по радиоканалам.
4.1. Аналоговые методы модуляции
В XX веке для передачи сигналов амплитудная (AM) и частотная (ЧМ) модуляции по-
лучили значительное распространение в системах радиосвязи и вещания. Учеными и
инженерами всего мира было сделано огромное число исследований и изобретений,
направленных на их совершенствование.
Изобретение ЧМ относится к первым годам XX века. Однако в течение почти три-
дцати лет, до работ знаменитого американского инженера Э.Х. Армстронга, оно не на-
ходило практического применения. Начиная с 40-х годов этот вид модуляции получил
широчайшее применение в огромном числе систем связи самого различного назначе-
ния: подвижной, радиорелейной, спутниковой связи, в ОВЧ-ЧМ вещании. Сотни науч-
ных и экспериментальных работ были направлены на исследование искажений ЧМ
сигналов, возникающих в линейных цепях связных устройств, и помехоустойчивости
приема таких сигналов.
Передачу речи с помощью AM первым, по-видимому, осуществил один из пионе-
ров радиотехники, американский инженер Фессенден. Модуляция осуществлялась пу-
тем включения микрофона, изменяющего затухание в цепи, связывающей передающую
антенну и машинный генератор высокой частоты. Этот вид модуляции с 1920 года стал
основным в звуковом радиовещании в диапазонах низких, средних и высоких частот
(НЧ, СЧ и ВЧ) и сети аналогового AM вещания, которые уже восемьдесят лет развива-
ются во всех странах мира. До 40-х годов этот вид модуляции использовался не только
в вещании, но также и во всех других видах радиосвязи.
Большое значение для электросвязи имело изобретение американским ученым Кар-
соном амплитудной модуляции с одной боковой полосой (ОБП), сделанное в 1915 году.
Этот метод модуляции позволяет весьма эффективно использовать полосу частот кана-
ла связи. Системы с ОБП широко применяются до сих пор в системах многоканальной
связи и в телевизионном (ТВ) вещании.
В середине XX века из-за чрезвычайно острой проблемы «тесноты в эфире», сохра-
няющейся и в настоящее время, были предприняты исследования возможности сокра-
щения полосы канала, необходимой для передачи вещательных сигналов. Модерниза-
ция сетей AM вещания путем их перевода на ОБП была в середине XX века практиче-
ски невозможна из-за того, что это требовало замены огромного парка вещательных
приемников. Поэтому значительные усилия инженеров были направлены на создание
«совместимой ОБП» - нового вида модуляции, с помощью которого можно было бы, с
одной стороны, в два раза уменьшить полосу частот, занимаемую каждой станцией, а с
другой - сохранить неизменным существующий парк приемников. Такой вид модуля-
ции был предложен в 50-х годах учеными СССР и США. Сокращение занимаемой по-
28 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

лосы частот в данном виде модуляции достигалось за счет дополнительной фазовой
модуляции AM сигнала. Несмотря на успешные эксперименты, данный вид модуляции
практического применения не нашел. В 80-х годах вновь встал вопрос о сокращении в
два раза полосы частот вещательных станций в диапазонах НЧ, СЧ и ВЧ. Этот вопрос
исследовался в МСЭ, и его предполагалось решить путем поэтапного внедрения до
2015 года ОБП. Однако к концу XX века стало ясно, что эпоха применения аналоговых
методов передачи сигналов по каналам связи завершается, и для этих диапазонов час-
тот были разработаны новые цифровые системы звукового вещания.
В СССР в 1939 году был изобретен еще один метод аналоговой модуляции, назван-
ный полярной модуляцией (ПМ). Суть этого метода состоит в том, что положительная
полуволна несущей частоты модулируется по амплитуде одним сообщением, а отрица-
тельная - другим. В СССР этот метод был выбран для создания системы стереофониче-
ского ОВЧ-ЧМ вещания. Передача стереосигналов осуществлялась путем модуляции
методом ПМ поднесущей частоты 31.25 кГц от двух разнесенных в пространстве мик-
рофонов.
Хронология
► 1902 год - изобретение системы передачи сигналов методом частотной мо-
дуляции (ЧМ) (США - Корнелиус Д. Эрет).
► 1906 год первый опыт передачи речи и музыки по радио методом AM с
помощью машин высокой частоты (США - Р Фессенден).
► 1915 год изобретение метода амплитудной модуляции с одной боковой
полосой (ОБП) (США - Дж.Р Карсон)
► 1935 год начало широкого применения ЧМ в радиовещании (США
Э.Х. Армстронг).
► 1939 год - изобретение полярной модуляции (СССР - А.И. Косцов).
► 1939 год - изобретение совместимой ОБП (СССР - СИ. Тетельбаум; США
Л. Кан (1961 г.)).
► 1964 год изобретение однополосной частотной модуляции (США
К.А. Вон Урфф и Ф.И. Зонис).
4.2. Импульсные методы модуляции
Еще в начале XX века инженеры предпринимали поиски импульсных методов переда-
чи непрерывных сигналов (телефонии, телевидения и т. п.). В 30-50-х годах были изо-
бретены методы передачи сигналов с помощью амплитудно-импульсной (АИМ), ши-
ротно-импульсной (ШИМ), фазово-импульсной (ФИМ) и других разновидностей им-
пульсной модуляции. Исследования помехоустойчивости приема сигналов с разными
видами импульсной модуляции были выполнены в 40-х и 50-х годах. На базе ФИМ и
ГЛАВА ПЕРВАЯ 29

других видов импульсной модуляции в середине XX века создавались многоканальные
радиорелейные линии (РРЛ) связи.
Хронология
► 1919 год изобретение метода преобразования непрерывных сообщений в
импульсные с помощью катодно-лучевой трубки (СССР - И.Г фрейман).
► 1932 год изобретение системы радиотелефонной связи с ШИМ (СССР
Л.Л. Минц)
► 1935 год изобретение многоканальной системы связи с АИМ (СССР
С.Н. Кокурин)
► 1944 год - создание в диапазоне 5 ГГц восьмиканальной РРЛ с ФИМ (США
- фирма «Вестерн-Электрик»).
► 1949 год - исследования помехоустойчивости системы передачи сообщений
с помощью ФИМ (СССР - СВ. Бородич).
► 1952 год - исследования помехоустойчивости системы передачи сообщений
с ФИМ (СССР - Г.В. Длугач).
► 1954 год разработка многоканальной системы ФИМ-ЧМ (США
С. Метзгер)
► 1958 год - исследования помехоустойчивости системы передачи сообщений
с ФИМ-ЧМ (СССР - Г.А. Малолепший)
4.3. Преобразование аналоговых сигналов в цифровые
Необходимо отметить два основных метода преобразования аналоговых сигналов в
цифровую форму импульсно-кодовую (ИКМ) и дельта-модуляцию (ДМ), которые
традиционно относят к видам модуляции, хотя таковыми они, по сути, не являются, по-
скольку не связаны, как это характерно для всех остальных видов модуляции, с изме-
нениями параметров несущей частоты. Оба вида модуляции были изобретены в 40-х
годах и приобрели исключительно большое значение в конце XX века, когда началась
глобальная цифровизация систем связи и вещания.
Изобретателем ИКМ является французский инженер Ривс. При ИКМ преобразова-
ния аналогового сигнала в цифровую форму осуществляют в два этапа. На первом эта-
пе этот сигнал модулирует по амплитуде последовательность импульсов, следующих с
частотой, определяемой теоремой Котельникова и равной 2FB, где FB - верхняя частота
спектра сигнала. На втором этапе диапазон возможных уровней сигнала разбивается на
2П интервалов и определяется, в каком из интервалов находится уровень каждого из
модулированных импульсов. В результате каждый импульс преобразуется в п-значную
бинарную кодовую комбинацию, соответствующую данному интервалу. Для увеличе-
ния динамического диапазона сигналов, преобразуемых в цифровую форму, применя-
ются компандеры, а при обратном преобразовании - экспандеры. Метод ИКМ нашел
30 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

широкое применение в современных системах связи при передаче звуковых сигналов и
сигналов телевидения.
Дельта-модуляция (ДМ) была изобретена независимо несколькими учеными в кон-
це 40-х начале 50-х годов во Франции (Е. Делорейн, С. ван Миеро и Б. Дерьявич),
СССР (Л.А. Коробков) и США (К.К. Катлер, Ф. де Яджер). При ДМ формируется раз-
ность между текущим значением аналогового сигнала и его предсказанным значением
на основе предшествующих отсчетов. Эта разность преобразуется в цифровую форму
В изобретениях, сделанных во Франции и СССР, для квантования разностного сигнала
использовался бинарный код, символы которого принимают значения (1 или 0) или
(±1). Для получения высокой точности преобразования аналогового сигнала в цифро-
вую форму методом ДМ требуется более высокая (в 10-15 раз), чем в ИКМ, частота
дискретизации. В 1952 году был предложен метод дельта-ИКМ (ДИКМ), в котором
указанная выше разность преобразуется в k-значную кодовую комбинацию с помощью
ИКМ. Применение ДИКМ позволяет при заданной точности преобразования аналого-
вого сигнала в цифровую форму уменьшить частоту дискретизации и общую скорость
полученного в результате преобразования цифрового потока. В 60-е годы были пред-
ложены многочисленные разновидности ДМ, в том числе ДМ с двойным интегрирова-
нием, ДМ с компандированием сигналов (адаптивная ДМ) и др.
Начало исследований искажений, которыми сопровождается преобразование анало-
говых сигналов в цифровую форму с помощью ИКМ и ДМ, было положено работами
американских ученых Беннетта и Ван де Вега. В этих исследованиях устанавливались
зависимости мощности и спектра продукта искажений от параметров метода преобра-
зования (частоты дискретизации, динамического диапазона аналогового сигнала, числа
уровней квантования и т. д.). Особенно интенсивные исследования точности преобра-
зования сигналов с помощью ИКМ, ДМ и ДИКМ были выполнены в США и СССР в
60-70-х годах. Были исследованы точность разных алгоритмов преобразования, осуще-
ствлен синтез оптимальных алгоритмов преобразования с учетом статистических
свойств аналогового сигнала.
Важные результаты, относящиеся к помехоустойчивости приема сообщений при
использовании ИКМ, были получены в конце 40-х годов в США и СССР К. Шенноном
и профессором СВ. Бородичем.
Хронология
► 1938 год - изобретение ИКМ (США - А. Ривс)
► 1944 год первое исследование точности преобразования аналоговых си г-
налов методом ИКМ (США - В.Р Беннетт)
► 1946 год изобретение ДМ (Франция Е.Делорейн, С. ван Миеро и
Б. Дерьявич (1946 г), СССР - Л.А. Коробков (1948 г.), США. - Ф де Яджер)
► 1948 год - исследования помехоустойчивости системы передачи сообщений
с помощью ИКМ (США - Б. Оливер, Дж. Пирс, К. Шеннон; СССР - СВ. Бо-
родич (1949 г.).
► 1952 год - изобретение ДИКМ (США - К.К. Катлер)
ГЛАВА ПЕРВАЯ 31

► 1952 год первое исследование точности преобразования аналоговых сиг-
налов методом ДИКМ (США - Г Ван де Вег)
► 1960-1975 годы - теоретические и экспериментальные исследования и оп-
тимизация различных алгоритмов ИКМ, ДМ и ДИКМ (СССР - А.И. Величкин,
М.Д. Венедиктов; США - Дж. Макс, Дж.Е. Эбейт, Дж.Б. (УНейл).
4.4. Цифровые методы модуляции
На первом этапе развития радиосвязи долгое время использовались искровые передат-
чики и применялись, по существу, импульсные методы передачи сигналов с амплитуд-
ной манипуляцией (АМн). С созданием генераторов непрерывных электрических коле-
баний (вначале дуговых, затем машинных и позднее ламповых) начали изобретаться
новые методы модуляции, основанные либо на непрерывном изменении амплитуды
(AM), частоты (ЧМ) и фазы (ФМ) излучаемых колебаний при передаче непрерывных
сообщений, либо дискретной манипуляцией этими параметрами (соответственно АМн,
ЧМн и ФМн) при передаче дискретных (телеграфных) сигналов. Фазовая манипуляция,
изобретенная знаменитым американским ученым Г Найквистом в 1928 году, долгое
время не находила применения из-за явления «обратной работы», возникающего вслед-
ствие невозможности восстановления на приеме опорного колебания, строго синфазно-
го с несущей частотой принимаемого сигнала. С 30-х годов в течение почти сорока лет
велись интенсивные научные исследования по разработке методов синхронного приема
сигналов с ФМн, в которых принимали активное участие ученые и инженеры Франции,
СССР, США и других стран.
В 1954 году советским ученым Н.Т. Петровичем было сделано важное изобретение
относительно-фазовой манипуляции (ОФМ) - метода передачи, когда фаза последую-
щей посылки изменяется при изменении полярности передаваемого знака относительно
предыдущего. Этот метод устранил проблему «обратной работы» при приеме сигналов
с фазовой манипуляцией и в течение многих десятилетий широко применялся в систе-
мах цифровой связи.
Важные изобретения, которые в последующем нашли широкое применение в сис-
темах связи, были сделаны советскими академиками А.Н. Щукиным и А.А. Пистоль-
корсом. Они впервые предложили для передачи телеграфии применять многопозици-
онные сигналы. Первый из названных ученых изобрел систему двойного частотного
телеграфирования (ДЧТ), а второй - многократную ФМн.
Проблемы повышения эффективности использования спектра привели к разработке
в конце XX века манипуляции минимального частотного сдвига (ММС), в которой за
время передачи одного знака фаза сигнала линейно изменяется в зависимости от его
полярности на ±п/2. Сигналы ММС обладают весьма компактным спектром с весьма
низким уровнем внеполосного излучения. В 1960 году были изобретены N=2n-
позиционные сигналы с квадратурной амплитудной манипуляцией (KAM-N), в которой
амплитуда квадратурных составляющих излучаемого колебания могла принимать от 8
32 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

до 128 значений (КАМ-16 и КАМ-256). Новые методы манипуляции сегодня широко
применяются в радиорелейных, спутниковых и подвижных системах связи.
В середине века была изобретена синхронная система «Кинеплекс», называемая
иногда иначе - OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). В этой системе для
передачи многоканальной телеграфии каждое из М колебаний, частотный разнос меж-
ду которыми был обратно пропорционален длительности передаваемого знака, моду-
лировалось с помощью ОФМ. В системе «Кинеплекс» полоса частот канала связи ис-
пользуется весьма эффективно.
В конце XX века эта система, названная COFDM (Coded Orthogonal Frequency
Division Multiplexing), была существенно усовершенствована специалистами ряда
стран: для манипуляции отдельных колебаний применялась КАМ, использовались по-
мехоустойчивые коды. На базе COFDM создавались системы ВЧ связи, подвижной свя-
зи и т. п. Этот вид модуляции будет весьма широко использоваться в XXI веке в циф-
ровых системах звукового (DAB) и телевизионного (DVB) вещания.
Хронология
► 1915 год - первое применение ЧМн (США - В. Паульсен), Э.Х. Армстронг в
1927 году предложил применять ЧМн.
► 1928 год - изобретение фазовой манипуляции (ФМн) (США Найквист)
► 1932-1942 годы - разработка методов приема сигналов с ФМн (Франция
Г Бельсиз; СССР - А.А. Пистолькорс, В.И. Сифоров, Е.Г Момот)
► 1933 год изобретение системы двойного частотного телеграфирования
(ДЧТ) (СССР - А.Н. Щукин)
► 1935 год - изобретение многократной ФМн (СССР - А.А. Пистолькорс)
► 1954 год изобретение относительно-фазовой манипуляции ОФМ (СССР
- Н.Т Петрович).
► 1956 год - изобретение метода синхронного приема сигналов с ФМн (США
- Д. Костас)
► 1957 год - изобретение системы передачи «Кинеплекс» (США - М.Л. Доелс,
Е.Т Хелад, Д.Л. Мартин)
► 1960 год - изобретение квадратурно-амплитудной модуляции КАМ (США
- К. Кан)
► 1979 год изобретение манипуляции с минимальным частотным сдвигом
(ММС) (США - С. Пасьюпаси)
► 1981-1991 годы создание различных систем, использующих COFDM: для
ВЧ связи, подвижной связи, цифрового звукового и телевизионного вещания
(Франция, Германия, Япония).
ГЛАВА ПЕРВАЯ 33

4.5. Методы кодирования
Начало истории кодирования можно отнести к 1948 году, когда была опубликована
знаменитая статья Клода Шеннона, доказавшего принципиальную возможность без-
ошибочной передачи сигналов, если скорость передачи меньше пропускной способно-
сти канала связи, которая тем больше, чем выше отношение сигнал/шум на входе при-
емного устройства. Это указывало на то, что энергетика линий связи определяет только
их пропускную способность, а сколь угодно высокой помехоустойчивости приема со-
общений можно достигнуть путем применения специальным образом построенных ко-
дов. Революционные идеи Шеннона осуществили переворот в сознании инженеров-
связистов, ведь до создания этой теории считалось само собой разумеющимся, что
единственные возможности повышения помехоустойчивости приема сигналов состоят
в увеличении мощности передатчика или в многократной передаче по каналу связи од-
ного и того же сообщения. Оба эти способа приводят к весьма низкой эффективности
использования пропускной способности канала связи.
Многочисленные исследования 50-х годов XX века были направлены на решение
следующих проблем теории кодирования:
- построение кодов с хорошими корректирующими свойствами;
- выбор алгоритма декодирования, имеющего малую сложность;
- согласование кодов, корректирующих ошибки, видов модуляции, алгоритмов де-
кодирования и характеристик канала связи.
Первые блочные коды, позволявшие корректировать одиночные ошибки, были по-
строены в 1949 и 1950 годах известными американскими учеными М.Дж. Голеем и
Р Хэммингом. При блочном кодировании последовательность информационных сим-
волов разбивается на отдельные блоки определенной длины. Для каждого такого блока
формируются дополнительные проверочные символы, которые образуются путем сло-
жения по модулю 2 определенных информационных символов. Блоки информацион-
ных и проверочных символов передаются в канал связи. Коды Хэмминга имели про-
стой алгоритм декодирования и позволяли корректировать одну ошибку в кодовой
комбинации. Эти коды были разочаровывающе слабы по сравнению с тем, на что ука-
зывала теория Шеннона, однако их значение весьма велико, так как их создание дало
толчок для огромного числа последующих работ в области алгебраической теории ко-
дирования.
Работа Хэмминга явилась катализатором цепной реакции выдвижения новых идей в
данной области, которая началась с 1954 года. Американский ученый И.С. Рид был
первым, кто использовал мажоритарное декодирование кодов Рида-Маллера. При ма-
жоритарном декодировании для каждого информационного символа формируется не-
четное число оценок путем сложения по модулю 2 определенных комбинаций симво-
лов принятого кода. Решение об истинном значении принятого символа принимается
по мажоритарному принципу - если большее количество оценок равно 1, то принима-
ется именно такое решение. В 1963 году Дж.Л. Месси установил общие принципы по-
строения и декодирования подобных кодов. Достоинством мажоритарно декодируемых
кодов является чрезвычайная простота и быстродействие алгоритмов декодирования.
Однако класс таких кодов весьма мал, и эти коды слабее других. Значительный вклад в
34 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

создание теории построения мажоритарно декодируемых кодов внесли в 1965 году со-
ветские ученые В.Д. Колесников и Е.Т. Мирончиков.
Весьма интересный класс блочных кодов был предложен в 1954 году американским
ученым Г Форни. Каскадные коды формируются следующим образом: последователь-
ность информационных символов длиной п = п\х п2 записывается в буферную память в
виде таблицы, имеющей п\ столбцов и n2 строк. Символы отдельных строк и столбцов
кодируются с помощью корректирующих кодов (соответственно внутреннего и внеш-
него), и дополнительные проверочные символы вместе с информационными передают-
ся по каналу связи. Весьма значимые результаты по исследованию каскадных кодов
были получены Г Форни и советскими учеными Э.Л.Блохом и В.В. Зябловым. Иссле-
дования последних (1976 и 1982 гг.) показали, что при соответствующем выборе внут-
реннего и внешнего кодов каскадные коды позволяют разрешить указанные выше про-
блемы помехоустойчивого кодирования.
В 1955 году в США и СССР был предложен весьма важный класс сверточных или
рекуррентных кодов, нашедший широкое применение в современной технике связи.
Исследования, связанные с построением таких кодов и разработкой эффективных с вы-
числительной точки зрения алгоритмов их декодирования, заняли почти двадцать лет.
В этом классе кодов информационная последовательность символов разбивается на
блоки, содержащие по m символов, которые поступают на линейный преобразователь,
имеющий память на /^-подобных блоков. В этом преобразователе каждый блок из m
поступивших символов с учетом содержащихся в памяти /^-блоков (А* - длина кодового
ограничения), преобразуются в п {п> т) символов, передаваемых по каналу связи. При
этом относительная скорость передачи информации составляет R = ml п. Сверточные
коды являются частным случаем блочных линейных кодов. Однако введение сверточ-
ной структуры наделяет эти коды рядом дополнительных свойств, которые существен-
но облегчают его декодирование. Эти коды имеют древовидную или решетчатую
структуру. Каждому ребру древовидной структуры соответствует определенная после-
довательность т информационных символов. По принятой последовательности симво-
лов для каждого ребра может быть найден его вес - число, характеризующее его рас-
стояние от принятой последовательности. Для измерения этого расстояния может быть
использована метрика Хэмминга, если в демодуляторе принимается жесткое решение,
или евклидова метрика, если декодирование осуществляется по методу максимума
правдоподобия. Декодирование сверточных кодов состоит в прослеживании по кодовой
решетке того пути, для которого расстояние от принятой последовательности символов
имеет минимальное значение. Сверточная структура кода позволяет использовать ре-
куррентные алгоритмы, существенно упрощающие вычисления этого расстояния.
Для декодирования этих кодов американским ученым Дж. Возенкрафтом в 1957 го-
ду был предложен изящный алгоритм последовательного декодирования, в соответст-
вии с которым в декодере просматриваются не все возможные пути по ребрам кодовой
решетки сверточного кода, а наиболее вероятные. Если декодер выбрал на каком-то
шаге неверный путь, то он вскоре обнаруживает, что при последующих выборах ребер
происходит быстрое увеличение расстояния между выбранным путем и принимаемой
последовательностью. Это является сигналом к тому, чтобы декодер сделал несколько
шагов назад и начал исследовать альтернативные, более правдоподобные пути. При по-
следовательном декодировании число вычислений на одно ребро является случайной
ГЛАВА ПЕРВАЯ 35

величиной, и в памяти декодера должны храниться вычисленные расстояния для всех
исследованных ветвей. Первые исследования алгоритма последовательного декодиро-
вания выполнили Дж. Возенкрафт и Б. Рейффен. В 1963 году его усовершенствовал
P.M. Фано, в 1966 году эффективную модификацию этого алгоритма предложил совет-
ский ученый К.Ш. Зигангиров, а несколько позднее (1969 г.) аналогичное предложение
сделал американский ученый Ф. Джелинек.
Значительным достижением в области теории кодирования явилась разработка в
1967 году одним из крупнейших американских ученых А. Витерби весьма эффективно-
го с вычислительной точки зрения алгоритма декодирования сверточных кодов по мак-
симуму правдоподобия. Этот алгоритм, в отличие от алгоритма последовательного де-
кодирования, исследует все возможные пути по кодовой решетке на длине кодового ог-
раничения К, поэтому он применим для декодирования сверточных кодов при сравни-
тельно небольших значениях К=7 - 10.
Сверточные коды и алгоритмы Витерби и последовательного декодирования полу-
чили в настоящее время весьма широкое распространение в магистральных радиоре-
лейных и спутниковых системах связи.
Американский ученый Д. Слепян, получивший значительные результаты в разных
областях теории связи, был первым, кто в 1956 году заложил строгий фундамент тео-
рии линейных блочных кодов с проверкой на четность математическую теорию
групп.
В 1957 году другой американец, Е. Прейндж, первый ввел понятие циклического
кода и указал на его связь с идеалами алгебр. Циклические коды являются важным
подклассом линейных кодов, которые имеют эффективные алгоритмы кодирования и
декодирования, основанные на применении идей алгебраической теории полей Галуа.
Значительный вклад в разработку теории этих кодов внесли американские ученые Пи-
терсон, Берлекамп и Касами.
Весьма важный и обширный класс линейных циклических кодов Боуза, Рой-
Чоудхури (США, 1960 г.) и Хоквингема (Франция, 1959 г.), названный кодами БЧХ по
первым буквам имени открывших их независимо ученых, позволял корректировать мно-
гократные ошибки в принятой кодовой комбинации. Эти коды имели следующие пара-
метры: п = 2т- 1, k > 2т- 1 - mt, d > 2t + 1 (здесь п - длина кода, к - число информацион-
ных символов в кодовой комбинации, t - количество корректируемых ошибок, d - мини-
мальное хэммингово расстояние между кодовыми комбинациями). Декодирование кодов
БЧХ производят на основе решения определенных алгебраических уравнений.
Были построены специальные коды для работы в каналах связи, в которых возни-
кают пакеты ошибок. Однако задача коррекции пакетов ошибок может быть сведена к
задаче коррекции независимых ошибок путем применения метода перемежения симво-
лов, который состоит в перестановке передаваемых символов таким образом, чтобы со-
седние символы передаваемой кодовой комбинации оказывались разнесенными в дос-
таточной степени во времени так, чтобы их искажения в канале связи были независи-
мыми. На приеме производится восстановление исходного порядка символов. Эта про-
стая идея, выдвинутая в 1960 году советскими учеными академиком А.А. Харкевичем и
профессором Э.Л. Блохом и позднее (1970 г.) американским ученым Дж.Л. Рамсеем, се-
годня применяется во многих системах радиорелейной и подвижной связи, в которых
при приеме цифровых сигналов имеет место группирование ошибок.
36 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

Сердцем любой цифровой системы связи является аналоговый канал. Цифровая
система связи для такого канала включает модулятор/демодулятор (модем), преобра-
зующий аналоговый канал в дискретный так, чтобы можно было использовать ко-
дер/декодер (кодек).
Наименьшую вероятность ошибки можно получить, вычисляя в демодуляторе рас-
стояния между принятым сигналом и всеми возможными кодовыми комбинациями.
Решение принимается в пользу той кодовой комбинации, которая находится на мини-
мальном расстоянии от принятого сигнала. Однако при этом для кодов большой длины,
имеющих огромное количество кодовых комбинаций, сложность демодулятора столь
сильно возрастает, что его практическая реализация становится невозможной. Поэтому
использование кодов дает наилучшие результаты при разумном согласовании модема и
кодека. Это возможно, если в демодуляторе принимается мягкое решение о принимае-
мом символе и если декодер получает дополнительную информацию, характеризую-
щую надежность решения, принятого в демодуляторе. В простейшем случае при пере-
даче бинарных сигналов в демодуляторе те принимаемые символы, для которых на-
дежные решения не могут быть приняты, стираются, и декодер извещается о тех пози-
циях кода, на которых находятся стертые символы.
Идеи применения мягкого решения в демодуляторе для декодирования кодовых
комбинаций зародились почти с самого начала возникновения теории кодирования.
Первой работой в этом направлении можно считать выполненное в 1954 году амери-
канскими учеными Сильверманом и Болсером исследование помехоустойчивости
приема с мягким решением кода Вагнера, содержащего всего один избыточный двоич-
ный символ для проверки информационных символов на четность. На приеме прини-
мается жесткое решение о значениях всех принятых символов и, кроме того, дополни-
тельно определяется наименее надежный из них. При декодировании этот символ из-
меняется на противоположный в том случае, если проверка принятой кодовой комби-
нации на четность не выполняется. При наличии всего одного проверочного символа в
кодовой комбинации такой алгоритм декодирования позволял корректировать в ней
одиночные ошибки. Эта идея была позже в обобщенном виде применена к декодирова-
нию кодов БЧХ в канале со стираниями ненадежно принятых символов.
С конца 60-х начала 70-х годов были выполнены многочисленные исследования,
направленные на разработку методов приема сигналов в целом. При этом в приемном
устройстве решение о приеме той или иной кодовой комбинации принимается по методу
максимального правдоподобия, то есть при декодировании ищется такая кодовая комби-
нация, которая находится на наименьшем евклидовом расстоянии от принятого сигнала.
Учет структуры кода позволял существенно упростить вычисления этого расстояния.
Для сверточных кодов их декодирование при мягком решении в демодуляторе можно
осуществить, используя алгоритмы Витерби и последовательного декодирования.
Для кодов с пороговым декодированием применение мягкого решения исследова-
лось в США Дж.Л. Месси и несколько позже в СССР Л.М. Финком и Б.Д. Каганом.
Для блочных кодов в начале 70-х годов американскими учеными Е. Велдоном и
Д. Чейзом были предложены алгоритмы декодирования, использующие мягкое решение
демодулятора и позволяющие приблизиться к решению по максимуму правдоподобия.
С 80-х годов появилось новое научное направление - разработка и анализ помехо-
устойчивости приема специально построенных сигналов, названных сигнально-
ГЛАВА ПЕРВАЯ 37

кодовыми конструкциями. Это направление представляет собой синтез методов моду-
ляции, кодирования и их оптимального приема и позволяет создавать системы связи, в
которых по каналу связи, имеющему ограниченную полосу частот, возможно переда-
вать информацию с качеством, приближающимся к потенциальному пределу, опреде-
ляемому положениями теорий Котельникова и Шеннона.
В 1982 году в результате теоретических исследований американского ученого
Г Унгербоека была создана решетчатая кодовая модуляция (РКМ). Этот вид модуля-
ции основывается на сочетании многопозиционных сигналов и помехоустойчивых ко-
дов. При этом ансамбль многопозиционных сигналов, содержащий М=2" сигналов,
разбивается на К = 2к~{ вложенных подансамблей с монотонно возрастающими рас-
стояниями. В качестве сигналов используются многопозиционная ФМ и КАМ. Инфор-
мационная последовательность символов преобразуется в кодовую с помощью свер-
точного кода, который применяется к кодированию к из п информационных символов,
причем сверточный код имеет скорость klk+\ и вводит 1-битовую избыточность. Коди-
рованные биты определяют выбор подансамбля, а некодированные - конкретную сиг-
нальную точку в этом выбранном подансамбле. Для оптимального приема сигналов
РКМ используется метод максимального правдоподобия, реализуемый в виде алгорит-
ма Витерби. Применение РКМ позволяет (при заданных скорости передачи сигналов и
вероятности ошибочного приема) уменьшить необходимые энергетику линии и полосу
частот. Этот вид модуляции находит применение на магистральных высокоскоростных
линиях радиорелейной и спутниковой связи.
Весьма обширные исследования помехоустойчивости различных методов приема
сигнально-кодовых конструкций в гауссовском канале связи были выполнены совет-
скими учеными СЛ. Портным, В.В. Зябловым, В.В. Гинзбургом и В.Л. Банкетом.
Хронология
► 1949 год - создание линейного кода М.Дж. Голея (США).
► 1950 год - создание кодов Р Хэмминга, корректирующих одиночные ошиб-
ки (США).
► 1954 год создание и исследования каскадных кодов (США Г Форни.
СССР - Э.Л. Блох и В.В. Зяблов).
► 1954 год создание кодов мажоритарным декодированием (США
И.С. Рид и Д.Е. Маллер)
► 1954 год исследование помехоустойчивости приема с мягким решением
для кода Р А. Вагнера (США - Сильверман и М. Болсер).
► 1955 год создание сверточных кодов (США П. Элайес; СССР
Л.М. Финк и В.И. Шляпоберский).
► 1956 год применение математического аппарата теории групп к
построению линейных кодов, корректирующих ошибки (США - Д. Слепян).
► 1956 год - исследование линейных переключающих схем с точки зрения тео-
рии линейных фильтров и применение генераторов с регистром сдвига для
получения кодов, исправляющих ошибки (США - Д.А. Хаффмен).
38 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

► 1957 год - первые исследования циклических кодов (США - Е. Прейндж).
► 1957 год открытие метода последовательного декодирования (США
Дж. Возенкрафт).
► 1959 год создание кодов БЧХ (США Р.К. Боуз и Д.К. Рой-Чоудхури
(1960 г.), Франция - А. Хоквингем (1959 г.)).
► 1960 год исследование помехоустойчивости приема сигналов в канале с
группированием ошибок при использовании метода перемежения информа-
ционных символов (СССР А.А. Харкевич и Э.Л. Блох (1960 г), США
Дж.Л. Рамсей (1970 г.))
► 1960 год создание эффективных линейных блоковых кодов (США
И.С. Рид и Г Соломон)
► 1961 год - исследование эффективности метода последовательного декоди-
рования (США - Дж. Возенкрафт и Б. Рейффен).
► 1963 год исследования методов мажоритарного декодирования блоковых
кодов как при жестком, так и при мягком решении демодулятора (США
Дж Л. Месси).
► 1963 год - создание модификации алгоритма последовательного декодиро-
вания (США - P.M. Фано).
► 1965 год исследования циклических кодов с мажоритарным декодирова-
нием (СССР - В.Д. Колесников и Е.Т Мирончиков).
► 1966 год создание стэк-алгоритма последовательного декодирования
(СССР - К.Ш. Зигангиров, США - Ф. Джелинек (1969 г))
► 1967 год алгоритм декодирования сверточных кодов по максимуму прав-
доподобия (США - А.Дж. Витерби)
► 1971-1972 годы - алгоритмы мягкого декодирования блочных кодов (США
Е. Велдон и Д. Чейз).
► 1982 год - исследования решетчатой кодовой модуляции (США - Г Ундер-
боек)
► 1982-1991 годы исследования помехоустойчивости различных методов
приема сигнально-кодовых конструкций в гауссовском канале связи (СССР
СЛ. Портной, В.В. Зяблов, В.В. Гинзбург, В.Л. Банкет)
4.6. Широкополосные методы модуляции
Весьма важными достижениями инженеров XX столетия явились изобретение широко-
полосных сигналов (ШПС) и создание на их основе новых систем радиосвязи и радио-
локации. Широкое использование этих сигналов для создания радиосистем массового
применения началось в последние 10-15 лет. Однако к разработке идей их использова-
ния для повышения помехоустойчивости приема приступили еще в 40-х годах. В обыч-
ных видах модуляции информационный поток изменяет амплитуду, фазу или частоту
гармонического колебания - несущей частоты. При этом ширина спектра излучаемого
ГЛАВА ПЕРВАЯ 39

в эфир сигнала соизмерима с шириной спектра модулирующего сигнала. Однако пере-
носчиком информации может быть не только гармонический, но и сложный широкопо-
лосный сигнал. Такой сигнал может быть сформирован разным образом: несущая мо-
жет быть модулирована вспомогательной кодовой последовательностью или вспомога-
тельным аналоговым сигналом по фазе, частоте или амплитуде.
Первые работы, связанные с ШПС, были направлены на разработку методов борь-
бы с мощными радиопомехами, мешающими приему радиолокационных сигналов. В
последующие годы были разработаны и нашли применение в системах радиосвязи три
основных способа формирования ШПС.
Первые идеи построения ШПС были связаны с ЧМ несущей частоты вспомогатель-
ным сигналом, структура которого должна была быть известна на приеме. Одно из пер-
вых изобретений, позволяющих выделить ШПС на фоне шума и мощной помехи, пред-
ставляющее, по сути, полосовой коррелятор, было сделано еще в 1942 году. В этом же
году было сделано еще одно пионерское изобретение - способ формирования ШПС ме-
тодом скачкообразного изменения частоты несущего колебания за время передачи од-
ного информационного символа (FH-SS Frequency Hopping Spread Spectrum). Честь
этого изобретения, долгое время остававшегося секретным, принадлежит известной
американской актрисе Хэди Ламар, признанной в 1940 году на конкурсе красоты самой
красивой женщиной мира, и ее мужу композитору Георгу Атсейлу. Изобретенный
ими принцип формирования широкополосных сигналов сегодня находит применение в
ряде систем связи. В отечественной литературе такие сигналы называют сигналами с
частотно-временной матрицей (ЧВМ).
Другим методом формирования ШПС, дуальным к методу ЧВМ и разработанным в
1946 году, является метод скачкообразного изменения относительного временного по-
ложения коротких кодовых импульсов за время передачи одного информационного
символа (TH-SS - Time Hopping Spread Spectrum).
Один из наиболее широко применяемых сегодня на практике способов формирова-
ния ШПС, который называется методом прямого расширения спектра путем непосред-
ственной фазовой модуляции несущей определенной кодовой последовательностью
(DS-SS Direct Sequence Spread Spectrum), был изобретен американскими специали-
стами Дж.Г Грином и М.Г Никольсоном в 1957 году. Ими был предложен метод по-
строения бинарной кодовой последовательности с хорошими корреляционными свой-
ствами. Позже было выполнено значительное число работ, посвященных синтезу по-
добных псевдослучайных последовательностей с помощью регистров сдвига. К пио-
нерским теоретическим работам в этом направлении относятся исследования С. Голом-
ба (1955 г.) и Н. Цирлера (1959 г.).
Во всех указанных случаях возможно создание в общей полосе частот больших ан-
самблей сигналов, которые отличаются либо законом чередования фазы несущей час-
тоты для сигналов DS-SS, либо законом изменения значения несущей частоты для сиг-
налов FH-SS, либо определенной временной расстановкой коротких импульсов для
сигналов TH-SS. Аналогично тому, как в системах с ЧУ и ВУ сигналы разных каналов
могут быть разделены по частоте либо по временному положению, которое они зани-
мают в общей временной последовательности, возможно разделение и разных сигналов
ансамбля ШПС по индивидуальной кодовой структуре каждого из этих сигналов. Та-
ким образом, ШПС могут использоваться в качестве переносчиков информации подоб-
40 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

но тому, как используются гармонические колебания в обычных системах связи. При
этом аналогом AM является передача одного из ШПС, принадлежащего к определен-
ному ансамблю сигналов, с определенной амплитудой, аналогом ФМн является мани-
пуляция фазы ШПС, а аналогом обычной ЧМн является передача одного из двух воз-
можных сигналов ШПС по линии связи.
Сигналы, не перекрывающиеся по спектру или времени, являются полностью орто-
гональными. Их применение в качестве переносчиков информации в многоканальных
системах позволяет полностью разделить соответствующие каналы связи. В отличие от
таких сигналов разные ШПС, принадлежащие к одному ансамблю, не являются полно-
стью ортогональными, и поэтому при их разделении возникают дополнительные шумы.
Однако их замечательное свойство состоит в том, что в системах связи, использующих
ШПС, которые называются системами с кодовым разделением каналов (CDMA - Code
Division Multiple Access) или асинхронно-адресными системами, поступающие на вход
помехи подавляются в В = WIF раз, где В - база ШПС, W - полоса частот, занимаемая
ШПС в канале связи, F - полоса частот информационного сигнала. В широкополосных
системах связи В = 100 - 10 ООО, и в них обеспечивается весьма значительное подавле-
ние помех, действующих в той же самой полосе частот, в которой работает данная сис-
тема. Данное свойство ШПС является уникальным и позволяет многократно использо-
вать один и тот же частотный канал для связи разных абонентов на ограниченной тер-
ритории. В традиционных системах связи для исключения возможности возникновения
помех между зонами, в которых используется один и тот же частотный канал, должен
быть обеспечен весьма значительный территориальный разнос. Таким образом, в сис-
темах CDMA достигается весьма высокая эффективность использования радиочастот-
ного спектра. Кроме того, ШПС позволяют путем специальной обработки принимае-
мых сигналов эффективно бороться с замираниями сигналов в многолучевых каналах
связи, разделяя отдельные лучи и осуществляя их когерентное сложение.
Первой системой, в которой начали применяться ШПС, явилась созданная в 1946
году система гиперболической навигации «Лоран», в которой около десятка пар стан-
ций работали в общем частотном канале независимо друг от друга, используя сигналы
TH-SS. В 1952 году на этом же принципе было создано связное оборудование для пере-
дачи сигналов телефонии.
В 1958 году была создана первая система коротковолновой связи «Рейк» для рабо-
ты в многолучевом канале, в которой ШПС применялись для разделения отдельных лу-
чей и устранения замираний, вызванных их интерференцией.
Первые системы, использующие сигналы с FH-SS, появились в начале 60-х годов. В
1963 году была создана наземная система связи RACEP (Random Access and Correlation
for Extended Perfomance), в которой для передачи полезных сообщений применялась
ФИМ. Система занимала полосу частот 4 МГц и работала в диапазоне 140 МГц. Она
позволяла осуществлять передачу сигналов телефонии и цифровой информации и дава-
ла возможность организации на одной территории сети связи с емкостью 700 абонен-
тов. Наибольшее число одновременно работающих абонентов составляло 35. Несколь-
ко позже была создана аналогичная система RADAS - Random Access Adress System, в
которой для передачи информации применялась ДМ.
С 1963 году на основе ШПС начинают создаваться спутниковые системы связи со
свободным доступом к общему каналу связи, тропосферные радиорелейные системы
ГЛАВА ПЕРВАЯ 41

связи с разделением отдельных лучей. Исследования эффективности применения ШПС
в сравнении с другими методами модуляции в системах связи различных назначений
начались с 1965 года.
В 90-х годах системы с ШПС начинают внедряться в системы сотовой подвижной
связи. Подобные системы будут применяться в сотовых системах подвижной связи,
широкое внедрение которых начнется в XXI веке. Исследования вопросов эффективно-
сти использования РЧС в таких системах и разработка методов их частотного планиро-
вания были начаты российским ученым Л.Е. Варакиным.
Хронология
► 1942 год - изобретение метода FH-SS для формирования ШПС (США - X. Ла-
мар и Г Атсейл).
► 1946 год создание системы гиперболической навигации «Лоран», в
которой используются сигналы TH-SS (США - Дж.А. Пирс).
► 1950 год - теоретические исследования возможностей создания ШПС мето-
дом TH-SS (США - В.Д. Уайт).
► 1952 год создание системы CDMA для передачи сигналов телефонии с
применением сигналов TH-SS (США).
► 1953 год изобретение метода DS-SS для построения ШПС (США
Дж.Г Грин, М.Г Никольсон).
► 1955 год - применение генераторов с регистром сдвига для получения псев-
дослучайных последовательностей (США - Н. Цирлер, СВ. Голомб (1965 г.).
► 1960 год - создание наземной система связи RASEP с использованием сиг-
налов с ЧВМ и ФИМ (США).
► 1963 год - создание системы RADAS, в которой для передачи информации
применялись ЧВМ и ДМ (США).
► 1963 год - создание спутниковых систем с CDMA (США).
► 1963 год - создание тропосферных радиорелейных систем связи с использо-
ванием ШПС (США).
► 1965 год - первая теоретическая работа, в которой дано сравнение псевдо-
шумовых и обычных методов модуляции в спутниковых системах с много-
кратным доступом (США - Г.А. Блэзбалг).
► 1982 год исследования возможностей использования широкополосных
сигналов в сетях сотовой подвижной связи и разработка методов частотного
планирования таких сетей (СССР Л.Е. Варакин, М.А. Быховский (1995 г.),
США - В.К. Ли, К.С. Гилхоусен и И.М. Джекобе (1991 г.) и др.).
42 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

5. Развитие методов эффективного использования
каналов связи
...Если XVII столетие и начало XVIII столетия - век ча-
сов, то настоящее время есть век связи и управления.
Норберт Винер
Повышение эффективности использования канала связи достигается как путем приме-
нения разных методов уплотнения каналов связи, так и за счет сокращения избыточно-
сти сообщений.
Весьма актуальной проблемой электросвязи является вопрос об эффективном ис-
пользовании каналов связи. Эта проблема возникла еще в XIX веке, и над ее решением
работали многие инженеры и ученые. Одним из них был крупнейший американский
изобретатель в области электросвязи Грей, который, по-видимому, первым предложил
применение частотного уплотнения (ЧУ) проводных каналов связи, другим был фран-
цузский инженер Бодо, изобретший метод временного уплотнения (ВУ). Эти методы
позволяли по одному физическому каналу организовать передачу многоканальных со-
общений. Они нашли широчайшее применение в технике электросвязи в XX столетии,
в том числе в технике радиосвязи. При применении на передаче методов ЧУ или ВУ на
приеме используются соответствующие методы разделения сигналов.
На начальном этапе развития радиосвязи при передаче аналоговых сигналов ис-
пользовалось ЧУ Временное уплотнение каналов для передачи телеграфных сигналов
по радиоканалам начало применяться в 30-х годах, а для передачи аналоговых сигналов
- в 40-х годах, когда стали создаваться радиорелейные системы с импульсными видами
модуляции. В связи с внедрением цифровых систем связи в последние десятилетия XX
века началось широкое применение многоканальных систем с ВУ, а также нового вида
уплотнения каналов связи - кодового, основанного на использовании широкополосных
сигналов с большой базой.
Сокращение избыточности передаваемых сообщений является другим методом, ко-
торый позволяет повысить эффективность использования канала связи. Это особенно
важно в современных системах, которые почти исключительно являются цифровыми.
Основными видами передаваемых сообщений до сего времени остаются звуковые и
видеосигналы. Было установлено, что для качественной передачи этих сигналов в циф-
ровом виде без применения методов сокращения избыточности сообщений требуются
высокоскоростные системы. Скорость передачи сигналов в этих системах составляет:
для речи - 64 кбит/с, для звукового вещания - 350-600 кбит/с, а для сигналов цветного
ТВ-до 216 Мбит/с.
Для цифровых систем необходимая полоса частот канала связи увеличивается в де-
сятки раз по сравнению с той, которая нужна для передачи звуковых и видеосигналов в
аналоговом виде. С целью сокращения полосы частот, необходимой для создания циф-
ровых систем связи, начиная с середины XX столетия выполняются многочисленные
исследования и разработки, направленные на решение проблем сокращения избыточ-
ности сообщений.
ГЛАВА ПЕРВАЯ 43

5.1. Уплотнение каналов радиосвязи
Первые опыты по частотному уплотнению радиоканалов были осуществлены в США
еще в 1914 году. После изобретения метода модуляции ОБП во многих странах велись
разработки многоканальных радиосистем, использующих этот вид модуляции. В СССР
первая такая работа была выполнена в 1935 году под руководством В.А. Котельникова.
В этом же году в СССР была предложена система связи с многостанционным доступом
и частотным разделением каналов (МДЧР), в которой отдельные каналы не закрепля-
лись за абонентами. В этой системе абоненты имели возможность свободного доступа к
отдельным частотным каналам, находящимся в пределах полосы частот, выделенной
для работы многоканальной системы связи. Принцип свободного доступа существенно
повышал эффективность использования этой полосы, и с 60-х годов XX столетия он
начал широко использоваться в системах подвижной и спутниковой связи.
Советские ученые в 1941 году предложили применение метода ЧУ для создания
многоканальных систем радиосвязи с ЧМ. Такие системы получили в XX веке широ-
чайшее применение в радиорелейной связи.
С начала 60-х годов различные методы многостанционного доступа начинают при-
меняться в системах спутниковой связи. Разрабатываются многоканальные системы
«один канал на несущую - ОКН», в которых абоненты, используя ЧМ, имеют свобод-
ный доступ к любому из узкополосных частотных каналов системы. Позднее разраба-
тывается цифровая система SPADE, в которой на каждой несущей методом ОФМ-ИКМ
передаются речевые сигналы. В этой системе предусмотрено выключение несущей в
паузах речи, что позволяет увеличить число одновременно передаваемых через нели-
нейный спутниковый ретранслятор каналов до 800.
Создание спутниковых систем многостанционного доступа с временным разделением
(МДВР) относится к 70-м годам. Эти системы весьма перспективны и также широко
применяются в современной технике связи. В частности, они применяются в системах
сотовой подвижной связи второго поколения, а также в радиорелейных линиях связи.
В 60-х годах в спутниковой связи начинают применяться системы многостанцион-
ного доступа с кодовым разделением (МДКР) каналов. В этих системах применяются
широкополосные сигналы с большой базой, что позволяет многим абонентам, исполь-
зующим такие сигналы с различной структурой, работать в общей полосе частот, не
создавая друг другу ощутимых помех. Этот вид уплотнения оказался весьма эффектив-
ным, и в настоящее время он применяется в системах спутниковой и наземной, фикси-
рованной и подвижной связи.
Хронология
► 1914 год - опыты по частотному уплотнению радиоканала (США - Р.А. Хей-
синг).
► 1918 год - создание первой системы проводной связи с частотным уплотне-
нием сигналами с ОБП (США).
44 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

► 1935 год - создание в СССР однополосной многоканальной системы переда-
чи сигналов телефонии и телеграфии (В.А. Котельников, А.В. Черенков,
А.Ф. Ганин)
► 1935 год - изобретение метода МДЧР (СССР - М.П. Долуханов)
► 1941 год изобретение многоканальной системы связи ЧУ-ЧМ (СССР
И.С. Гоноровский, В.И. Сифоров)
► 1964 год создание опытной спутниковой системы МДВР-ИКМ (США
фирма COMSAT)
► 1964 год создание спутниковой системы связи МДКР-ИКМ (США
Г Блэсбарг, Д. Фридман, Р Киилер).
► 1969 год создание спутниковой системы «SPADE»-Mfl4P-HKM (США
А. Вере)
► 1970 год создание спутниковой системы SMAX МДВР-ИКМ (Япония
С. Накамура, С. Кондо, Ю. Иноге).
5.2. Сокращение избыточности при передаче звуковых сигналов
5.2.1. Речевые сигналы
Речевые сигналы занимают полосу частот, равную примерно 3 кГц. Для их передачи с
высоким качеством в цифровом виде с помощью ИКМ требуется канал связи со скоро-
стью передачи 64 кбит/с. Устранение избыточности речевых сигналов позволяет
уменьшить эту скорость. Одним из методов сокращения избыточности сигналов речи
является применение адаптивной ДИКМ. В этом методе осуществляется преобразова-
ние в цифровую форму разности между передаваемым отсчетом сообщения и его пред-
сказанным значением по нескольким предыдущим отсчетам. Применение ДИКМ по-
зволяет для речевых сигналов сократить необходимую скорость передачи в 2-4 раза.
Уменьшить избыточность сигналов речи можно и с помощью вокодерной техники.
Первое изобретение вокодера, позволявшего сократить избыточность речевых сигна-
лов, было сделано в 1939 году американским инженером Г Дадли. В течение многих
лет инженеры США, России, Франции, Японии и других стран работали над совершен-
ствованием вокодеров.
В вокодерах путем анализа речевого сигнала голосовой тракт моделируется форми-
рующим фильтром, возбуждаемым импульсным и шумовым сигналами. В процессе
анализа определяются основные параметры речевого сигнала - параметры формирую-
щего фильтра и частота основного тона речи, определяющая частоту импульсного воз-
действия. Эти параметры изменяются медленно, и для их передачи требуется скорость
4.8-16 кбит/с.
Вокодеры широко применяются в современных системах подвижной связи. В сис-
теме сотовой подвижной связи стандарта GSM применяется вокодер с многоимпульс-
ным возбуждением и линейным кодированием с предсказанием.
ГЛАВА ПЕРВАЯ 45

Над проблемами создания вокодерной техники активно работали многие советские
ученые: А.П. Петерсон, А.С. Пирогов, М.А. Сапожков, Н.Н. Акинфиев, СП. Баронин,
В.Е. Муравьев, Ю.К. Трофимов, А.И. Куштуев и др. Современные методы компрессии
речевых сигналов позволяют повысить эффективность использования канала связи в
15-30 раз. Вокодеры находят применение не только в системах подвижной и спутнико-
вой связи, но и в устройствах запоминания речи, криптографии речевых сигналов, в
устройствах автоматического распознавания речи и т. п.
Повысить приблизительно в 2 раза эффективность использования каналов связи в
многоканальных системах, по которым передаются сигналы речи, возможно и более
простыми методами, без применения в каждом канале вокодеров. Этого можно дос-
тичь, используя то обстоятельство, что каждый абонент занимает канал только 40%
времени, в течение которого он говорит. Первой подобной системой, в которой паузы
речи использовались для увеличения пропускной способности каналов связи, была ана-
логовая 48-канальная система TASI, созданная в 1957 году для подводной кабельной
телефонной связи между Европой и Америкой.
В 1978 году в СССР был разработан цифровой аналог системы TASI, названный
блочной ИКМ (БИКМ). В системе БИКМ сигнал каждого канала длительностью 2 мс
методом ИКМ преобразуется в цифровую форму, и из всех отсчетов этого сигнала ис-
ключаются старшие разряды, имеющие значения логического нуля. Данный метод дает
экономию в числе передаваемых по каналу связи битов за счет того, что в нем учиты-
ваются не только паузы между словами и слогами, как в системе TASI, но и распреде-
ление уровней речевых сигналов. Он нашел применение в цифровых многоканальных
системах передачи сообщений по радиорелейным и спутниковым каналам связи. При-
менение БИКМ в цифровых системах связи со скоростью передачи 2048 кбит/с удваи-
вает их пропускную способность, позволяя передавать по ним не 30, а 60 ТФ каналов с
высоким качеством, удовлетворяющим Рекомендациям МСЭ.
5.2.2. Сигналы звукового вещания
Сигнал звукового вещания занимает полосу частот порядка 15 кГц и имеет значитель-
ный динамический диапазон (75 дБ). Для качественной передачи такого сигнала по
цифровым каналам связи необходимо применение 16-разрядной ИКМ. При этом ско-
рость цифрового потока при преобразовании сигнала ЗВ вещания с помощью линейной
ИКМ составляет 512 кбит/с.
Для сокращения избыточности вещательных сигналов в современной технике при-
меняется несколько методов. В 1980 году в компании Би-Би-Си была создана система
NICAM (Near Instantaneous Companded) - система ИКМ с почти мгновенным компан-
дированием для сокращения избыточности сигналов звукового вещания. Ее также на-
зывают системой ИКМ с масштабирующими множителями. Заложенные в ней принци-
пы сокращения избыточности по существу мало отличаются от изобретенной несколь-
ко раньше системы БИКМ. Применение мгновенного компандирования сигнала и вве-
дение масштабных коэффициентов для блоков из последовательных 32 отсчетов позво-
ляет уменьшить количество двоичных разрядов на один отсчет с 16 до 9.
Использование ДИКМ с введением масштабирования для блоков отсчетов также
позволяет сократить количество двоичных разрядов на один отсчет до 9. При этом ско-
46 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

рость цифрового потока при преобразовании монофонического сигнала ЗВ вещания
уменьшается до 320 кбит/с.
Значительным успехом в сокращении избыточности сигналов звукового вещания
явилась разработка в 1989 году метода MUSICAM, включенного в стандарт MPEG
(Moving Picture Expert Group), который предназначен для сокращения избыточности ТВ
сигнала, включая сигнал звукового сопровождения. В системе MUSICAM вещательный
сигнал разбивается на 32 парциальные полосы частот. Преобразование сигналов каж-
дой полосы частот в цифровые потоки с помощью ИКМ осуществляется в соответствии
с управляющими сигналами психоакустической модели восприятия человеком звуко-
вых сигналов. При этом количество двоичных разрядов на один отсчет сокращается до
2. Система позволяет сократить скорость цифрового потока, необходимого для переда-
чи сигналов моновещания, до 100 кбит/с. В цифровом потоке со скоростью 256 кбит/с
возможна передача стереопрограммы с качеством компакт-диска.
Хронология
► 1939 год - изобретение полосного вокодера (США - Г Дадли).
► 1956 год создание формантного вокодера (США Дж. Флаган, К. Го-
вард)
► 1957 год - создание гармонического вокодера (СССР - АА. Пирогов)
► 1959 год - создание системы TASI (США - К. Булингтон и М.Фразер)
► 1962 год - разработка корреляционных методов сжатия спектра речи (США
- М. Шредер)
► 1978 год - создание системы БИКМ (СССР - В.П. Кокошкин)
► 1980 год - разработка системы NICAM для сокращения избыточности сигна-
лов звукового вещания (Великобритания - К.Р Кайн и Ю.В. О'Кларей)
► 1988 год разработка высокоэффективной системы MUSICAM для сжатия
сигнала звукового вещания.
5.3. Сокращение избыточности при передаче ТВ сигналов
Огромная работа во второй половине XX века была выполнена исследователями раз-
ных стран по разработке методов сжатия ТВ сигналов. Сокращение полосы частот та-
ких сигналов обусловлено тем, что ТВ сигнал обладает большой избыточностью, так
как имеются незначительные отличия двух последовательных кадров изображения и в
каждом кадре имеются значительные однотонные участки. Эта избыточность приводит
к особенностям спектра ТВ сигнала, которые могут быть использованы для сокращения
полосы частот канала связи, требуемой для передачи ТВ сигнала. Такое сокращение
возможно за счет использования статистических свойств изображения и психофизиоло-
гических особенностей визуального восприятия человека.
ГЛАВА ПЕРВАЯ 47

Первым исследованием, в котором было показано, что ТВ сигнал имеет значитель-
ную избыточность, так как основная энергия его спектра, имеющего линейчатую
структуру, расположена на гармониках строчной и кадровой частоты, явилась работа,
выполненная в 1934 году американскими инженерами П. Мертцом и Ф. Греем.
В 1950 году в США инженер Р Дом предложил использовать частотное уплотнение
спектра ТВ сигнала дополнительной информацией, передаваемой на поднесущей, час-
тота которой выбиралась нечетно-кратной половине частоты строк, то есть она распо-
лагалась в середине между гармониками строчной частоты. Эти исследования в после-
дующем были использованы при выборе частоты поднесущих для передачи сигналов
цветности в спектре черно-белого ТВ сигнала. На этом принципе основаны все совре-
менные стандарты цветного ТВ (NTSC, PAL, SECAM).
В СССР первые исследования возможностей сокращения избыточности ТВ сигнала
были проведены в конце 50-х годов Н.Г Дерюгиным и Д.С. Лебедевым.
Одна из ранних идей использования линейчатого характера спектра ТВ сигнала со-
стояла в том, чтобы в одном частотном канале передавать две ТВ программы, при этом
спектр второго ТВ сигнала инвертировался и помещался в промежутки между частот-
ными составляющими спектра первого ТВ сигнала. Разделение двух сигналов осущест-
влялось с помощью гребенчатых фильтров. Этот метод не нашел практического приме-
нения, но через тридцать лет на основе этих идей были созданы две современные ана-
логовые системы передачи ТВ сигналов высокой четкости (ТВЧ).
Одна из них была разработана в Японии (MUSA Multiple Sub-Nyquist Sampling
Encoding), а другая - во Франции (HD-MAC). Суть сжатия спектра в этих системах со-
стоит в том, что частотные составляющие, лежащие в верхней области спектра исход-
ного ТВ сигнала, помещаются в промежутки между частотными составляющими, нахо-
дящимися в средней части исходного спектра. В системе MUSA достигалось сжатие
спектра исходного ТВЧ сигнала в 3 раза (до 8.1 МГц), а в системе HD-MAC - в 1.5 раза
(до 11 МГц). В обеих системах использовалась последовательная передача сигналов
яркости, цветности, звукового сопровождения и сигналов синхронизации.
Будущее развитие систем передачи видеосигналов связано с применением цифро-
вых методов их обработки, дающих сокращение скорости цифрового потока, необхо-
димого для передачи этих сигналов с высоким качеством. В большинстве этих методов
используется ДИКМ. При этом осуществляется предсказание каждого элемента изо-
бражения на основе взвешенной комбинации предыдущих отсчетов, расположенных
вблизи от него. В канал связи передается разность между предсказанным и истинным
значением этого элемента. Эта разность незначительна вследствие высокой корреляции
соседних элементов изображения, и для ее передачи в цифровой форме необходимо
значительно меньшее количество битов, нежели это требуется для преобразования в
цифровую форму его исходных отсчетов. Применяется также и субнайквистовое коди-
рование, когда отсчеты по вертикальной, горизонтальной и временной оси изображения
передаются с частотой, меньшей, чем 1/2W, где W полоса частот изображения. На
приеме восстановление недостающих элементов осуществляется путем интерполяции.
В стандартах MPEG для сжатия сигналов изображения учитывается также то, что
большая часть изменений изображения от кадра к кадру является следствием смещений
малых областей изображения в предыдущем кадре. Определив для каждой области это
48 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

смещение (вектор движения), можно существенно повысить точность предсказания
элементов изображения и, в итоге, сократить избыточность передаваемого сигнала.
Использование ДИКМ позволяет сократить цифровой поток для цветного ТВ сиг-
нала до 50-70 Мбит/с. Применение адаптивной ДИКМ с использованием межполевого
и межкадрового предсказания позволяет сократить этот поток до 30 Мбит/с.
Использование алгоритмов компенсации движения и кодирования блоков элемен-
тов изображения с помощью косинус-преобразования или преобразования Адамара да-
ет возможность сократить цифровой поток вещательного ТВ сигнала до 6 Мбит/с.
Этот цифровой поток путем применения многопозиционных сигналов (например,
КАМ-16) можно передать в полосе частот 1.5-2 МГц, что позволяет в полосе частот
стандартного канала наземного ТВ вещания разместить 4-5 цифровых ТВ программ.
Хронология
► 1934 год установление тонкой структуры частотного спектра сигнала
изображения (США - П. Мертц и Ф. Грей).
► 1950 год - открытие метода частотной синхронизации, позволяющего уплот-
нить спектр ТВ сигнала путем передачи сигналов на поднесущих, частота ко-
торых выбирается равной нечетно-кратной половине частоты строк (США
Р Дом)
► 1957 год экспериментальные исследования спектра мощности и функции
корреляции ТВ сигнала (СССР - Н.Г Дерюгин).
► 1958 год исследования возможностей применения статистического коди-
рования ТВ сигналов (СССР - Д.С. Лебедев).
► 1984 год - разработка системы MUSE (Япония).
► 1986-1990 годы - разработка методов сокращения цифрового потока для ТВ
сигналов (Япония, Франция, США, СССР, Германия, Италия и др.).
► 1988 год - разработка европейской системы HD-MAC.
► 1989 год завершение начатой в 1988 году разработки международной
группой экспертов стандарта MPEG-1 для сжатия ТВ сигнала и стандарта для
сжатия сигнала звукового сопровождения (MUSICAM).
► 1991 год - разработка метода сокращения избыточности цифрового сигнала
ТВЧ до 25 Мбит/с.
► 1994 год - разработка и широкое внедрение в современную технику цифро-
вого ТВ вещания стандарта MPEG-2 - усовершенствованной версии ранее
разработанного стандарта MPEG-1.
► 1998 год разработка стандарта MPEG-4, дающего большее сжатие сигна-
лов ТВ и звукового сопровождения, нежели стандарт MPEG-2.
ГЛАВА ПЕРВАЯ 49

6. Вещание
Было время, когда дома не имели окон. Тем, кто не
жил в пещерах и в палатке, трудно представить,
что это такое. В наше время в течение жизни од-
ного поколения в наиболее развитых странах каж-
дый дом получил новое окно невероятной магиче-
ской силы - телевизионный экран. То, что сначала
казалось просто одним из роскошных излишеств, за
исторически ничтожный срок стало жизненной
потребностью.
Артур Кларк
Одно из наиболее значительных достижений человечества в XX столетии - создание и
развитие систем звукового и телевизионного вещания. Эти системы играют огромную
роль в жизни современного общества, давая возможность практически каждому чело-
веку быть в курсе всех происходящих в мире событий и способствуя широкому распро-
странению новейших достижений культуры и науки. По своему значению для челове-
ческой цивилизации радиовещание имеет огромное значение, не меньшее, чем изобре-
тение книгопечатания в XVI веке. Именно благодаря широкому распространению зна-
ний с помощью печатных изданий за прошедшие столетия мир столь значительно из-
менился в культурном, образовательном и политическом отношении.
Русский историк Н.М. Карамзин так оценил роль книгопечатания: «История ума
представляет две главные эпохи: изобретение букв и типографии, все другие были
следствием».
Радиовещание открыло третью эпоху «истории ума». В XX столетии оно явилось
мощным катализатором интеллектуального и политического развития человеческого со-
общества. Несомненно, что в XXI веке его роль в жизни общества еще более возрастет.
6.1. Звуковое вещание
Первые опыты по передаче с помощью радио сигналов звукового (ЗВ) вещания прово-
дились еще в начале XX столетия. Они связаны с именами американских инженеров
Фессендена и Ли де Фореста. В 20-х годах начинается интенсивное строительство ра-
диовещательных (РВ) станций во многих странах мира. Первые РВ станции работали в
диапазоне длинных волн и использовали амплитудную модуляцию. В системах AM
вещания, которые и в настоящее время распространены весьма широко, звуковые сиг-
налы передаются в полосе частот 5 кГц. Столь узкая полоса частот и взаимные помехи
между многочисленными AM станциями, использующими один и тот же частотный ка-
нал, не позволяют обеспечить прием вещательных программ с высоким качеством.
Из-за интенсивного внедрения станций AM вещания сразу же возникла проблема
устранения помех между разными станциями. Это могло быть достигнуто путем повы-
шения стабильности частоты РВ станций, снижения уровней внеполосных излучений и
50 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

улучшения избирательности приемников. До середины XX столетия инженеры интен-
сивно работали над решением этих проблем.
Для AM вещания в диапазонах НЧ, СЧ и ВЧ в настоящее время выделено всего 135
частотных каналов, в которых общее число действующих в разных странах передатчи-
ков составляет примерно 3000. Суммарная мощность этих передатчиков колоссальна и
составляет около 50 МВт. Таким образом, насыщенность этих диапазонов частот рабо-
тающими станциями AM вещания весьма велика.
Здание первой мощной радиовещательной станции ВЦСПС (1929 г )
Для повышения эффективности использования радиочастотного спектра в сетях
AM вещания английским ученым Т.Л. Эккерслеем в 1929 году было предложено созда-
вать синхронные сети, в которых все передающие станции сети, обслуживающие опре-
деленную территорию, работают на одной частоте с весьма высокой стабильностью и
передают одну и ту же программу. В таких сетях существенно снижаются необходимые
защитные отношения для полезных сигналов в зоне обслуживания одной РВ станции,
поэтому возможно в одном частотном канале организовать вещание на весьма значи-
тельной территории. Синхронные сети были созданы только в нескольких странах (Ве-
ликобритании, Франции, Германии и Японии). Однако из-за того, что в большинстве
стран вещательные станции являлись частными и передавали разные программы, син-
хронные сети широкого распространения не получили. В США их создание было за-
прещено антимонопольным законом.
В СССР, где распространение центральных вещательных программ на всей терри-
тории страны являлось важной государственной задачей, синхронные сети в диапазоне
СЧ начали создаваться в 1950 году. Использование синхронных сетей позволяло при-
менять в них маломощные передатчики и исключить в темное время суток нелинейные
и частотные искажения в зонах интерференции земного и пространственного луча. За-
метно повышалась также и надежность вещания.
ГЛАВА ПЕРВАЯ 51

Из-за быстрого увеличения количества работающих в эфире AM вещательных
станций и роста взаимных помех качество приема сигналов было достаточно низким.
Исследования Э.Г Армстронга, выполненные в 1936 году, показали перспективность
применения в сетях вещания ЧМ, так как в этих сетях обеспечивается значительно бо-
лее высокое качество приема вещательных сигналов, нежели в сетях AM вещания, и
более просто решаются вопросы обеспечения их электромагнитной совместимости
(ЭМС). В системах ЧМ вещания значительно (до 15 кГц) расширялась полоса частот
передаваемых вещательных сигналов. С 40-х годов во всех странах в диапазоне метро-
вых волн (ОВЧ) начинается создание сетей ЧМ вещания.
Повышение качества радиовещания всегда было и остается весьма важной задачей.
Одним из путей ее решения было создание стереофонических систем, в которых, по
сравнению с монофоническим воспроизведением звука, достигается большая естест-
венность звучания музыкальных программ. В СССР первые опыты по созданию сте-
реофонических систем воспроизведения музыкальных программ были проведены еще в
30-х годах под руководством профессора И.Е Горона. В стереосистемах для передачи
по каналу связи формируются сигналы в двух разнесенных в пространстве микрофонах
правом и левом (формирующих сигналы А и В). Необходимая полоса частот канала
связи для этих систем значительно шире, нежели для AM вещания и поэтому организа-
ция стереовещания началась в сетях ОВЧ-ЧМ вещания.
В 50-х годах в разных странах было предложено более тридцати различных систем
стереовещания. В эти годы в США, Японии, СССР и в других странах были проведены
обширные экспериментальные исследования подобных систем. В Великобритании ис-
следовались системы с импульсной модуляцией и временным разделением стереокана-
лов, в США некоторое время применялась система Кросби, в которой разностный сиг-
нал (А-В) модулировал поднесущую по частоте. Однако в результате выполненных ис-
следований в США в 1961 году была принята система, разработанная фирмами «Зенит»
и «Дженерал Электрик». В этой системе на нижних частотах передавался суммарный
сигнал правого и левого микрофона (А+В), а на поднесущей методом AM - разностный
сигнал (А-В) стереопрограммы. Сама поднесущая подавлялась. Поэтому для ее восста-
новления на приеме передавался пилот-сигнал, частота которого (19 кГц) была в два
раза ниже частоты поднесущей. Данная система получила широкое распространение во
многих странах.
В СССР под руководством профессора Л.М. Кононовича была разработана и вне-
дрена в 1963 году система с полярной модуляцией, изобретенной в 1939 году А.И. Кос-
цовым. В этой системе частота поднесущей была выбрана равной 31.25 кГц. Ее поло-
жительные полупериоды модулируются сигналом А, а отрицательные - сигналом В. В
60-х годах в сетях ОВЧ-ЧМ вещания во многих странах начинает внедряться система
стереофонического вещания. В СССР, США и Японии в 70-х годах для повышения ка-
чества передачи музыкальных программ разрабатываются аналоговые системы 4-
канального стереовещания (квадрофония). Однако такие системы распространения не
получили.
Совершенствование систем вещания в конце XX столетия идет по пути разработки
цифровых систем, в которых может быть обеспечено весьма высокое качество воспро-
изведения речи и музыки. Цифровые РВ системы позволяют создавать сети вещания с
высокой эффективностью использования радиочастотного спектра.
52 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

В конце 60-х годов цифровые методы передачи начинают внедряться на линиях
распределения ЗВ программ. При этом применяется ИКМ, и монофонический сигнал
ЗВ преобразуется в цифровой поток со скоростью, примерно равной 512 кбит/с. Этот
цифровой поток включает в себя как информационные, так избыточные символы, обра-
зуемые при применении кода БЧХ, исправлявшего информационные символы, приня-
тые с ошибками. Применение метода почти мгновенного компандирования для сокра-
щения избыточности сигналов ЗВ вещания позволяет сократить скорость цифрового
потока до 320 кбит/с. В 80-х годах для распределения программ ЗВ вещания по кабель-
ным, аналоговым радиорелейным и спутниковым линиям связи используются цифро-
вые методы передачи. Типовой являлась система объединения в один цифровой поток
со скоростью 2 Мбит/с нескольких (до семи) стерео- и моновещательных программ ЗВ.
Этот поток передается на поднесущей, модулируемой методом ОФМ или ДОФМ. Пе-
редача сигналов ЗВ вещания осуществляется в верхней части частотного спектра ана-
логовой системы передачи.
В конце 80-х годов в Германии и Японии в диапазоне 12 ГГц создаются спутнико-
вые системы непосредственного ЗВ вещания с использованием цифровых методов пе-
редачи. В этих системах в полосе частот одного спутникового ствола передается общий
цифровой поток со скоростью порядка 25 Мбит/с, в котором методом ВУ размещены
цифровые потоки порядка пятидесяти моновещательных (или двадцати пяти стереове-
щательных) программ, передаваемых с качеством компакт-дисков. Передача этого по-
тока осуществляется методом ОФМ или ДОФМ. В Европейском вещательном союзе
(EBU) была разработана система MAC/packet. Система MAC была разработана для пе-
редачи ТВ сигналов методом ЧМ. Подробнее о ней будет сказано в следующем разделе.
В системе MAC/paket площадь телевизионного кадра, обычно заполняемая видеосигна-
лом, заменяется пакетами данных или цифровыми потоками программ ЗВ вещания.
В существующих наземных сетях ЗВ вещания невозможно передавать высокоско-
ростные цифровые потоки, так как они используют сравнительно узкополосные радио-
каналы. В США и в европейских странах в 80-е годы ведутся разработки новых систем
наземного цифрового ЗВ вещания. В СССР в начале 80-х годов в диапазоне 100 МГц
была разработана и экспериментально испытана одна такая система. В этой системе для
сокращения избыточности ЗВ сигналов применялась ИКМ с мгновенным компандиро-
ванием, она позволяла передать на одной несущей методом ДОФМ пять стереопро-
грамм (или две моно- и четыре стереопрограммы) и занимала полосу 4 МГц.
В начале 90-х годов европейские страны объединяют свои усилия в разработке пер-
спективной системы цифрового звукового вещания (DAB - Digital Audio Broadcasting),
и в 1994 году эта разработка завершается. В ряде стран Европы, Азии и Америки в 1996
году началась опытная эксплуатация наземных сетей вещания стандарта DAB, в кото-
ром используется метод модуляции COFDM. В этой системе для устранения избыточ-
ности ЗВ сигналов используется метод MUSICAM. Ширина полосы частот, занимаемая
одним частотным каналом, в этой системе составляет 1.5 МГц. Сети DAB по эффек-
тивности использования РЧС существенно превосходят сети ОВЧ-ЧМ вещания, по-
скольку, во-первых, в этих сетях упрощается обеспечение ЭМС между разными стан-
циями, работающими в сети, а во-вторых, в этих сетях возможна реализация идеи соз-
дания синхронных одночастотных сетей, покрывающих значительные регионы страны.
В одном канале системы DAB могут быть переданы до шести стереофонических про-
ГЛАВА ПЕРВАЯ 53

грамм с качеством компакт-дисков. За последние несколько лет опытные сети DAB
созданы в большинстве европейских стран, а также в Канаде, Китае, Гонконге, Индии,
Малазии, Японии, Южной Африке и в некоторых других странах. В первом десятиле-
тии XXI века в сетях вещания во многих странах будет осуществлен переход от анало-
говых систем к цифровым.
Хронология
► 1906 год - первый опыт передачи речи и музыки по радио с помощью ма-
шин высокой частоты (Р Фессенден).
► 1906-1910 годы - опыты передачи речи и музыки с помощью дуговых пере-
датчиков (Ли де Форест)
► 1915 год - опыты по передаче речи и музыки с помощью ламповых передат-
чиков (Ли де Форест).
► 1920 год - начало AM звукового вещания в США.
► 1922 год начало регулярного AM звукового вещания в Великобритании и
Франции.
► 1923 год - начало регулярного AM звукового вещания в Германии.
► 1924 год начало регулярного AM звукового вещания в СССР (М.А. Бонч-
Бруевич, А.Л. Минц).
► 1929 год предложение П.П. Эккерслея о синхронной работе вещательных
передатчиков на средних волнах.
► 1930-1932 годы исследования вопросов создания синхронных сетей ЗВ
вещания (Великобритания - П.П. Эккерслей; США - К.Б. Айкен; Германия -
Ф. Герц; СССР - К.М. Косиков).
► 1929-1930 год - создание синхронных сетей ЗВ вещания в Великобритании
и Германии.
► 1931 год - опыты по ЗВ вещанию на метровых волнах (СССР - Б.А. Введен-
ский).
► 1936 год - экспериментальные исследования системы ЗВ вещания с исполь-
зованием ЧМ (США - Э.Г Армстронг).
► 1941 год - начало вещания с использованием ЧМ (США).
► 1946 год - начало ЧМ радиовещания в СССР
► 1955 год - опытная передача стереофонических программ по радио в СССР
(Н.С. Куприянов).
► 1958 год - создание системы стереовещания, в которой разностный сигнал
передавался на поднесущей частоте методом ЧМ (США - М.Дж. Кросби).
► 1959 год разработка системы звукового стереофонического вещания
полярной модуляцией (СССР Л.М. Кононов) и с пилот-тоном (США
Л. Кан)
54 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

► 1960 год - создание синхронных сетей ЗВ вещания в Японии.
► 1961 год - начало внедрения стереофонического ЧМ вещания в США.
► 1963 год - внедрение в эксплуатацию цифровых методов передачи ЗВ про-
грамм с использованием ИКМ по каналам связи (СССР)
► 1963 год - начало внедрения стереофонического ЧМ вещания в СССР
► 1967-1980 годы - внедрение цифровых методов передачи с помощью ИКМ
сигналов вещания по спутниковым трактам распределения ЗВ программ, а
также передача программ ЗВ вещания и полос газет в системе «Орбита-РВ»
(СССР - О.С. Тихонов, Г.В. Рабинович, Е.Я. Чеховский, Л.Я. Кантор).
► 1970-1980 годы исследования и внедрение синхронного вещания в СССР
(А.А. Пирогов, Н.М. Санкин, Г.Я. Тимофеева, С.С. Гейнце).
► 1970-1976 годы - разработка квадрафонических аналоговых систем вещания
(США, Япония, СССР)
► 1982-1984 годы разработка и экспериментальные исследования системы
наземного цифрового вещания в СССР (М.У Банк, В.М. Колесников,
Ю.Б. Окунев, Л.М. Финк, М.Я. Лесман)
► 1985-1989 годы - разработка и внедрение системы DSR непосредственного
цифрового спутникового звукового вещания и передачи данных (Германия)
► 1988 год - разработка многоканальной системы DSR (Япония)
► 1994 год - завершены разработки европейской системы DAB для наземного
и для непосредственного спутникового цифрового звукового вещания.
► 1996 год - создание в ряде европейских стран опытных сетей наземного ве-
щания по стандарту DAB.
6.2. Телевизионное вещание
Зарождение электронных систем телевизионного вещания относится к 1907 году и свя-
зано с именем русского ученого Б.Л. Розинга, который предложил использовать для
преобразования изображения в электрический сигнал трубку Брауна и последователь-
ную электрическую развертку. В XX веке произошел огромный прогресс в создании
техники и сетей ТВ вещания. Этот прогресс обусловлен самоотверженным трудом не-
скольких поколений ученых и инженеров многих стран. Значительный вклад в созда-
ние ТВ систем внесли специалисты США, Германии, России, Франции, Японии, Венг-
рии, Польши и др.
До начала 30-х годов разрабатывались в основном механические ТВ системы, в ко-
торых формирование электронного сигнала изображения осуществлялось с помощью
диска Нипкова, изобретенного в 1884 году и осуществлявшего разложение передавае-
мого изображения на последовательные элементы. Одна из таких систем ТВ вещания
была создана в СССР в 1929 году под руководством В.И. Архангельского в лаборато-
рии одного из крупнейших советских ученых в области телевидения П.В. Шмакова. В
этой системе использовались параметры развертки 30 строк и 12.5 кадров/с. В ней ТВ
сигнал занимал полосу частот, равную всего 7.5 кГц, и передавался по радиоканалу на
ГЛАВА ПЕРВАЯ 55

частоте 1 МГц, а звуковое сопровождение - на
частоте 500 кГц. В 20-х годах в США, СССР,
Франции, Германии и других странах разраба-
тываются передающие телевизионные трубки и
появляется возможность создания полностью
электронных ТВ систем. Опытные полностью
электронные ТВ системы впервые создаются в
1930 году в США и Германии. В СССР создание
ТВ центров и первые опытные передачи ТВ ве-
щания в Москве (343 строки) и Ленинграде (240
строк) начались в 1937 году. Необходимая ши-
рина полосы частот радиоканала для такой пе-
редачи составляла примерно 1.5 МГц.
Современные стандарты на системы черно-
белого ТВ вещания в разных странах создаются
в 40-х годах. Для развития сетей ТВ вещания
был выделен диапазон метровых и дециметро-
вых волн.
В СССР внедрение таких систем начинается
в 1948 году с реконструкции Московского ТВ
центра на используемый и сегодня стандарт 625
строк, 25 кадров/с и 50 полей/с (полоса частот
радиоканала составляет 6.5 МГц). Он был при-
нят в 1952-1953 годах в качестве международно-
го стандарта многими странами Европы, а также
Австралией.
Появления первых идей создания систем пе-
редачи по каналам электросвязи цветного изо-
бражения относится к началу XX века. В 1900
году русский ученый А.А. Полумордвинов на
основе трехкомпонентной теории цветовосприя-
тия создал первый проект механической ТВ сис-
темы с последовательной передачей цветов. В
1908 году другой русский ученый И.А. Адамян
предложил проект двухцветной механической
ТВ системы с одновременной передачей цветов.
Современные системы цветного ТВ вещания
стандартов NTSC, PAL и SECAM были разрабо-
таны в 50-60-х годах XX века, а в 1966 году на
международной конференции МЭС в Осло было
рекомендовано их применение. В европейских
странах ширина полосы частот, выделенная для
передачи ТВ сигнала, составляет 8 МГц. В СССР
на сети ТВ вещания с 1967 года начинает вне-
дряться система цветного ТВ стандарта SECAM.
Сравнительная высота ряда
высотных сооружений и
телевизионных башен мира:
башня Шухова (Москва),
небоскреб «Эмпайр стейт
билдинг» (Нью-Йорк);
Московский государственный
университет; Эйфелевая
башня (Париж), телевизионная
башня в Штутгарте (Германия);
башня Московского телецентра
56 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

Все страны испытывают дефицит частотных каналов для организации наземной се-
ти ТВ вещания. Повысить эффективность использования РЧС можно, увеличив зону
обслуживания одним ТВ передатчиком. Для этого его следует разместить на большой
высоте над поверхностью Земли. В 1937 году известный советский специалист в облас-
ти телевидения профессор П.В. Шмаков предложил использовать ТВ передатчики, ус-
тановленные на борту самолета, для организации ТВ вещания на большую территорию.
Однако в те годы эта идея не была реализована.
К идее применения летательных аппаратов для трансляции ТВ сигналов ученые
возвращались в 70-х и в конце 90-х годов. В России в 1978 году в Научно-
исследовательском институте радио был разработан проект организации ТВ вещания
с использованием дирижаблей. В начале 70-х годов в некоторых странах (Турция,
США) идея самолетной ретрансляции нашла свое воплощение, так как таким образом
оказалось экономически наиболее выгодным организовать ТВ вещание общеобразо-
вательных программ. Хотя идея использования летательных аппаратов в ТВ вещании
широкого развития не получила, в конце XX века на ее основе был разработан гран-
диозный проект «Sky Station», о котором будет рассказано ниже. По этому проекту в
начале XXI столетия должна быть создана глобальная система фиксированной связи,
услугами которой смогут пользоваться около одного миллиарда абонентов.
На другой метод повышения эффективности использования РЧС, названный сме-
щением несущих частот (СНЧ), в 1956 году указал американский инженер В. Беренд.
Метод СНЧ основывается на том, что спектр ТВ сигнала имеет линейчатую структуру.
Поэтому сдвиг несущих соседних стан-
ций, работающих в одном и том же час-
тотном канале, на частоту, нечетно-
кратную половине кадровой или строч-
ной частоты, при высокой стабильности
несущей частоты передатчиков позволя-
ет обеспечить условия, при которых за-
щитные отношения сигнал/помеха для
этих станций могут быть существенно
снижены. Это в свою очередь позволяет
уменьшить необходимый территориаль-
ный разнос между ТВ станциями.
С 1967 года начинают создаваться
спутниковые системы ТВ вещания. В
СССР создается первая в мире система
«Орбита», позволившая осуществлять
подачу центральных ТВ программ в
отдаленные районы нашей страны. Сеть
станций «Орбита» дала возможность
охватить ТВ вещанием практически всю
огромную территорию СССР С этого
времени системы спутникового ТВ ве-
щания получают широкое развитие во
всем мире.
I
Земная передающая станция сети «Орбита»
ГЛАВА ПЕРВАЯ 57

В системах спутникового ТВ вещания до 90-х годов для передачи сигналов приме-
нялась ЧМ. При этом передача звукового сопровождения на ЧМ поднесущей, как это
принято в системах наземного ТВ вещания, оказалась затруднительной из-за низкой
помехоустойчивости приема сигналов звукового сопровождения. Поэтому был разра-
ботан ряд других методов, использующих интервалы строчных гасящих импульсов ТВ
сигнала для передачи звуковых сигналов. При этом использовалась ШИМ либо цифро-
вые методы передачи. В СССР соответствующие теоретические исследования и разра-
ботки были выполнены в 60-80-х годах учеными СИ. Катаевым, Ю.Б. Зубаревым,
В.М. Цирлиным, Л.А. Севальневым и В.Т. Хоробрых. Позже сигналы звукового сопро-
вождения передавались на ЧМ поднесущей, а для повышения помехоустойчивости их
приема применялось компандирование.
В 80-х годах создаются сети спутникового вещания «Москва» и «Москва-
Глобальная» с повышенной энергетикой спутникого ретранслятора и с дисперсией не-
сущей. Первая из этих систем обеспечивала прием российских ТВ программ на терри-
тории СССР, а вторая - их прием во многих странах мира.
Первый проект системы непосредственного спутникового вещания в диапазоне
12 ГГц был разработан в 1971 году в Европейском вещательном союзе.
В СССР в диапазоне 800 МГц в 1976 году была создана первая система непосредст-
венного спутникового ТВ вещания «Экран», действующая до сих пор и обеспечиваю-
щая прием одной программы центрального ТВ на территории Сибири и Дальнего Вос-
тока. В 1979 году, когда прогресс в создании малошумящих усилителей позволил соз-
давать приемные станции со сравнительно небольшим диаметром антенн, началась раз-
работка систем непосредственного спутникового ТВ вещания в диапазоне частот 12 ГГц.
Были созданы несколько таких систем: ANIK (Канада - 1982 г.), BS-2 (Япония - 1984 г.),
TV SAT (Германия и Франция 1987 г.). В России современная цифровая система
непосредственного спутникого вещания (НТВ-Плюс), которая обеспечивает трансля-
цию до сорока ТВ программ, была создана в 1997 году.
В период с 1978 по 1987 год в Японии, США и Европе разрабатываются системы
телевидения высокой четкости (ТВЧ). Параметры развертки изображения этих систем
приняты соответственно следующими: 1125/60, 1050/60 и 1125/50 (здесь в числителе
указано число строк в кадре, а в знаменателе - частота кадров в секунду). Полоса час-
тот, необходимая для передачи сигналов полного ТВЧ в аналоговом канале связи, со-
ставляет примерно 20 МГц. Сети наземного ТВ вещания работают в диапазоне радио-
волн ниже 1 ГГц, в котором столь широкополосные каналы не могут быть выделены.
Поэтому вещание ТВЧ в этом диапазоне частот возможно только при использовании
методов сжатия спектра ТВ сигнала, позволяющих уменьшить необходимую полосу
частот в 5-6 раз. В современных системах для этого применяется стандарт MPEG-2.
В результате проведенных в Японии в 1984 году разработок создается аналоговая
система ТВЧ MUSE, в которой видеосигнал занимает полосу частот 8.1 МГц. Такой
сигнал может быть передан методом ЧМ в радиоканале с полосой 21-24 МГц. Данная
система используется Японией для спутникового ТВЧ вещания на своей территории с
1989 года.
Передача по спутниковым каналам связи ТВ сигналов стандартов NTSC, PAL и
SECAM с необходимой помехоустойчивостью требует значительной энергетики линии
связи. Для ее снижения в 1986 году в ряде стран создается семейство систем MAC
58 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

(Multiplexed Analog Component) с повышенной помехоустойчивостью приема ТВ сигна-
лов. Видеосигнал в этих системах формируется путем временного сжатия сигналов ярко-
сти и цветности. При этом во время передачи одного поля ТВ сигнала последовательно
во времени передаются сжатые сигнал яркости и один из сигналов цветности (в соседних
полях передаются разные сигналы цветности), а также в цифровом виде - сигналы син-
хронизации, звукового сопровождения и данных. Для передачи по радиоканалу сформи-
рованного сигнала применяется ЧМ. Такие системы несколько лет находились в эксплуа-
тации. Однако в 90-х годах произошел стремительный переход к более совершенным
цифровым системам передачи ТВ сигналов, разработка которых была завершена во вто-
рой половине 90-х годов, и они начали внедряться в США и в ряде стран Европы.
В 1988 году во Франции создается европейская система ТВЧ HD-MAC (High
Definition MAC). Видеосигнал этой системы занимает полосу частот 10.1 МГц. Этот
сигнал методом ЧМ передается по спутниковому стволу с полосой 27 МГц.
Наряду с совершенствованием обычных систем ТВ вещания в последнем десятиле-
тии XX века продолжаются разработки систем стереотелевидения, которые, как пока-
зали эксперименты, усиливают эмоциональное воздействие телепрограмм на зрителей.
Кроме того, стереосистемы находят применение в промышленности, используются для
исследовательских и учебных целей. В 1950 году состоялась первая опытная демонст-
рация такой системы, разработанной под руководством профессора П.В. Шмакова. Ре-
зультаты этой разработки отражены как вклад СССР в Отчетах Исследовательских ко-
миссий МСЭ. В 1979 году в Ленинграде проводилось опытное стереотелевизионное
вещание.
Подобные работы шли в последующие годы в США, Японии, Франции, Германии,
Австралии и других странах. С начала 80-х годов в ряде городов США и Германии на-
чалось опытное стереотелевизионное вещание. В 1989 году в Японии была создана и
испытана новая опытная система стереотелевидения с использованием оборудования
ТВЧ. Основными препятствиями для внедрения подобных систем в коммерческую экс-
плуатацию являются сложность оборудования и, что более важно, расширение полосы
частот канала связи, необходимой для передачи сигналов. Несомненно, что эти препят-
ствия будут преодолены, и стереотелевидение войдет в быт людей XXI века.
В 1994 году создаются европейские стандарты DVB (Digital Video Broadcasting)
цифрового ТВ, определяющие способы передачи информационного цифрового потока
по разным каналам связи (наземным радио и кабельным, спутниковым и т. д.). Для
формирования информационного цифрового потока и сокращения избыточности ТВ
сигнала используется стандарт MPEG-2, что позволяет в радиоканале с шириной поло-
сы частот в 8 МГц передать, в зависимости от требуемого качества приема, 4-6 обыч-
ных ТВ программ либо одну программу ТВЧ. С созданием цифровых систем вещания
понятие специализированной сети вещания утрачивает свой смысл, так как эти сети
пригодны для распространения не только вещательных программ, но и любой другой
циркулярной цифровой информации. Начиная с 1996 года в ряде стран мира начинают
организовываться опытные сети цифрового ТВ вещания. В первом десятилетии XXI
века цифровое вещание повсеместно заменит аналоговое вещание.
ГЛАВА ПЕРВАЯ 59

Хронология
► 1900 год первый проект механической ТВ системы с последовательной
передачей цветов (Россия - А.А. Полумордвинов)
► 1907 год - изобретение системы воспроизведения изображения с помощью
электронно-лучевой трубки Брауна и последовательной электрической раз-
вертки (Россия - Л.Б. Розинг)
► 1908 год проект двухцветной механической ТВ системы с одновременной
передачей цветов (Россия - И.А. Адамян)
► 1925 год - опытные передачи изображений с помощью систем механическо-
го типа (США - Ч.Ф Дженкис; Великобритания - Д.Л. Бэрд).
► 1930 год - опытные передачи изображения с помощью систем электронного
типа (США - Ф.Т Фарнсуорт; Германия - М. Арденне).
► 1931 год начало регулярного ТВ вещания на частоте 60 МГц с помощью
системы механического типа в СССР
► 1936-1938 годы - начало внедрения электронного ТВ вещания (США, СССР,
Великобритания и Германия).
► 1937 год предложение использовать радиостанции, установленные на
борту самолета, для ТВ вещания (СССР - П.В. Шмаков).
► 1938 год - опытные передачи цветных изображений с помощью механиче-
ской системы передачи ТВ сигналов (Великобритания - Д.Л. Бэрд).
► 1940 год - опытные передачи цветных изображений с помощью электронной
системы передачи ТВ сигналов с поочередной передачей цветов (США
П. Голдмарк).
► 1941 год - начало черно-белого ТВ вещания с использованием ОБП (США)
► 1944 год - разработка стандарта черно-белого ТВ вещания на 625 строк и 25
кадров/с (СССР - И.С. Джигит, СВ. Новаковский, СИ. Катаев, П.В. Шмаков,
Ю.И. Казначеев и др.)
► 1948 год - начало в СССР ТВ вещания по стандарту 625 строк и 25 кадров/с.
► 1950 год демонстрация опытной установки стереоскопического телевиде-
ния (СССР - П.В. Шмаков).
► 1953 год разработка и внедрение системы NTSC цветного ТВ (США
В. Хьюз).
► 1956 год - предложение о применении СНЧ для повышения эффективности
использования РЧС (США - В. Беренд).
► 1959 год разработка системы SECAM цветного ТВ (Франция А. де
Франс).
► 1962 год - разработка системы PAL цветного ТВ (ФРГ - В. Брух).
► 1962 год - передача ТВ сигналов через искусственный спутник Земли «Тел-
стар» (США).
► 1965 год передача сигналов ТВ и многоканальной телефонии через спут-
ник «Молния» (СССР).
60 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

► 1967 год - внедрение в СССР цветного ТВ вещания по системе SECAM.
► 1967 год - создание в России первой в мире системы спутникового вещания
«Орбита» (СССР - Н.В. Талызин, Л.Я. Кантор, М.З. Цейтлин)
► 1971 год - первый проект системы непосредственного ТВ вещания с исполь-
зованием ИСЗ в диапазоне 12 ГГц (EBU - Европа - Г Хансен)
► 1974-1987 годы - разработка системы ТВЧ в Японии, США и Европе.
► 1973 год создание систем ТВ вещания с использованием оборудования,
размещенного на борту самолета (США, Турция).
► 1976 год создание в России системы непосредственного спутникового ТВ
вещания «Экран» в диапазоне 800 МГц (СССР А.Д. Фортушенко,
В.А. Шамшин, М.В. Бродский, И.С. Цирлин, СВ. Бородин)
► 1978 год разработка проекта системы ТВ вещания использованием
дирижаблей (СССР - М.Г Локшин, В.А. Быховский)
► 1979 год опытное стереотелевизионное вещание в Ленинграде (СССР
П.В. Шмаков, В.Е. Джакония).
► 1980-1982 годы - опытное стереотелевизионное вещание в США и Герма-
нии.
► 1980 год - создание системы спутникового вещания «Москва» с дисперсией
несущей (СССР - Л.Я. Кантор, А.В. Соколов, Э.И. Кумыш, Б.А. Локшин)
► 1986 год разработка семейства систем MAC для передачи ТВ сигналов по
спутниковым каналам связи (США, Канада, Франция, Великобритания)
► 1986 год - экспериментальное спутниковое ТВЧ вещание с использованием
системы MUSA (Япония)
► 1987 год принятие Рекомендаций МСЭ по двум вещательным стандартам
ТВЧ (1125/60, 1250/50, 16:9)
► 1989 год - введение в эксплуатацию системы спутникового вещания «Моск-
ва-Глобальная», обеспечивающей прием российских ТВ программ на терри-
тории многих стран (СССР)
► 1989 год - начало регулярных экспериментальных передач ТВЧ (Япония)
► 1989 год - создание опытной системы стереотелевидения с использованием
оборудования ТВЧ (Япония)
► 1990 год принятие Рекомендации МСЭ по единому студийному стандарту
ТВЧ.
► 1994 год - создание европейского стандарта цифрового ТВ вещания (DVB).
► 1996 год - начало цифрового ТВ вещания через спутник системы Eutelsat на
основе применения стандартов DVB и MPEG-2.
► 1996 год - создание опытных наземных сетей цифрового ТВ вещания в ряде
стран Европы, Америки и Азии.
► 1997 год - создание в России системы непосредственного спутникого веща-
ния (НТВ-Плюс) в диапазоне 11,7-12,5 ГГц (Россия - Л.Я. Кантор, Б.А. Локшин
и др.)
► 1998 год - начало внедрения наземного цифрового ТВ вещания в США.
ГЛАВА ПЕРВАЯ 61

6.3. Этапы развития сетей звукового и телевизионного вещания
В XX столетии выполнена грандиозная работа по созданию и внедрению систем звуко-
вого и ТВ вещания. Значительная часть населения Земли из радио- и телевизионных
передач черпают сведения обо всех происходящих в мире событиях, знакомятся с дос-
тижениями науки и культуры человеческой цивилизации. Радио и телевидение оказы-
вают огромное влияние на политические и социальные процессы в человеческом обще-
стве, формируя единое информационное пространство нашего мира, в котором рожда-
ются ростки новой единой культуры человечества.
Первая вещательная станция в Питтсбурге (США) начала регулярную работу в но-
ябре 1920 года, в Великобритании и Франции в 1922 году, а в Германии и СССР - в
1923 и в 1924 году. К концу 40-х годов сети вещания были развернуты во многих стра-
нах. К 1960 году в мире насчитывалось 50 миллионов приемников, а к началу 1973 года
это число составляло уже 850 миллионов. К концу XX века количество радиоприемни-
ков у населения увеличилось до полутора миллиардов.
В развитии систем ЗВ вещания можно выделить следующие основные этапы.
• Стремительное развитие начиная с 1920 года сетей AM вещания в диапазонах
НЧ, СЧ и ВЧ, что вызвало значительную перегрузку этих диапазонов и, следовательно,
значительный уровень взаимных помех между разными вещательными сетями и низкое
качество приема вещательных программ. Для повышения эффективности использова-
ния РЧС начиная с 30-х годов в некоторых странах создаются синхронные сети веща-
ния. В СССР такие сети создаются в 70-х годах. Сети AM вещания в настоящее время
имеют наибольшее число абонентов и продолжают развиваться, хотя, в связи с началом
внедрения техники цифрового вещания, грядет коренное изменение подходов к разви-
тию звукового вещания. Возможно, диапазоны НЧ, СЧ и ВЧ в будущем будут высво-
бождены от вещательных станций и станут использоваться для оперативной организа-
ции радиолиний передачи данных большой протяженности с незначительной пропуск-
ной способностью.
• С конца 30-х годов в США, а затем, после Второй мировой войны, и в других
странах мира, в диапазоне ОВЧ начинается внедрение сетей ЧМ вещания. В этих сетях
было улучшено качество приема вещательных программ за счет значительного расшире-
ния полосы частот передаваемых сигналов и повышения помехоустойчивости приема.
• В начале 60-х годов в сетях ОВЧ-ЧМ вещания начинается внедрение стереовеща-
ния, заметно улучшающего естественность и качество звучания музыкальных про-
грамм. Разработки в этом направлении продолжаются вплоть до 80-х годов. Однако
созданные в этот период квадрафонические системы в коммерческую эксплуатацию
внедрены не были.
• В последнем десятилетии XX века завершается разработка и начинается опытная
эксплуатация во многих странах мира сетей цифрового вещания в диапазоне ОВЧ.
Применение современных методов устранения избыточности вещательных сигналов и
принципов синхронного вещания позволяет создавать сети ЗВ вещания с весьма высо-
кой эффективностью использования радиочастотного спектра. Помимо существенного
улучшения качества вещания, абонентам этих сетей предоставляется весьма широкий
спектр услуг, позволяющий им автоматически селектировать и запоминать интересую-
щие их передачи для их воспроизведения в удобное время.
62 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

Опыты по передаче по радиоканалам ТВ сигналов начались в ряде стран примерно
через десять лет после начала звукового вещания. Основные этапы развития ТВ веща-
ния в мире состоят в следующем:
• В 30-е годы выполняются многочисленные разработки вначале механических, а
позже электронных систем передачи и приема ТВ сигналов. Первые ТВ системы имели
малое число строк и занимали в эфире сравнительно небольшую полосу частот. В этот
период в Великобритании и США выполняются также экспериментальные исследова-
ния и разработки механических и электронных систем цветного ТВ. До 1940 года толь-
ко в крупнейших городах нескольких стран, в том числе в США и СССР, были созданы
сети ТВ вещания.
• После Второй мировой войны разрабатываются современные стандарты черно-
белого ТВ вещания. Для передачи ТВ сигналов по радиоканалу применяется AM с час-
тично подавленной нижней боковой частотой. В разных странах для передачи ТВ сиг-
налов была выделена разная полоса частот радиоканала (равная 6,7 и 8 МГц). В СССР,
во многих странах Европы и в других регионах мира выбран стандарт 625/25, а полоса
частот радиоканала в 8 МГц. В 50-е годы происходит интенсивное развитие наземных
сетей ТВ вещания в диапазоне ОВЧ, а позже ультравысоких частот (УВЧ). В этот же
период во многих странах ведутся весьма многочисленные разработки стандартов
цветного ТВ вещания, и в конце 50-х начале 60-х годов принимаются три мировых
стандарта цветного ТВ вещания: NTSC, SECAM и PAL.
• В начале 60-х годов начинается новая эра в развитии ТВ вещания на основе спут-
никовых систем. Во многих развитых странах (СССР, США и др.) создаются националь-
ные спутниковые системы распределения ТВ программ с помощью спутниковых систем.
На основе международной кооперации создаются глобальные системы Интелсат, Евросат
и другие. Спутниковые системы позволяют организовать каналы подачи ТВ программ в
удаленные регионы разных частей мира и приблизить территориальный охват населения
ТВ вещанием к 100%. Практически во всех системах передача ТВ сигналов осуществля-
ется с помощью ЧМ. Развитие таких систем происходит до конца 80-х годов.
• С середины 70-х годов выполняются разработки систем MAC с последовательной
передачей сигналов яркости и цветности, направленные на повышение помехоустойчи-
вости приема аналоговых ТВ сигналов в спутниковых каналах связи с ЧМ. В это же
время начинаются разработки систем ТВ высокой четкости. В Европе и Японии созда-
ются аналоговые системы HD-MAC и MUSA, причем последняя система вводится в по-
стоянную коммерческую эксплуатацию в 1989 году.
• В конце 80-х годов на смену аналоговым системам приходят цифровые системы
как наземного, так и спутникого ТВ вещания, в которых применяются эффективные
методы сокращения избыточности и сложные методы кодирования и модуляции. Циф-
ровые системы позволяют существенно повысить эффективность использования ра-
диочастотного спектра и расширить предоставляемые абонентам услуги. В Европе соз-
даются шесть совместимых стандартов на системы цифрового вещания по спутнико-
вым и наземным радио- и кабельным каналам.
• В 1971 году разрабатывается первый проект спутникового непосредственного ТВ
вещания. Подобные системы создаются во многих странах. В СССР первая такая сис-
тема «Экран» в диапазоне 800 МГц вводится в эксплуатацию в 1976 году, а в 1997 году
в России создается современная система вещания НТВ-Плюс.
ГЛАВА ПЕРВАЯ 63

За прошедшие 50 лет произошел поразительный прогресс в развитии техники и в
распространении ТВ вещания. В настоящее время в мире у населения имеется около
700 миллионов телевизоров, из которых около 70% принимают сигналы цветного ТВ.
В первом десятилетии XXI века произойдет быстрое внедрение сетей цифрового ТВ
вещания. Этот процесс уже начался в США, где к 1998 году в 67 городах было по-
строено 117 станций наземного цифрового ТВ вещания. Уже начата опытная эксплуа-
тация наземных сетей цифрового вещания в некоторых европейских странах.
В XXI веке будут продолжаться разработки систем ТВЧ и стереотелевидения, на-
правленные на повышение качества ТВ вещания. В Японии внедрение вещания ТВЧ
началось десять лет назад, и сегодня в этой стране сеть спутникового ТВЧ вещания уже
имеет около 100 тысяч абонентов.
Системы цифрового ЗВ и ТВ вещания, по существу, могут быть использованы для
распространения любой циркулярной информации, а при организации обратного кана-
ла позволяют реализовать интерактивное вещание.
Известным российским ученым профессором М.И. Кривошеевым, председателем
одной из Исследовательских комиссий МСЭ, занимающейся проблемами ТВ вещания,
был предложен новый подход к цифровому ТВ и звуковому вещанию как к наиболее эф-
фективному средству для создания системы массового многоцелевого информационного
обслуживания. Эта система должна представлять собой единую систему циркулярной
связи, в которой будет передаваться интегрированный транспортный поток, образован-
ный составляющими сигналов изображения и звука, телематическими и мультимедий-
ными данными. При этом ее пользователям по их требованию будет предоставляться лю-
бая интересующая их информация, будь то вещательная программа, информация из оп-
ределенных банков данных, сообщения телетекста, доступ к сети Интернет и т. п.
7. Системы фиксированной связи
Медленно начинает история свой бег от невидимой
точки, вяло совершая вокруг нее свои обороты, но
круги ее все растут, все быстрее и живее становит-
ся полет, наконец, она мчится, подобно пылающей
комете, от звезды к звезде, часто касаясь старых
своих путей, часто пересекая их, и с каждым оборо-
том все больше приближается к бесконечности.
Карл Маркс
7.1. Системы связи, работающие в диапазонах
низких, средних и высоких частот
В начале XX века в области радиосвязи было сделано замечательное и неожиданное
открытие, которое противоречило всем существовавшим в то время представлениям о
возможностях создания протяженных линий радиосвязи. В 1901 году опытным путем
64 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

сотрудниками фирмы Маркони была установлена связь на линии протяженностью 3500
километров. Знаменитые ученые Кеннели (США) и Хэвисайд (Великобритания) для
объяснения данного эксперимента выдвинули гипотезу о том, что Земля окружена ио-
низированной оболочкой, находящейся на высоте нескольких сот километров и отра-
жающей падающие на нее радиоволны на значительные расстояния.
Другим важнейшим достижением начала этого века, определившим на многие де-
сятилетия развитие радиотехники, явилось создание электронных приборов диода и
триода. Первые два десятилетия XX века развитие радиосвязи сопряжено в основном с
развитием передающей, приемной и антенной техники. Хотя возможность передачи по
радиоканалу сигналов речи была установлена, как отмечалось выше, еще в 1906 году,
до начала 20-х годов передача телеграфных сигналов осуществлялась вручную ключом
Морзе, а прием - на слух.
Актуальными задачами совершенствования систем радиосвязи являлись повыше-
ние скорости телеграфирования и одновременная передача по радиоканалу нескольких
сообщений. В начале 20-х годов инженеры активно работали над внедрением в радио-
связь буквопечатающих телеграфных аппаратов.
В СССР первые исследования в этом направлении были проведены известным рус-
ским инженером А.Ф. Шориным. Подобные разработки продолжались и в последующие
годы. В 1938 году советские инженеры В.И. Керби и В.В. Новиков разработали шестика-
нальную систему передачи по радиоканалам телеграфных сигналов, в которой преду-
сматривалось при плохом прохождении радиоволн повторение одних и тех же сигналов в
нескольких каналах данной системы (принцип французского инженера Вердана).
До 1924 года считалось, что для радиосвязи и вещания возможно использовать
лишь низкие (НЧ) и средние (СЧ) волны. Диапазон радиоволн с частотой выше 200 кГц
был предоставлен в распоряжение радиолюбителей. Эпохальным событием для разви-
тия радиосвязи и вещания явилась установленная в 1924 году радиолюбителями воз-
можность организации на высоких частотах (ВЧ) в диапазоне частот до 30 МГц надеж-
ной радиосвязи на многие тысячи километров. С этого момента во многих странах мира
начинают разрабатываться системы для ВЧ линий, и они в течение нескольких десяти-
летий становятся основным видом дальней радиосвязи. В СССР первая линия дальней
ВЧ связи была построена в 1927 году.
Опытная радиостанция фирмы Маркони в Полдью, построенная в 1923 году
ГЛАВА ПЕРВАЯ
65
3 - 1428

Одной из важных особенностей ВЧ канала связи (а также радиоканалов в других
диапазонах частот) является многолучевой характер распространения радиоволн, в ре-
зультате которого возникают замирания уровня принимаемого сигнала. В 1925 году
английскими инженерами Г Бевереджем и Г Питерсоном было сделано открытие ме-
тода борьбы с замираниями принимаемого сигнала путем приема сигналов на разне-
сенные в пространстве антенны. Оно имело исключительно большое значение для
дальнейшего развития техники приема сигналов. С тех пор разнесенный прием широко
применяется в системах связи разных назначений. Развитию теории и техники разне-
сенного приема с использованием разнесения сигналов по частоте, пространству и по-
ляризации посвящены сотни теоретических и экспериментальных работ.
Совершенствование систем ВЧ связи шло по пути создания однополосных много-
канальных систем связи, применения в них методов частотного и временного уплотне-
ния, внедрения систем передачи сигналов с ЧМн, ДЧТ и ОФМ и разработки специаль-
ных методов обработки речевых сигналов (вокодеров и радиокомпандеров - устройств,
сжимающих динамический диапазон речевых сигналов).
Применение в 1943 году на ВЧ линиях для передачи фототелеграфа ЧМн обеспечи-
вало существенное повышение помехоустойчивости. С середины 50-х годов этот метод
стал применяться при передаче метеорологических карт на линиях ВЧ и НЧ связи в
США, Канаде и Японии.
В 1947 году в СССР создается система двойного частотного телеграфирования
(ДЧТ), предложенная академиком А.Н. Щукиным еще в 1933 году. В этой системе для
передачи двух телеграфных каналов впервые использовался простейший многопозици-
онный сигнал, и, в зависимости от комбинации передаваемых в каналах символов, в
эфир излучалась одна из четырех частот. В течение многих лет эта система эксплуати-
ровалась на линиях ВЧ связи в СССР В 1969 году этот метод передачи нашел даль-
нейшее развитие в созданной в Великобритании системе многочастотной манипуляции
«Пиколо», в которой использовались 32 частоты. Эта система давала значительный вы-
игрыш в помехоустойчивости по сравнению с обычной ЧМн.
В 1953 году известным голландским специалистом ван Дюреном - в течение мно-
гих лет (1948-1970) он возглавлял Третью Исследовательскую комиссию МККР - для
ВЧ линий связи с ЧМн создается новый метод передачи телеграфных (цифровых) сиг-
налов с автозапросом ARQ (Automatic Request Queuing). Метод состоял в том, что для
передачи сообщений использовались коды, обнаруживающие ошибки, а на приеме при
обнаружении ошибок осуществлялся автоматический запрос передатчика на повторе-
ние кодовых комбинаций, принятых с ошибками. Системы ARQ позволяли существен-
но повысить помехоустойчивость линий ВЧ связи при передаче цифровой информации
и широко использовались на линиях ВЧ связи. В 1963 году подобная система была раз-
работана в СССР
В 1958 году были созданы две принципиально важные для дальнейшего развития
радиосвязи новые системы - «Кинеплекс» и «Рейк».
Синхронная система «Кинеплекс» была создана для частотного уплотнения теле-
фонного канала связи сигналами тональной телеграфии. В ней достигалась весьма вы-
сокая эффективность использования полосы частот за счет того, что разнос частот ме-
жду соседними поднесущими, для модуляции которых использовалась ОФТ, был ми-
нимален и равнялся 1/Г, где Т длительность элементарной посылки. Эта система
66 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

обеспечивала передачу информации в телефонном канале шириной 3.4 кГц со скоро-
стью 3000 бит/с.
В СССР подобная система разрабатывалась позднее в Ленинградском электротех-
ническом институте связи. В этой системе предусматривались применение кодов, ис-
правляющих ошибки, а также адаптация скорости передачи сообщений к условиям
распространения радиоволн в ВЧ канале. Подобные принципы позднее были заложены
в современную систему COFDM, о которой упоминалось выше и которая сегодня нахо-
дит широкое применение во многих системах радиосвязи и вещания.
Система «Рейк» замечательна тем, что была открыта на «кончике пера» путем
синтеза оптимальной системы приема в многолучевом канале связи на основе теории
потенциальной помехоустойчивости. В этой системе применялись широкополосные
сигналы, что позволяло разделять отдельные лучи. Их когерентное сложение устраняло
влияние замираний сигналов на качество приема. Аналогичные системы позднее созда-
вались также для тропосферных каналов связи. Принципы, заложенные в систему
«Рейк», получили широкое применение в радиорелейных, спутниковых и сотовых сис-
темах подвижной связи второго и третьего поколений, в которых применяются ШПС.
С середины 60-х годов появляется ряд разработок адаптивных систем связи, в кото-
рых осуществляется оптимальный прием сигналов в условиях межсимвольной интер-
ференции. Эти системы позволяли устранить межсимвольные искажения, возникающие
в канале связи из-за ограниченной полосы частот, и существенно повысить скорость
передачи сигналов. Адаптивные компенсаторы межсимвольной интерференции и сис-
темы оптимального приема сигналов в условиях многолучевости разрабатывались как в
нашей стране, так и за рубежом.
В 90-е годы подобные устройства нашли применение во многих системах: в систе-
мах сотовой подвижной связи, в цифровых радиорелейных системах связи с высокой
скоростью передачи и т. п.
Важным усовершенствованием
систем ВЧ связи, предназначенных
для передачи сигналов телефонии,
стало создание в 1965 году системы
«Линкомпекс», в которой применя-
лось компандирование речи. В этой
системе осуществлялось выделение
огибающей передаваемого сигнала,
которая передавалась в узкой полосе
частот на поднесущей методом ЧМ.
Выделенная огибающая сигналов ре-
чи на передаче управляла работой
компандера, осуществлявшего сжа-
тие динамического диапазона пере-
даваемого сигнала. На приеме эта
огибающая выделялась и управляла
работой экспандера, с помощью ко-
торого восстанавливался принятый
речевой сигнал. Позже эта система
Схематическое изображение
распространения сигналов,
отраженных от метеорных следов
ГЛАВА ПЕРВАЯ
67

совершенствовалась. В СССР было разработано подобное оборудование, в котором
применялась новая система эхоподавления. В Канаде для повышения помехоустойчи-
вости передачи огибающей сигнала речи использовались две поднесущие, модулиро-
ванные по частоте и разнесенные на 1 кГц.
Позже на ВЧ линиях стали применяться вокодеры, что давало значительный выиг-
рыш в помехоустойчивости приема речевых сигналов по сравнению с обычно приме-
няемой в радиотелефонии аналоговой системой передачи с ОБП. В вокодере, разрабо-
танном в 1978 году в СССР, впервые при синтезе речи на приеме использовались циф-
ровые методы.
Радиосвязь на ВЧ имеет ряд серьезных недостатков и не может обеспечить высоко-
надежную связь, так как она подвержена сильному влиянию возмущений ионосферы,
требует смены рабочих частот в течение суток, сезона года и периода солнечной актив-
ности.
В середине 50-х годов начинают исследоваться и создаваться линии связи, ис-
пользующие другие механизмы распространения: рассеяние радиоволн на неодно-
родностях ионосферы (ИР) (в слоях D и Е и в спорадическом слое Es) и прерывистые
механизмы рассеяния от метеорных следов в ионосфере (MP). На существование та-
ких механизмов указывали исследования английского ученого Т.Л. Эккерслея, вы-
полненные еще в 1929 году.
В отличие от радиосвязи на ВЧ, связь с помощью ИР и MP слабо подвержена влия-
нию ионосферных возмущений и позволяет создать линии большой протяженности с
высокой надежностью связи в течение всего года. Линии ИР, работающие в диапазоне
частот 30-60 МГц, начали создаваться в конце 50-х - начале 60-х годов. В СССР работы
по созданию таких линий выполнялись под руководством Н.Н. Шумской с участием
В.В. Вязникова и Я.А. Фикса. Была построена линия ИР, которая действовала на трассе
Мурманск - Москва.
В 1955-1957 годах создаются первые линии метеорной связи в Канаде, США и дру-
гих странах. Первая система MP «Джанет» работала в диапазоне частот 30-50 МГц на
трассе протяженностью около 1000 км, имела передатчики мощностью в 500 вт, разнос
между частотами передачи и приема составлял 1 МГц, а средняя скорость передачи
информации была равна примерно 150 бит/с (максимальная скорость составляла 300
бит/с).
В конце 60-х годов в СССР также были созданы (под руководством А.А. Магазани-
ка) две линии метеорной связи Норильск - Красноярск и Салехард - Тюмень, которые
находились в эксплуатации около десяти лет.
В 1968 году в США создается система COMET (Communication by Meteor Trails)
метеорной системы связи с ARQ протяженностью 2000 километров и с пропускной
способностью 4-8 телеграфных каналов.
В 80-х годах создаются автоматизированные системы, обеспечивающие надежную
ВЧ радиосвязь в диапазоне 2-30 МГц на ближние, дальние и сверхдальние (до 2000 км)
расстояния. В этих системах, в зависимости от качества канала связи, возможна пере-
дача сообщений со скоростью от 75 до 2400 бит/с с высокой помехоустойчивостью.
Современные технические средства ВЧ радиосвязи и их модульная архитектура позво-
ляют создавать системы сухопутной и морской связи самого различного назначения.
С помощью этих систем можно организовать:
68 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

- линии двухсторонней радиотелефонной связи по принципу «каждый с каждым» с
возможностью выхода в общегосударственную либо учрежденческую телефон-
ную сеть;
- системы дипломатической связи, передачу метеопрогнозов и т. п.
- передачу низкоскоростных данных, текстовых сообщений, двоичных файлов,
факсов и качественных цветных и черно-белых изображений;
- объединение территориально разнесенных локальных вычислительных сетей.
Хронология
► 1901 год установление трансатлантической связи на расстоянии 3500 км
между Полдью и Ньюфаундлендом (Великобритания - Г Маркони).
► 1904 год - изобретение вакуумного диода (США - Дж.А. Флеминг).
► 1907 год - изобретение триода (США - Ли де Форест).
► 1922 год - эксперименты по применению буквопечатающих аппаратов Бодо
и Уитстона для радиосвязи между Москвой и Нижним Новгородом (СССР
А.Ф. Шорин).
► 1923 год создание трансатлантической линии радиотелефонной связи
(США - А.А. Арнольд и Л. Эспельншиид).
► 1924 год — открытие возможности установления дальней связи на радиовол-
нах короче 200 м (США - радиолюбители).
► 1925 год - разработка системы разнесенного приема для борьбы с замира-
ниями сигналов (Великобритания - Г Бевередж и Г Питерсон).
► 1927 год - организация первой в СССР линии магистральной ВЧ радиосвязи
Москва - Ташкент (СССР - М.А. Бонч-Бруевич, В.В. Татаринов).
► 1928 год - начало научных исследований возможностей использования диа-
пазона дециметровых волн.
► 1938 год - разработка шестикратной системы Бодо с применением принципа
Вердана (СССР - В.И. Керби и В.В. Новиков).
► 1939 год - ввод в эксплуатацию на Октябрьском передающем радиоцентре в
Москве системы однополосной многоканальной радиосвязи на ВЧ (СССР
В.А. Котельников, А.В. Черенков, А.Ф. Ганин).
► 1941 год - создание системы передачи на ВЧ сигнала фототелеграфа с по-
мощью двойной модуляции (частотной модуляции поднесущей частоты и
амплитудной модуляции несущей частоты передатчика) (США).
► 1943 год разработка системы передачи на ВЧ сигнала фототелеграфа с
помощью ЧМн несущей частоты передатчика (СССР - А.А. Магазанник).
► 1947 год - создание системы связи, использующей ДЧТ (СССР И.Ф. Ага-
пов).
► 1953 год - изобретение системы связи с переспросом (ARQ) и исследования
ее помехоустойчивости (Голландия - Г.К. ван Дюрен).
► 1957 год создание первой системы метеорной связи «Джанет» (США
П. Форсит, Е. Воган, Д. Хансен и К. Хайнс).
ГЛАВА ПЕРВАЯ 69

► 1958 год - создание системы «Рейк», использующей широкополосные сигна-
лы для разделения отдельных лучей в ВЧ канале (США Р Прайс и
П.Е. Грин).
► 1958 год - создание системы связи с повышенной эффективностью исполь-
зования выделенной для нее полосы частот «Кинеплекс» (США - Р Мозиер
и Р Глобоут).
► 1959 год - создание оборудования первой линии ионосферного рассеяния
(США - А. Коль).
► 1961-1980 годы - разработка оптимальных адаптивных компенсаторов меж-
символьных помех в многолучевом канале связи (Германия Е. Кеттель,
США М. Диторо, Р Люки, Проукис и Миллер; СССР Д.Д. Кловский,
Б.И. Николаев, Д.Л. Коробков).
► 1963 год разработка системы «Ламбда», аналога системы ARQ (СССР
Е.С. Горбунов, П.Н. Муравчик, Ю.Г Шемалев).
► 1965 год создание системы «Линкомпекс» с компандированием речи
(Великобритания).
► 1968 год - разработка системы МС-5 - аналога системы «Кинеплекс» для ВЧ
связи (СССР - A.M. Заездный, Ю.Б. Окунев и др.).
► 1968 год - создание системы метеорной связи COMET (США - З.Дж. Барто-
ломе, И.Г Вогт).
► 1969 год создание системы «Пиколо», использующей многопозиционную
частотную манипуляцию (Великобритания - Д. Бейли, Дж. Ралфс).
► 1971 год разработка радиокомпандера «Арка», аналогичного системе
«Линкомпекс» (СССР - В.Е. Бухвинер, А.А. Пирогов, М.М. Рыжков).
► 1972 год - разработка для ВЧ связи вокодера «Гармония-С» на скорость пе-
редачи речи 4.8 Кбит/с (СССР - В.Е. Муравьев).
► 1978 год - разработка системы «Синкомпекс», аналогичной системе «Линко-
пекс» (Канада - М.С. Чоу, Б.Д. МакЛарнон).
► 1983 год создание цифровых высокоскоростных систем ВЧ связи
автоматическим выбором оптимальных рабочих частот и коррекцией
переходной характеристики канала связи (США, Германия, Франция).
7.2. Этапы и перспективы развития систем радиосвязи,
работающих в диапазонах НЧ, СЧ и ВЧ
Многие принципы построения систем радиосвязи, которые позже широко использова-
лись при создании современных систем радиорелейной, спутниковой и подвижной ра-
диосвязи, были установлены при проведении разработок систем ВЧ связи. Системы ВЧ
связи в течение нескольких десятилетий были единственным средством создания линий
дальней радиосвязи, и поэтому они нашли широчайшее применение во всем мире. Это
вызвало чрезмерную загрузку ВЧ диапазона и серьезно обострило проблему помех ме-
жду различными системами связи, работающими в этом диапазоне частот.
Основные этапы развития таких систем состоят в следующем.
70 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

- Первые двадцать лет XX столетия в этот период закладываются основные
принципы построения передающих, приемных и антенных радиотехнических
устройств.
- 20-30-е годы создаются радиолинии с применением буквопечатающей теле-
графной многоканальной аппаратуры с ВУ и ЧУ, разрабатываются системы раз-
несенного приема, существенно повышающие надежность радиосвязи, осваивает-
ся диапазон ВЧ и внедряются многоканальные системы с ОБП, по которым пере-
даются сигналы телефонии, фототелеграфии и телеграфии.
- 40-е годы создаются системы передачи цифровых сигналов с применением
ЧМн и ДЧТ.
- 50-е годы - создаются системы радиосвязи с повышенной помехоустойчивостью
и надежностью: системы ВЧ связи с автозапросом информационных блоков, в ко-
торых на приеме были обнаружены ошибки (ARQ), системы ионосферного и ме-
теорного рассеяния, система «Рейк», использующая широкополосные сигналы
для разделения отдельных лучей в многолучевом канале (последние три вида сис-
тем широкого практического применения в ВЧ связи не получили).
- 60-70-е годы - создаются системы типа «Линкомпекс», в которых для повышения
качества приема сигналов телефонии применяется глубокая компрессия речевого
сигнала и передача его огибающей с помощью ЧМ на поднесущей; в ВЧ связи на-
чинается применение вокодеров; разрабатываются системы типа «Кинеплекс» и
системы с адаптивной коррекцией межсимвольной интерференции; создается
система «Пиколо», в которой применялись многопозиционные сигналы.
- 80-е годы - создаются цифровые системы ВЧ связи, обеспечивающие аппарат-
ными средствами, встроенными в приемопередающую аппаратуру, возможность
автоматически регулировать (в соответствии с изменениями состояния ионосферы)
рабочую частоту и настройку антенн; в этих системах применяются высокоскоро-
стные модемы с адаптивной коррекцией переходной характеристики многолучево-
го канала связи и осуществляется адаптация к уровню радиопомех в канале связи.
В будущем, по-видимому, диапазон ВЧ станет использоваться только для звукового
вещания, а также, в некоторых случаях, для организации подвижной связи в регионах с
низкой плотностью населения. Потребности в линиях связи, работающих в диапазонах
частот ниже 50-60 МГц, значительно уменьшатся из-за развития современных средств
радиосвязи, обладающих гораздо более высокой надежностью и пропускной способно-
стью, - радиорелейных и особенно спутниковых систем абонентского доступа.
7.3. Радиорелейные линии связи
Принцип релейной связи, позволяющий организовать передачу сообщений на значи-
тельные расстояния путем ее переприема в промежуточных пунктах, известен с глубо-
кой древности. Релейная линия связи состоит из цепочки последовательно соединен-
ных однопролетных соединительных линий, в которой на промежуточных пунктах мо-
жет происходить выделение передаваемых по линии сообщений, их ретрансляция или
введение новых сообщений. Первая государственная сеть релейных станций подобного
рода - оптический телеграф Шаппа - была создана во Франции еще в XVIII веке. После
ГЛАВА ПЕРВАЯ 71

изобретения радио в 20-х годах XX века инженеры начали предлагать создание систем
радиорелейной связи.
По-видимому, первый патент на систему радиорелейной связи был получен в СССР
в 1921 году В.И. Коваленковым. В 1923 году в США компанией RCA создается первая
двухпролетная радиорелейная линия (РРЛ), работающая на частоте 182 кГц. В ней
применялась ОБП, и она служила для передачи сигналов телеграфии. В 1929 году
М.А. Бонч-Бруевичем был разработан проект радиорелейной линии связи для передачи
радиотелефонных сообщений на ВЧ. Однако серьезное развитие радиорелейная связь
получает только с освоением диапазона метровых волн.
В 1931 году в диапазоне метровых волн создается первая однопролетная линия
прямой видимости (РРЛ) через пролив Па-де-Кале. В СССР в 1932-1934 годах также
была разработана приемопередающая аппаратура, работающая на метровых волнах,
и созданы опытные линии связи Москва - Кашира и Москва - Ногинск. В США в
1934 году была построена РРЛ для передачи ТВ сигналов, полоса которых состав-
ляла 250 кГц. Эта РРЛ работала на частоте 100 МГц.
С 1939 года для передачи как сигналов ТВ, так и сигналов телефонии начали созда-
ваться РРЛ с ЧМ. Для передачи многоканальной телефонии в таких системах применя-
лось частотное уплотнение. В 1940 году была создана семиканальная РРЛ между Ми-
ланом и Кампо-дель-Фиоре (Италия), работающая на частоте 500 Мгц. В 40-х годах в
США, Великобритании, Франции и Германии были развернуты работы по созданию
РРЛ с ЧМ, по которым можно было передать до десяти телефонных (ТФ) каналов.
Наряду с разработкой радиорелейных многоканальных систем, использующих не-
прерывные виды модуляции, выдвигаются идеи применения в радиорелейной связи
импульсных видов модуляции (ИМ) и временного разделения каналов. Интересно от-
метить, что эти идеи появляются еще задолго до того, как становится возможной и ак-
туальной их реализация. Достоинством систем с ИМ является простота оборудования
для объединения и разделения отдельных каналов.
Рупорно-параболические антенны РРЛ, установленные на мачте.
Мачта, на которой установлены антенны РРЛ и подвижной связи
72
КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

Одна из первых идей о применении ИМ для передачи непрерывных сообщений бы-
ла высказана еще в 1919 году И.Г Фрейманом, предложившим использовать для осу-
ществления такого преобразования катодно-лучевую трубку. Академик А.Л. Минц в
1930 году получил авторское свидетельство на импульсную систему радиотелефонной
связи с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Экспериментальная система много-
канальной связи с амплитудно-импульсной модуляцией (АИМ) испытывалась в СССР в
1937 году.
С середины 40-х годов начинают применяться многоканальные РРЛ с импульсными
видами модуляции (РРЛ-ИМ). Первая подобная восьмиканальная система, работающая
в диапазоне 5 ГГц, была создана фирмой Вестерн-Электрик в 1944 году.
Разработка и внедрение РРЛ-ИМ в СССР начались с 1945 года. Значительную роль
в этом сыграли работы В.И. Сифорова, Н.М. Изюмова, Я.Д. Ширмана, Ф.П. Липсмана,
Г.В. Длугача, СВ. Бородича, Г.А. Малолепшего и других. В СССР выпускались РРЛ-
ИМ с импульсно-фазовой модуляцией с числом ТФ каналов от одного до двадцати че-
тырех. Эти РРЛ работали в диапазонах частот от 70 до 2000 МГц.
Оборудование РРЛ, предназначенных для передачи сигналов ТВ и большого числа
ТФ каналов, создавалось на основе применения ЧМ и ЧУ Первое отечественное обо-
рудование «Краб» в метровом диапазоне, разработанное в 1953-1954 годах, было ис-
пользовано для создания РРЛ Красноводск - Баку. Позже была создана двенадцатика-
нальная аппаратура «Стрела-П», использующая полосу частот 1600-2000 МГц. В 1958
году была разработана первая отечественная РРЛ с ЧМ - Р60/120, работавшая в диапа-
зоне 2 ГГц и позволявшая передавать до 120 ТФ каналов или один канал телевидения.
В создании отечественных РРЛ значительную роль сыграли ведущие специалисты На-
учно-исследовательского института радио: В.А. Смирнов, Е.С. Штырен, СВ. Бородич,
В.П. Минашин, А.В. Соколов, Н.Н. Каменский и другие. Аналоговые РРЛ с ЧМ полу-
чили весьма широкое распространение во всем мире и постепенно осваивали диапазо-
ны 4, 6, 8 и 11 ГГц.
В начале 50-х годов была открыта возможность создания систем связи, использую-
щих механизм распространения радиоволн путем тропосферного рассеяния. Эти систе-
мы давали возможность создания тропосферных РРЛ (ТРРЛ), в которых расстояние
между соседними станциями значительно превосходило расстояние между соседними
станциями РРЛ прямой видимости и доходило до 800 километров. Это позволяло раз-
вертывать такие линии в малонаселенных и труднопроходимых регионах, в которых
создание РРЛ прямой видимости оказывалось невозможным либо очень дорогостоя-
щим.
В ТРРЛ протяженность одного пролета составляла 200-600 километров, применя-
лись антенны с большим коэффициентом усиления (до 40 дБ), мощные передатчики (до
10 кВт) и разнесенный прием. Эти системы создавались в диапазоне частот 800-4000
МГц. Их пропускная способность доходила до ста пятидесяти телефонных каналов. В
1957 году была созданы ТРРЛ между Испанией и Италией, США и Канадой, а также в
других странах.
В СССР первую отечественную аппаратуру ТРРЛ создали в 1963 году. На этом
оборудовании была построена сеть ТРРЛ «Север» протяженностью 14 000 километров.
Ее пропускная способность составляла 60 ТФ каналов. Эта сеть постоянно модернизи-
ровалась, ив 1981 году ее пропускная способность возросла до ста двадцати ТФ кана-
ГЛАВА ПЕРВАЯ 73

лов. Инициатором и руководителем первых работ по созданию отечественных ТРРЛ
был СВ. Бородич. В этих разработках активно участвовали И.А. Гусятинский,
А.С Немировский, И.С Цирлин, В.В. Плеханов, Г.М. Холодилин и другие. С развити-
ем систем спутниковой связи значение ТРРЛ для организации связи в отдаленных рай-
онах уменьшилось.
Во второй половине XX столетия начинают разрабатываться и внедряться системы
связи, в которых применяются цифровые методы передачи сигналов. В России на осно-
ве изобретения Л.А. Коробкова в 1947 году создается цифровая двенадцатиканальная
однопролетная цифровая линия связи Москва - Раменское протяженностью 30 кило-
метров, в которой применялась дельта-модуляция. Этот год можно считать началом
создания цифровых систем многоканальной радиосвязи, которые в конце XX века на-
чали интенсивно внедряться во все сферы электросвязи. В 1948 году фирма «Белл» соз-
дала первую экспериментальную многоканальную цифровую систему связи с ИКМ.
Начиная с середины 70-х годов начинают создаваться цифровые РРЛ, позволяющие
в одном стволе передавать цифровые потоки со скоростью 2, 8, 32 Мбит/с.
На первом этапе для внедрения цифровых методов передачи использовались суще-
ствующие аналоговые РРЛ с ЧМ, для которых разрабатывались специальные модемы,
позволяющие с использованием двухполярной либо четырехуровневой модуляции со
скремблированием передать один либо два цифровых потока со скоростью передачи 8
Мбит/с в нижней части группового спектра РРЛ. Были разработаны также модемы, с
помощью которых, одновременно с аналоговыми сигналами многоканальной телефо-
нии или ТВ, на поднесущей, расположенной выше спектра аналогового сигнала, циф-
ровые сигналы передавались методом ОФМ со скоростью передачи 2 Мбит/с.
В США первая цифровая РРЛ с ИКМ была создана в 1962 году. В СССР первые
цифровые РРЛ с ИКМ в диапазоне частот выше 10 ГГц начали создаваться в 1978 году.
В цифровых РРЛ первого поколения для передачи сигналов применялись простые ме-
тоды модуляции: ЧМн, ОФМ либо ДОФМ.
На современном этапе развития систем фиксированной радиосвязи быстрыми тем-
пами происходит внедрение цифровых методов передачи сообщений. Такие радиосис-
темы в ряде случаев оказываются экономически существенно эффективнее по сравне-
нию с кабельными и оптоволоконными системами.
Имеются четыре вида основных применений РРЛ, для которых в последние два-
дцать лет в ряде стран был налажен выпуск оборудования.
• Создание достаточно протяженных магистральных систем высокоскоростной
связи со скоростью передачи вплоть до 622 Мбит/с. В современных магистральных
РРЛ широко применяется КАМ и РКМ, обладающие весьма высокой помехоустойчи-
востью. Для увеличения спектральной эффективности таких систем в них начиная с
80-х годов, применяются адаптивные компенсаторы межсимвольных помех. Кроме
того, в этих системах используется уплотнение имеющихся частотных каналов по по-
ляризации и для устранения возникающих при этом кросс-поляризационных помех
применяются адаптивные компенсаторы. Такие РРЛ обычно используют диапазоны
частот 1-14 ГГц.
• Создание линий связи для поддержки определенной инфраструктуры (например,
для подключения базовых станций сотовых сетей связи к мобильному коммутатору,
74 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

подачи ТВ программ на головные станции систем кабельного ТВ, соединения широко-
полосными радиолиниями большого числа терминалов, расположенных внутри здания
на ограниченной площади, и т. п.). Такие линии обычно создаются в диапазонах частот
14-38 ГГц.
• Создание сетей абонентского доступа, предназначенных для непосредственного
подключения абонентов к сети телефонной связи общего пользования (ТФОП). Подоб-
ные РРЛ создаются в диапазонах частот 14-60 ГГц. В сельских районах с низкой плот-
ностью населения, когда эта сеть должна охватывать значительный регион, для ее соз-
дания могут использоваться полосы частот в диапазоне ниже 1 ГГц. Для создания сетей
абонентского доступа используются сотовые РРЛ и системы связи типа пункт - много
пунктов (П-МП).
В сотовых РРЛ применяется МДВР, и их базовые станции (БС) разворачиваются в
отдельных населенных пунктах на обширных территориях в регионах с низкой плотно-
стью населения. Расстояния между БС может составлять несколько десятков километ-
ров. В этих сетях в зонах обслуживания БС предусмотрена возможность беспроводного
доступа групп абонентов к отдельным каналам каждого из радиостволов РРЛ. В этих
зонах устанавливаются и ретрансляционные станции, с помощью которых осуществля-
ется объединение БС в единую сеть, подключенную к сети ТФОП. С помощью подоб-
ных систем возможно подключение к районным автоматическим телефонным станциям
(АТС) до 60 тысяч абонентов, проживающих на территории 20-30 тысяч квадратных
километров. Данные системы нашли широкое применение для организации связи в
сельских районах с низкой плотностью населения во многих странах.
Системы связи типа П-МП могут использоваться как для создания сетей широкопо-
лосного абонентского доступа к автоматическим телефонным станциям, так и для под-
ключения территориально распределенных компьютерных сетей к центральному сер-
веру и т. п. Подобные системы находят применение как в городах, так и в сельских
районах.
К системам типа П-МП относятся и системы распределения ТВ программ цен-
тральной станции как непосредственно к абонентам, так и к головным станциям ка-
бельного ТВ. Такие системы были разработаны в диапазонах 2.5 и 29 ГГц. Первая из
них - MMDS (Multichannel Multipoint Distribution Systems) - имеет радиус зоны обслу-
живания до 40 километров, и в ней используется AM. Она является аналоговой и имеет
33 канала шириной 6 МГц. Вторая LMDS (Local Multipoint Distribution Systems) -
имеет радиус зоны обслуживания до 6 километров, и в ней используется ЧМ. Она за-
нимает полосу частот 2 ГГц и имеет значительно большую емкость по сравнению с
системой MMDS.
В Европе в диапазоне 40 ГГц была разработана весьма перспективная система
MVDS (Multipoint Video Distribution Systems), аналогичная системе LMDS. В этой сис-
теме в зоне обслуживания одной базовой станции для каждого абонента можно органи-
зовать передачу 24 широкополосных (40 МГц) каналов.
В настоящее время системы MMDS, LMDS и MVDS усовершенствованы, и в них
появилась возможность организации обратного канала связи от абонентов к централь-
ной станции, что значительно расширяет возможности этих систем, так как появляется
возможность их использования для подключения абонентов к ТФОП, к сети Интернет,
предоставления интерактивных услуг и т. п.
ГЛАВА ПЕРВАЯ 75

• Организация локальных соединительных сетей связи внутри помещений. Такие
системы позволяют заменять кабельные линии связи, при необходимости устанавли-
вать множественные широкополосные соединения между разными видами оборудова-
ния, расположенного на небольших (до 500 м) расстояниях друг от друга. В Европей-
ском институте телекоммуникационных стандартов (ETSI) в диапазоне 5 и 17 ГГц в
1998 году разработана система Hiperlan (High Perfomance Radio Local Area Network). В
ней возможна передача данных на больших скоростях: 10, 25 Мбит/с и выше. В данной
системе возможна организация связи подвижных терминалов между собой без исполь-
зования базовых станций или какой-либо другой фиксированной инфраструктуры. Это
весьма ценно при установлении временных соединений или в случаях, когда невоз-
можно установить фиксированное оборудование. Аналогичные системы, работающие в
диапазонах 2.4 и 5 ГГц, разработаны в США.
Хронология
► 1921 год - изобретение радиотрансляций для передачи сигналов на большие
расстояния (СССР - В.И. Коваленков).
► 1923 год - создание первой в мире двухпролетной РРЛ с AM для передачи
сигналов телеграфии (США).
► 1929 год разработка технического проекта радиорелейной системы связи
на ВЧ (СССР - специалисты Нижегородской радиолаборатории под руково-
дством М.А. Бонч-Бруевича).
► 1931 год - создание первой однопролетной РРЛ прямой видимости для пе-
редачи сигналов телефонии через пролив Па-де-Кале (Франция Велико-
британия).
► 1934 год - создание РРЛ для передачи ТВ сигналов (США).
► 1937 год создание экспериментальной системы многоканальной связи с
АИМ (СССР - С.Н. Кокурин).
► 1939 год - создание многоканальной РРЛ с ЧМ для передачи сигналов ТВ и
телефонии (США).
► 1940 год создание семиканальной РРЛ между Миланом и Кампо-дель-
Фиоре, работающей на частоте 500 Мгц (Италия).
► 1944 год - создание в диапазоне 5 ГГц восьмиканальной РРЛ с ФИМ (США
- фирма «Вестерн-Электрик»).
► 1947 год - создание первой в мире двенадцатиканальной цифровой РРЛ с
дельта-модуляцией и ВУ (СССР - Л.А. Коробков).
► 1948 год - создание экспериментальной многоканальной системы передачи
сигналов с ИКМ и ВУ по кабельным линиям связи (США).
► 1950 год - исследования помехоустойчивости многоканальной системы свя-
зи с временной частотно-импульсной модуляцией (СССР - Е.Ф. Тищенко).
► 1952 год - исследования помехоустойчивости многоканальной системы пе-
редачи сообщений с ФИМ (СССР - Г.В. Длугач).
► 1954 год разработка многоканальной системы с ФИМ-ЧМ (США
С. Метзгер)
76 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

► 1955 год - создание первой системы связи, использующей механизм рассея-
ния радиоволн в тропосфере (США).
► 1958 год исследования помехоустойчивости многоканальной системы пе-
редачи сообщений с ФИМ-ЧМ (СССР - Г.А. Малолепший).
► 1962 год - создание цифровой РРЛ с ИКМ (США, Германия).
► 1963 год - создание сети ТРРЛ «Север» (СССР).
► 1975 год - разработка модемов для передачи цифровых сигналов по анало-
говым РРЛ с ЧМ (США, Канада, Япония, Китай, Франция, Германия, Италия;
СССР - В.М. Минкин).
► 1976 год разработка системы MMDS для распределения ТВ программ
(США).
► 1978 год разработка и начало внедрения систем фиксированной связи,
предназначенных для организации сетей абонентского доступа (США, Фран-
ция, Япония).
► 1978 год - начало создания в СССР цифровых РРЛ с ИКМ.
► 1981-1984 годы - разработка для цифровых высокоскоростных радиорелей-
ных систем адаптивных корректоров межсимвольных помех (США).
► 1982 год разработка и начало внедрения систем фиксированной связи,
предназначенных для связи одного пункта с многими пунктами (США, Фран-
ция, Япония).
► 1982 год разработка адаптивных компенсаторов кросс-поляризационных
помех для РРЛ (США)
► 1983 год - разработка цифровых высокоскоростных радиорелейных систем с
использованием КАМ (США, Япония).
► 1984 год - разработка системы LMDS для распределения ТВ программ (Ве-
ликобритания).
► 1989 год - разработка цифровых высокоскоростных радиорелейных систем с
использованием решетчатой кодовой модуляции (РКМ) (США, Япония, Ита-
лия).
► 1989 год - разработка системы MVDS для распределения ТВ программ (Ве-
ликобритания).
► 1997 год - выделение на ВРК-97 полосы частот 47.2-47.5 ГГц для организа-
ции сети РРЛ высокой плотности с помощью стратосферной системы связи
(США, Португалия, Италия, Франция).
► 1998 год - разработка в диапазонах 5.3 и 17 ГГц системы Hiperlan (ETSI)
7.4. Этапы развития систем радиорелейной связи
Начало развития радиорелейной связи относится к 20-м годам XX столетия, и сегодня
этот вид связи продолжает развиваться весьма высокими темпами. Отметим основные
этапы этого развития:
- 20-е годы - первые проекты создания радиорелейных линий связи в диапазонах
средних и длинных волн, создание на средних волнах первой РРЛ для передачи
сигналов телеграфии и фототелеграфии;
ГЛАВА ПЕРВАЯ 77

- 30-40-е годы - создание опытных малоканальных РРЛ на метровых волнах с ис-
пользованием ЧМ и импульсных видов модуляции, передача по РРЛ сигналов ма-
локадрового ТВ, создание первой цифровой многоканальной системы передачи
ТФ сигналов с применением дельта-модуляции и ИКМ;
- 50-е годы - разработка в диапазоне 2 ГГц магистральных РРЛ с ЧМ, позволяю-
щих передавать до 120 ТФ каналов и сигналы ТВ, начало стандартизации пара-
метров РРЛ в МСЭ, разработка малоканальных РРЛ с ФИМ для местной связи,
создание ТРРЛ, с помощью которых организуются сети радиорелейной связи в
труднодоступных регионах;
- 60-е годы - разработка первой цифровой РРЛ с ИКМ, создание магистральных
аналоговых РРЛ с ЧМ и числом ТФ каналов до 1920, освоение диапазонов частот
до 10 ГГц, развитие сетей ТРРЛ;
- 70-е годы - создание первого поколения цифровых РРЛ, использующих специ-
альные модемы для передачи цифровых сигналов в стволах аналоговых РРЛ; соз-
дание цифровых РРЛ, работающих в диапазонах частот выше 10 ГГц и исполь-
зующих для передачи сигналов ЧМн, ОФМ и ДОФТ; разработка сотовых РРЛ с
многостанционным доступом, обеспечивающих возможность организации бес-
проводного доступа к сети связи общего пользования на обширных территориях с
низкой плотностью населения;
- 80-е годы - создание РРЛ типа П-МП и их применение для организации систем
эфирного распределения ТВ программ, разработка современных цифровых высо-
коскоростных магистральных РРЛ с КАМ и РКМ;
- 90-е годы - разработка широкополосных локальных распределительных систем
типа Hiperlan.
В XXI веке аналоговые РРЛ быстрыми темпами будут заменяться цифровыми. Не-
которые полосы частот в диапазоне ниже 1 ГГц будут использоваться для организации
малоканальных протяженных РРЛ в сельской местности. В настоящее время в Европе в
этом диапазоне частот действуют почти 130 тысяч радиорелейных станций. Ожидается
быстрое развитие сетей РРЛ в диапазонах высоких частот до 30 ГГц. Полосы частот от
1 до 3 ГГц будут постепенно высвобождаться от систем фиксированной службы в це-
лях развития сетей подвижной и спутниковой связи. В течение ближайших пяти лет в
Европе общее число РРЛ возрастет на 35%. Особенно большой рост числа развернутых
РРЛ будет происходить в диапазонах частот выше 20 ГГц. В XXI веке получат широкое
развитие РРЛ в миллиметровом диапазоне частот, вплоть до 60 ГГц. Такие РРЛ с пере-
датчиками малой мощности позволят при необходимости быстро организовывать ко-
роткие и весьма дешевые соединительные линии. Их предполагается, в частности, ис-
пользовать в качестве соединительных линий для базовых станций сетей подвижной
связи третьего поколения.
Системы широкополосного абонентского доступа типа П-МП и сотовые РРЛ будут
создаваться в диапазонах частот выше 30 ГГц. Кроме того, получат развитие системы,
предназначенные для создания сотовых сетей распределения ТВ программ. Для подоб-
ных систем выделены полосы частот в диапазонах до 60 ГГц.
Весьма интересным и многообещающим является проект организации глобальной
сети РРЛ высокой плотности «Sky-Station». Этот проект по своему замыслу аналогичен
78 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

проекту создания глобальной системы спутниковой связи «Teledeisic», о котором под-
робнее будет сказано ниже. В системе «Sky-Station», для которой в МСЭ используется
аббревиатура HAPS (High Altitude Platform Station) вместо спутников Земли использу-
ется в качестве ретранслятора связная платформа, размещенная на дирижабле, подня-
том на высоту более двадцати километров над Землей.
В этом ретрансляторе осуществляется обработка сигналов и используется многолу-
чевая антенная система. Такая система позволяет обслужить до 3 миллионов абонентов
в зоне обслуживания одной стратосферной станции, имеющей радиус порядка 500 ки-
лометров. С помощью двухсот пятидесяти таких платформ возможно полное покрытие
поверхности Земли этой системой. Абонентские терминалы позволят передавать и
принимать потоки данных со скоростью от 64 до 2000 кбит/с. Абоненты будут пользо-
ваться всеми услугами, предоставляемыми сетью связи общего пользования и сетью
Интернет. Подобная система оказывается почти на порядок дешевле системы
«Teledesic», которую также планируется ввести в эксплуатацию в начале XXI века.
7.5. Системы спутниковой связи
Возможности создания современных систем спутниковой связи были заложены первы-
ми теоретическими работами, выполненными еще в начале XX века К.Э. Циолковским
(Россия, 1901 г.) и Р Годардом (США, 1903 г.), по созданию ракетной техники и искус-
ственных спутников Земли (ИСЗ).
Протяженность трассы радиорелейной линии связи растет с увеличением высоты
подвеса антенны ретранслятора. Идеи создания радиорелейной линии связи с переот-
ражением ретранслируемых сигналов от космических тел возникла у ученых задолго до
того, как появилась возможность их технической реализации.
В 1943 году в СССР академики Л.И. Мандельштам и Н.Д. Папалекси выполнили
теоретические расчеты, показавшие возможность создания линии связи с использова-
нием Луны в качестве пассивного ретранслятора. В США в 1956 году была создана
опытная система радиотелефонной связи между Вашингтоном и Гавайскими острова-
ми, в которой сигналы отражались от поверхности Луны. Эта линия имела небольшую
пропускную способность, и в ней использовался передатчик мощностью 100 Вт, рабо-
тавший на частоте 430 МГц. Линия находилась в эксплуатации до 1962 года. Несколько
позже (в 1965 г.) в СССР также были проведены опыты по передаче фототелеграфных
изображений через Луну.
Идея использования искусственных спутников, находящихся на геостационарных
орбитах, для организации глобальных систем связи и вещания была выдвинута в 1945
году американским ученым и знаменитым писателем Артуром Кларком. В 1955 году
известный американский ученый Дж.Р Пирс публикует расчетные данные, позволяю-
щие оценить технические параметры систем спутниковой связи.
Возможность создания систем спутниковой связи появилась только в 1957 году по-
сле запуска созданного под руководством академика СП. Королева первого искусст-
венного спутника Земли. Это эпохальное событие в истории человеческой цивилизации
дало мощный толчок в развитии многих новых направлений науки и техники, в том
ГЛАВА ПЕРВАЯ 79

числе и радиосвязи. Почти сразу же после первого запуска искусственного спутника
Земли создаются экспериментальные линии спутниковой радиосвязи.
В 1958 году в США запускается первый активный экспериментальный спутник
«Атлас-Скор» на эллиптическую орбиту и через него организуется опытная радиосвязь.
Через несколько месяцев после его запуска появилась историческая статья американ-
ских ученых Дж.Р Пирса и Р Компфнера, в которой были даны технические основы
создания надежной трансокеанской связи с помощью ИСЗ.
Всего несколько лет понадобилось для реализации крупных технических проектов.
В этот период были запущены:
- пассивный спутник связи «Эхо», выполненный в виде тонкостенного отражающе-
го радиоволны шара диаметром несколько десятков метров, и «Вест-Форд», обра-
зованный поясом толщиной порядка 20-30 километров из нескольких сот мил-
лионов диполей «иголок» длиной 2 сантиметра (от создания линий связи на пас-
сивных ИСЗ в дальнейшем отказались, так как они имели узкую полосу частот
линии связи и требовали применения на Земле весьма мощных передатчиков и
чувствительных приемников);
- активный спутник-ретранслятор «Телстар», находившийся на негеостационарной
орбите, с помощью которого осуществлялась передача сигналов телевидения и
многоканальной телефонии между Европой и Америкой;
- геостационарный спутник-ретранслятор «Синком».
Спутниковые системы связи, в которых использовались пассивные спутники, имели
серьезные недостатки: весьма высокую энергетику линий и узкую полосу пропускания.
Из-за этого линии спутниковой связи с 60-х годов начали создаваться исключительно с
использованием активных спутников.
Для создания национальной сети спутниковой связи в СССР в 1965 году на высоко-
эллиптическую орбиту выводится ИСЗ «Молния-1», через который была организована
передача сигналов телефонии и телевидения между Москвой и Владивостоком.
Поскольку на первом этапе развития спутниковых систем (60-е годы) широко ис-
пользовалась ЧМ с большим индексом модуляции, то в это время проводятся много-
численные разработки различных устройств снижения порога приема ЧМ сигналов.
Применение таких устройств позволяло существенно снизить необходимую энергетику
спутниковых линий связи.
В этот же период создаются экспериментальные и действующие системы спутнико-
вой связи, в которых используются различные методы многостанционного доступа:
МДЧР, МДВР и МДКР В системах МДЧР первое время используется ЧМ. Разрабаты-
ваются системы многостанционного доступа типа один канал на несущую (ОКН) и
многоканальные системы, в которых на каждой несущей частоте передается несколько
телефонных каналов (МКН).
Позднее в системах спутниковой связи начинают применяться цифровые методы
передачи сигналов. Применяются методы модуляции ФМн, ОФМ, ММС, коды, коррек-
тирующие ошибки, и другие. Для повышения эффективности использования каналов
связи применяются методы сокращения избыточности звуковых и телевизионных со-
общений, методы подавления несущей в паузах речи, разделение сигналов, передавае-
мых в одном частотном канале, по поляризации и другие. Важным этапом развития
80 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

спутниковых систем связи стали разработки систем «SPADE» (ИКМ-ОКН) и «SMAX»
(ИКМ-МДВР). Подобные разработки проводятся в разных странах.
Зоны обслуживания ИСЗ «Горизонт» и «Молния»
В СССР первая линия цифровой связи, соединившая Москву с городами Дальнего
Востока, была введена в эксплуатацию в 1977 году. Она имела скорость передачи 40
Мбит/с и позволяла передавать 120 дуплексных ТФ каналов.
В конце 60-х годов разрабатываются спутниковые ретрансляторы с обработкой
сигналов на борту, которые позволяют существенно повысить пропускную способность
спутниковых систем, применяя в них коммутационные матрицы и многолучевые ан-
тенны. Коммутационные матрицы путем соответствующей коммутации принятых вре-
менных пакетов на разные временные позиции в кадре передаваемого сигнала облада-
ют большим быстродействием и позволяют осуществлять маршрутизацию обрабаты-
ваемых сигналов на борту спутника, связывая абонентов, расположенных в зонах об-
служивания одного и того же или разных лучей.
Системы с коммутацией сигналов на борту спутника весьма перспективны, так как
позволяют существенно уменьшить сложность земного сегмента. Применение этой
технологии для организации линий связи позволяет избежать многоскачковых соеди-
нений и уменьшать задержки передаваемых сообщений. Коммутация сигналов на борту
ИСЗ для организации межспутниковых линий связи нашла применение в системе спут-
никовой подвижной связи «Иридиум», она заложена в проекте системы глобальной
спутниковой связи «Teledesic», реализация которого намечена на начало XX] века.
ГЛАВА ПЕРВАЯ 81

Разработанные в 60-70-е годы технологии связи находят широкое применение в
создаваемых во многих странах спутниковых системах.
В СССР в 70-х годах создаются различные системы многостанционного доступа:
- аналоговые системы (система ОКН «Градиент-Н» и МКН «Группа» с ЧУ-ЧМ);
- цифровая система «МДВУ-40» с временным уплотнением со скоростью передачи
сообщений 40 Мбит/с;
- цифровая система ОКН «Интерчат», аналогичная американской системе
«SPADE», обеспечивающая передачу в одном стволе до 800 каналов связи со
скоростью передачи сообщений 64 кбит/с. Эта система была разработана
совместно советскими и венгерскими специалистами;
- система цифровой спутниковой связи ДКН-400, в которой применялась адаптив-
ная дифференциальная ИКМ.
В создании отечественных систем спутниковой связи значительную роль сыграли
А.Д. Фортушенко, Н.В. Талызин, СВ. Бородич, Л.Я. Кантор, М.Ф. Решетнев, М.С Не-
мировский, В.Л. Быков, В.М. Дорофеев, А.П. Биленко, Н.И. Калашников, М.Д. Вене-
диктов, Е.Ф. Камнев, М.Р Капланов, И.С. Цирлин, В.М. Цирлин, В.П. Кокошкин,
Г.Н. Чернявский и другие. Важные при проектировании спутниковых систем связи про-
граммы для расчета зон обслуживания геостационарных спутниковых систем были
разработаны в 80-х годах Л.М. Машбицем.
Спутниковая связь развивается во всем мире весьма быстрыми темпами. Совершен-
ствование техники спутниковой связи позволило в 1984 году создавать небольшие не-
обслуживаемые земные станции (ЗС) цифровой спутниковой связи с антеннами с малой
апертурой (VSAT-Very Small Aperture Terminal), которые позволяют развертывать мас-
совые сети спутниковой связи, аналогичные сетям РРЛ типа П-МП. Новая техника
обеспечивает достаточно высокую скорость передачи информации (до 2 Мбит/с) и по-
зволяет отдельным пользователям сетей VSAT предоставить, наряду с традиционными,
значительное количество современных услуг связи (Интернет, видеоконференцсвязь,
видеотелефония и т. д.). Сети VSAT создаются в диапазонах 6-4, 14-11 и 30-20 ГГц, вы-
деленных для фиксированной спутниковой службы.
Начиная с 1984 года, за пятнадцать лет своего развития, количество введенных в
эксплуатацию ЗС сетей VSAT в мире составило около трехсот тысяч.
Сети спутниковой связи имеют глобальный характер и требуют при создании весь-
ма значительных инвестиций. Это диктует необходимость объединения ресурсов мно-
гих стран для развития подобных систем.
В 1965 году создается первая международная организация спутниковой связи «Ин-
телсат», которая объединяет 143 страны. Глобальная система спутниковой связи «Ин-
телсат» имеет сегодня 17 ИСЗ и 130 земных станций в разных регионах мира. В этой
системе возможны организация сетей связи общего пользования, передача видеосигна-
лов, создание магистральных линий связи большой емкости и корпоративных сетей
связи и т. п.
В 70-х годах создается ряд других международных организаций спутниковой связи:
- организация «Интерспутник», объединяющая в настоящее время двадцать три
страны Восточной Европы, Азии и страны СНГ и предоставляющая сегодня поль-
зователям возможность организации сетей ТВ и ЗВ вещания, передачу телефонии,
82 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

данных, видеоконференций, сетей VSAT. Эта организация имеет 8 спутников свя-
зи и 70 земных станций в разных странах мира;
- организация «Евтелсат», объединяющая пятьдесят стран Европы, Азии, Африки и
Америки. Она имеет 15 ИСЗ, с помощью которых обеспечивается организация
тысяч корпоративных сетей, передача сигналов телефонии и данных, а также 550
ТВ каналов на 75 миллионов приемных установок во многих частях мира.
За последние двадцать пять лет был создан также ряд региональных систем спутни-
ковой связи: «ПанАмСат», «Орион», «Арабсат», «Азиасат» и другие. В 90-х годах на-
циональные сети спутниковой связи были созданы в Канаде, России, США, Франции,
Китае, Японии, а также во многих других странах.
Хронология
► 1943 год - проведены теоретические расчеты, показавшие возможность соз-
дания линии связи с использованием Луны в качестве пассивного ретрансля-
тора (СССР - Л.И. Мандельштам и Н.Д. Папалекси).
► 1945 год выдвинута идея использования геостационарных ИСЗ для
организации глобальных систем связи и вещания (США - А. Кларк).
► 1955 год выполнены первые расчеты, позволяющие оценить технические
параметры систем спутниковой связи (США - Дж.Р Пирс).
► 1956 год - создание опытной линии связи с использованием Луны в качест-
ве пассивного ретранслятора (США).
► 1957 год - осуществлен запуск первого в мире ИСЗ (СССР - СП. Королев).
► 1958 год - создана опытная линия связи через активный экспериментальный
спутник «Атлас-Скор», находящийся на эллиптической орбите (США).
► 1960 год произведен запуск первого пассивного спутника связи «Эхо»
(США).
► 1962 год произведен запуск первого активного спутника-ретранслятора
«Телстар», с помощью которого осуществлялась передача сигналов телевиде-
ния и многоканальной телефонии между Европой и Америкой (США).
► 1962-1970 годы разработка устройств для снижения порога при приеме
сигналов с ЧМ (США - Дж.Г Чаффи; СССР - Л.Я. Кантор, В.М. Дорофеев,
Ю.А. Афанасьев и др.).
► 1963 год - запуск первого геостационарного спутника связи «Синком» (США)
► 1964 год - создание опытной спутниковой системы с МДВУ-ИКМ (США
фирма «COMSAT»).
► 1964 год создание спутниковой системы связи с МДКР-ИКМ (США
Г Блэсбарг, Д. Фридман, Р Киилер).
► 1965 год - организация линии связи Москва Владивосток для ретрансля-
ции сигналов телефонии и телевидения через спутник «Молния-1», находя-
щийся на высокоэллиптической орбите (СССР).
► 1965 год опытные передачи фототелеграфных изображений через Луну,
используемую как пассивный ретранслятор (СССР - СВ. Бородич, И.А. Гуся-
тинский, А.С. Немировский).
ГЛАВА ПЕРВАЯ 83

► 1965 год - создание международной организации спутниковой связи «Ин-
телсат»
► 1967-1968 годы разработка аналоговых систем МДЧР «Градиент-Н» и
«Группа» (СССР - Л.Я. Кантор, О.С. Тихонов, В.И. Дьячков, В.М. Дорофеев).
► 1969 год - создание системы ОКН «SPADE»-МДЧР-ИКМ (США - А. Вере).
► 1971 год - создание системы ОКН «Интерчат»-МДЧР-ИКМ (СССР - Л.Я. Кан-
тор, В.М. Дорофеев).
► 1970 год - создание системы «БМАХ»-МДВР-ИКМ (Япония - С. Накамура,
С. Кондо. Ю. Иноге).
► 1970 год - анализ ретрансляторов с обработкой сигнала на борту ИСЗ (США
- Р Хуан, Ф. Хутен).
► 1971 год создание международной организации спутниковой связи
«Интерспутник»
► 1975 год разработка бортового ретранслятора для первого советского
геостационарного ИСЗ «Радуга», работающего в сети «Орбита-2» (СССР
А.Д. Фортушенко, М.В. Бродский, А.И. Островский, Ю.М. Фомин и др.).
► 1977 год - создание международной организации спутниковой связи «Евтел-
сат»
► 1978 год - создание системы МДВР-40 (СССР - В.М. Цирлин, Г.Х. Паньков,
В.М. Дорофеев, М.М. Симонов).
► 1984 год - начало развертывания сетей спутниковой связи VSAT (США).
► 1985 год — создание национальной спутниковой сети для сельской связи с
использованием МДКР (Япония).
► 1988 год - создание системы ДКН-400 (СССР - В.М. Дорофеев, Ю.Ф. Коно-
валов, С.Н. Дерюгин, А.В. Минин).
7.6. Этапы и перспективы развития систем спутниковой связи
В развитии спутниковых систем можно выделить следующие основные этапы.
- 40-е годы: выдвижение идей создания линий спутниковой связи и первые расче-
ты, позволяющие оценить их основные параметры.
- Конец 50-х начало 60-х годов: создание первых экспериментальных линий
спутниковой связи (с использованием вначале пассивных, а затем активных ИСЗ,
расположенных на негеостационарных и геостационарных орбитах).
- 60-е и начало 70-х годов: разработка различных методов многостанционного
доступа (МДЧР, МДВР, МДКР), разработка систем, использующих аналоговые и
цифровые методы передачи сообщений, различные методы сокращения их избы-
точности, разработка методов коммутации сигналов на борту спутника.
- Последние тридцать лет XX века характеризуются существенным расширением
применений технологий спутниковой связи и созданием международных и на-
циональных сетей спутниковой связи, обеспечивающих возможности организа-
ции как протяженных магистральных многоканальных линий связи большой ем-
кости, так и локальных и региональных линий связи с многостанционным досту-
84 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

пом, а также сетей спутниковой связи с применением технологии VSAT для
большого числа пользователей.
С 60-х годов в МСЭ начинается разработка Рекомендаций по стандартизации обо-
рудования и требований к качеству каналов спутниковой связи.
Развитие спутниковых систем связи происходит в следующих направлениях:
- предоставление абонентам возможностей передачи высокоскоростных данных и
подключения к сети Интернет;
- создание спутников с низкими удельными затратами на ствол/год (за счет боль-
шого срока службы, большого числа стволов и/или дешевых средств вывода на
геостационарную орбиту (ГСО);
- создание необслуживаемых сетей VSAT.
Весьма перспективной представляется глобальная система спутниковой связи
«Teledesic», которую планируется ввести в эксплуатацию в 2004 году. Эта система
должна обеспечить широкополосный доступ к сети Интернет и к мультимедийным ус-
лугам в любой точке земного шара. Для нее на ВРК-97 выделены полосы частот 28.6-
29.1 ГГц (линия вверх) и 18.8-19.3 ГГц (линии вниз). В системе используется 288 не-
геостационарных спутников связи, находящихся на низких орбитах. Спутники движут-
ся в двенадцати плоскостях, в каждой из которых находится по 24 спутника. В любой
области земного шара радиусом 100 километров система обеспечивает обслуживание
потока данных с суммарной скоростью в 500 Мбит/с от пользовательских терминалов.
Пользователям будут предоставляться каналы для передачи сообщений со скоростью
от 16 кбит/с до 2 Мбит/с, принимать сообщения они смогут со скоростью до 64 Мбит/с.
Система способна одновременно обслуживать миллионы абонентов, предоставляя им
услуги по передаче данных, мультимедиа и другие услуги. В разных странах в настоя-
щее время разрабатываются несколько проектов подобных систем.
8. Системы подвижной связи
Сегодня всему наступает пора,
Что бредом казалось вчера.
Эмиль Верхарн
8.1. Морская, сухопутная и воздушная подвижная связь
В начале XX века, на первом этапе развития радиотехники, радиосвязь начала разви-
ваться как морская подвижная связь. В те годы этот вид связи являлся единственно
возможным для организации связи судов между собой и с берегом. Фирмой «Маркони»
в Великобритании, а затем и на предприятиях других стран (России, США, Франции и
Германии) было организовано производство судовых искровых радиостанций. До 1904
года более пятидесяти судов военно-морского флота России было оснащено судовыми
ГЛАВА ПЕРВАЯ 85

радиостанциями. Широкое внедрение средств судовой подвижной связи, существенно
повышающей безопасность плавания, обусловило необходимость принятия междуна-
родных правил радиообмена и стандартов на средства морской радиосвязи. Такие пра-
вила и стандарты были приняты на Первой Международной конференции по радиосвя-
зи в Берлине в 1903 году. Техника морской подвижной связи развивалась и продолжает
развиваться параллельно с техникой систем наземной связи.
Потребности в средствах наземной подвижной связи для оперативного управления
действиями полиции привели в 1921 году к созданию в США первой диспетчерской
системы телеграфной подвижной связи. По сути, это оказалась система пейджинговой
связи, так как она была однонаправленного действия и служила для передачи распоря-
жений дежурным бригадам полиции.
На начальном этапе развития систем наземной подвижной связи в них использова-
лись телеграфные режимы работы, а позже - телефонные режимы с применением для
передачи сообщений AM. В 1940 году в США в диапазоне ОВЧ создается первая сис-
тема подвижной связи с использованием ЧМ.
Эффективность наземной подвижной связи для управления в службах безопасности
(полиция, пожарная служба, скорая помощь и т. п.), для управления работой транспорта
и в других областях приводит к быстрому прогрессу в этой области. В 1948 году созда-
ется первая полностью автоматическая радиотелефонная система подвижной связи без
участия диспетчера. В СССР серийный выпуск первых отечественных станций под-
вижной связи был налажен в 1952 году.
Хронология
► 1903 год - состоялась Первая Международная конференция по радиосвязи,
на которой были приняты правила, определяющие рабочие частоты, пре-
дельные мощности передатчиков, порядок радиообмена судов между собой
и с береговыми станциями.
► 1921 год — создана первая система однонаправленной подвижной радиоте-
лефонной связи для полиции в г Детройт (США).
► 1940 год — создана первая система подвижной связи с использованием ЧМ
(США).
► 1948 год в Ричмонде внедрена первая полностью автоматическая
радиотелефонная система связи, работающая без участия диспетчера (США).
► 1952 год - начат серийный выпуск первых отечественных станций подвиж-
ной связи разработки Воронежского научно-исследовательского института
связи (СССР).
Во второй половине XX века появляются и параллельно развиваются различные
виды подвижной связи: системы пейджинговой (поискового радиовызова - ПРВ), тран-
кинговой и сотовой связи, а также системы беспроводного абонентского доступа. Рас-
смотрим историю развития каждой из этих технологий отдельно.
86 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

8.1.1. Пейджинговые системы
Начало развития современных систем ПРВ общего пользования можно отнести к 1956
году, когда была создана первая система «Multiton». В этой системе, которая для переда-
чи сообщений использовала специально выделенный радиоканал, абонент имел малога-
баритный приемник - пейджер, способный из общего потока сообщений, передаваемых
по радиоканалу, выделить адресованный ему сигнал. При приеме этого сигнала в зависи-
мости от принятой кодовой комбинации издавался звук определенного тона, услышав ко-
торый абонент мог, нажав на кнопку, прослушать посланное ему речевое сообщение.
Позже, из-за необходимости улучшить эффективность использования радиоканала,
отказались от передачи речевого сообщения. Вызов абонента включал тоновый звуко-
вой сигнал пейджера, который извещал его о необходимости совершить определенные
действия (например, позвонить по заранее определенному телефонному номеру). Сис-
темы пейджинговой связи, работающие в отдельном выделенном радиоканале, выпус-
кались многими фирмами. Обычно ширина полосы канала составляла 25 кГц, и для пе-
редачи сигналов использовалась ЧМ. Для работы этих систем выделялись каналы в
диапазоне частот от 50 до 900 МГц.
Важной вехой в развитии систем пейджинговой связи явилась разработка в 1976
году протокола POCSAG, принятого в качестве международного. В 1982 году впервые
были разработаны пейджеры с дисплеем, на котором абонент мог увидеть посланное
ему буквенно-цифровое сообщение. В системах ПРВ, использующих этот код, инфор-
мация может передаваться со скоростью 512, 1200 либо 2400 бит/с.
Системы пейджинговой связи получили весьма широкое распространение и с це-
лью экономии частотного ресурса в 1980 году возникла идея использовать для органи-
зации такой связи хорошо развитую сеть ОВЧ-ЧМ станций. Сигналы ПРВ передавались
в эфир в составе вещательного сигнала на поднесущей частоте 57 кГц. Эта частота мо-
дулировалась с помощью ЧМ и была расположена по спектру выше верхней граничной
частоты вещательного сигнала. Широкое внедрение таких систем, получивших назва-
ние RDS (Radio Data System), началось во многих странах мира в 1987 году.
Первая отечественная разработка пейджинговой системы «Луч-1» Воронежским
НИИ связи была завершена в 1988 году.
Начиная с 60-х годов создаются национальные и региональные сети ПРВ, охваты-
вающие территории нескольких стран и предоставляющие абонентам услуги во всей
зоне обслуживания. В 1969 году создана европейская система ЕВРОСИГНАЛ, которая
была внедрена во Франции, Германии и Швейцарии. Позже была создана система ЕВ-
РОПЕЙДЖ, охватившая территории Великобритании, Франции, Германии и Италии.
В 1992 году создается общеевропейская система ERMES (European Radio Message
System), работающая в полосе частот 169.4 - 169.8 МГц. Эта система обеспечивает об-
щеевропейский роуминг и высокую скорость передачи сигналов (6.25 кбит/с). Она по-
зволяет создавать сети очень высокой емкости для передачи разных видов сообщений,
включая текстовые. Сети ERMES не получили широкого распространение ввиду слож-
ности оборудования.
Фирмой «Моторола» в 1993 году был разработан для систем ПРВ протокол FLEX,
обладающий повышенной помехоустойчивостью и имеющий набор возможных скоро-
стей передачи сообщений (1.6, 3.2 и 6.4 кбит/с). Основное достоинство этого протокола
состоит в его гибкости - он обеспечивает высокую степень согласования с существую-
ГЛАВА ПЕРВАЯ 87

щими системами ПРВ, в которых применяется протокол POCSAG. Кроме того, пей-
джеры FLEX за счет синхронного режима работы имеют увеличенный в 4-5 раз срок
службы батарей пейджеров по сравнению с пейджерами POCSAG. В настоящее время
88 % абонентов всех пейджинговых сетей в мире используют протокол FLEX. В России
ряд крупнейших пейджинговых компаний («Весолинк», «Интерантенна», «Inform-
Ехсот», «Мобайл Телеком») применяют этот протокол более чем в пятидесяти городах.
Хронология
► 1956 год разработка первой пейджинговой системы «Multiton» (Велико-
британия).
► 1974 год - выпуск первых моделей радиопейджеров без дисплея (США).
► 1976 год разработка пейджингового кода POCSAG, принятого в качестве
международного (Великобритания).
► 1980 год - выпуск первых пейджеров с дисплеем (США - фирма «Моторола»).
► 1980 год - создание первых опытных сетей RDS (Швейцария).
► 1980 год - создание первой в СССР сети ПРВ в Москве в период проведения
Олимпиады.
► 1982 год - начало выпуска пейджеров с дисплеями, предназначенными для
отображения буквенно-цифровых знаков.
► 1987 год - внедрение во многих странах пейджинговых систем RDS.
► 1988 год - разработка отечественной пейджинговой системы «Луч-1».
► 1992 год - разработка стандарта на систему ERMES (ETSI).
► 1993 год - разработка протокола пейджинговой связи FLEX.
► 1994 год начало внедрения русифицированных пейджеров в сетях пей-
джинговой связи в России.
8.1.2. Транкинговые системы
Возможности широкого развития радиосвязи в первую очередь определяются наличием
частотного ресурса. До 60-х годов в сетях подвижной связи использовался принцип за-
крепления имеющихся частотных каналов за отдельными абонентами сети. Это приво-
дило к весьма неэффективному использованию выделенной для работы сети полосы
частот. Идея создания так называемых транкинговых систем подвижной связи со сво-
бодным доступом любого абонента сети к любому из имеющихся незанятых каналов
была предложена и реализована в 1957-1958 годах советскими учеными
Б.П. Терентьевым, В.В. Шахгильдяном и А.А. Ляховкиным, создавшими систему под-
вижной связи с ФИМ. Эта система имела 10 рабочих каналов и работала в диапазоне
частот 400 МГц. Позже в 1960 году ими же была разработана транкинговая система, в
которой использовалась AM и частотное разделение каналов. Эта система имела высо-
кую эффективность использования РЧС - по сравнению с системами с ЧМ в ней полоса
частот канала связи, предоставляемая абоненту, была в 2ч-3 раза меньше.
Для систем подвижной связи с ЧМ, которые получили наиболее широкое распро-
странение, принцип построения транкинговых сетей был предложен в 1959 году спе-
циалистами Государственного проектного института радиосвязи и телевизионного ве-
щания и Воронежского научно-исследовательского института связи. Эта идея была
88 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

реализована в системах «Алтай» и «Алтай-2М», которые вплоть до недавнего времени
эксплуатировались в России.
Транкинговые системы подвижной связи получили широкое распространение во
всем мире. До середины 60-х годов развивались так называемые производственные
системы подвижной связи (Private Mobile Radio - PMR), создаваемые отдельными ор-
ганизациями для удовлетворения своих потребностей в подвижной связи на ограничен-

безопасности. В данной системе абонентам предоставляется услуга роуминга, и сегодня
уже началось внедрение этой системы в ряде стран Западной Европы.
В системе TETRA в каждом частотном канале шириной 25 кГц с помощью ВУ пе-
редаются сигналы четырех абонентов. Таким образом, по спектральной эффективности
эта система в четыре раза превосходит обычные системы с ЧМ. Помимо передачи речи
в цифровой форме возможна передача данных со скоростью 7.2 кбит/с (до 28 кбит/с),
допускается несколько уровней приоритета вызовов, групповые вызовы, срочные вызо-
вы, передача пакетных данных, возможность непосредственной связи между абонента-
ми, минуя базовую станцию (БС), и т. д.

8.1.3. Сотовые системы
В 1947 году Д. Рингом, сотрудником знаменитой лаборатории, созданной изобретате-
лем телефона Беллом (США), была выдвинута замечательная идея сотового принципа
организации сетей подвижной связи. В таких сетях зоны обслуживания отдельных БС
образуют соты, размер которых определяется территориальной плотностью абонентов
сети. Частотные каналы, используемые для работы одной из БС сети, могут повторно
распределяться по определенному закону для работы других БС, входящих в эту же
сеть. Это обеспечивает высокую эффективность использования РЧС. В сотовых сетях
абонент, перемещаясь из зоны действия одной БС в другую, может поддерживать не-
прерывную связь как с подвижным абонентом, так и с абонентом ТФОП. Такие сети
охватывают обширные территории, и абонент, если он находится в зоне действия хотя
бы одной из БС, входящей в общую сеть, может выйти на связь или его может вызвать
другой абонент независимо от своего местоположения (услуга роуминга).
Через двадцать лет эта идея нашла свое воплощение в сотовых сетях подвижной
связи общего пользования. Внедрение таких сетей начинается с 70-х годов, вначале в
США, а позже в европейских странах, в Японии и в других регионах мира. Благодаря
их созданию новые услуги подвижной связи стали доступными для сотен миллионов
людей многих стран мира.
Первая аналоговая система сотовой подвижной связи первого поколения стандарта
AMPS, предназначенная в основном для предоставления услуг телефонии, была раз-
вернута в США в 1979 году. Это была система с частотным дуплексом и МДЧР Она
получила распространение во многих странах мира. С некоторыми изменениями она
была также позже внедрена в Великобритании и Японии. Система AMPS работает в
диапазоне 800 МГц и использует две полосы частот шириной 25 МГц с дуплексным
разносом 45 МГц.
В 1981 году в Скандинавских странах в диапазоне
450 МГц разрабатывается сотовая система связи пер-
вого поколения стандарта NMT-450, принципы по-
строения которой подобны системе AMPS. Сети NMT-
450 еще и сегодня работают во многих европейских
странах. В 80-х годах создаются национальные систе-
мы сотовой связи первого поколения в Германии, Ита-
лии, Франции и происходит быстрый рост количества
абонентов сотовых сетей. Для их развития начинает
использоваться также и диапазон частот 900 МГц.
Несовместимость оборудования созданных в раз-
ных странах систем первого поколения делала невоз-
можным предоставление абонентам этих сетей весь-
ма важной услуги роуминга. Поэтому в 1982 году
Скандинавские страны и Голландия выходят с пред-
ложением разработки в диапазоне 900 МГц регионального европейского цифрового
стандарта сотовой связи (системы второго поколения). В этой системе, помимо услуг
телефонии, абонентам должен предоставляться целый ряд услуг, связанных с передачей
данных, - факс, короткие сообщения и т. п. Это предложение было поддержано всеми
странами Западной Европы, и в 1989 году в ETSI был разработан стандарт на систему
ГЛАВА ПЕРВАЯ 91
Сотовая система подвижной
радиосвязи (размерность
кластера равна 7)

GSM. В следующем году, учитывая перспективы развития сотовой связи в Европе и во
всем мире, этот же стандарт был принят для диапазона 1800 МГц. В 1991 году создают-
ся опытные сети стандарта GSM и начинается его глобальное распространение по все-
му земному шару, в связи с чем аббревиатура GSM приобрела новую расшифровку -
Global System for Mobile Communications. Пионером в создании таких сетей является
Финляндия, в которой сегодня имеется рекордное число абонентов сетей сотовой связи
(более 70 % населения).
Сети сотовой связи стандарта GSM были внедрены не только в Европе, но получи-
ли распространение и во многих странах мира. Разработка и широкое внедрение систе-
мы GSM ярко продемонстрировали, сколь высокой может быть эффективность между-
народного сотрудничества в деле развития новой техники связи.
Принципы, положенные в основу системы GSM, позже использовались в ETSI при
создании европейских систем поездной связи (UIC), транкинговой связи (TETRA), бес-
проводной связи (DECT). Они оказали влияние на разработку европейской системы под-
вижной связи третьего поколения (UMTS - Universal Mobile Telecommunication System).
Система AMPS также модернизируется, создается цифровая система D-AMPS, и
выпускаются абонентские терминалы, которые могут работать как в аналоговых, так и
в цифровых сетях данного стандарта. Применение системы D-AMPS позволяет увели-
чить емкость сотовой сети в тех местах, где аналоговые сети оказались перегруженны-
ми из-за увеличения количества абонентов.
В России сотовая связь начинает развиваться с 1991 года, когда в Санкт-Петербурге
была развернута первая сеть скандинавского стандарта NMT-450. С 1994 года создают-
ся сотовые сети американского стандарта AMPS, а с 1996 европейского стандарта
GSM-900. Сегодня в России созданы сети сотовой связи всех этих стандартов.
Знаменательной вехой в развитии систем сотовой подвижной связи является год
1989-й. В этом году фирмой «Qualcomm» (США) была завершена разработка новой
цифровой системы второго поколения, использующей технологию CDMA. Эта техно-
логия в несколько раз повышала эффективность использования РЧС в сотовой связи и
позволяла создавать сети весьма большой емкости. В США и в некоторых странах Азии
эта технология получила применение, так как она позволяла при необходимости повы-
сить емкость существующих сетей стандарта AMPS. В странах Западной Европы, в ко-
торых распределение полос частот между разными службами существенно отличается
от стран Американского континента, сети на этой технологии не создавались. В них
происходило интенсивное развитие сотовых сетей стандарта GSM. В России в 1997 го-
ду на основе технологии CDMA начали создаваться сети абонентского доступа.
Результаты маркетинговых исследований, выполненных во многих странах, пока-
зывали, что спрос на услуги сотовых сетей подвижной связи в ближайшие десятилетия
будет расти весьма быстро.
В 1990 году в МСЭ и в региональных организациях стандартизации (ETSI - Европа,
ARIB - Япония и ANSI - США) начинаются работы по созданию единого общемирово-
го стандарта на оборудование систем подвижной сотовой связи третьего поколения
IMT-2000 (International Mobile Telecommunication). В Европе разрабатывается система
UMTS, относящаяся к семейству IMT-2000. Основная предпосылка для выполнения
этих работ состояла в том, что на рубеже столетий пользователям мобильных систем
станет необходимо предоставление таких же услуг, как и в фиксированной связи. Або-
92 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

нент в третьем тысячелетии, независимо от соединения с ТФОП по проводным или ра-
диоканалам, будет пользоваться полным набором широкополосных услуг мультимедиа,
обеспечиваемых глобальной информационной инфраструктурой.
В 1992 году на ВРК было принято решение о выделении в диапазоне 2 ГГц на все-
мирной основе полосы частот для развития систем сотовой подвижной связи третьего
поколения. В сетях подвижной связи третьего поколения существенно возрастет скорость
передачи сообщений: в сотовых и микросотовых сетях она составит до 380 кбит/с, а в пи-
косотовых сетях, разворачиваемых внутри помещений, - до 2 Мбит/с. Для передачи со-
общений по радиоканалу в этих сетях используются в основном системы с CDMA.
В процессе работ по
созданию единого миро-
вого стандарта на сети
третьего поколения были
рассмотрены десятки
разных предложений,
сделанных ведущими в
мире компаниями про-
изводителями телеком-
муникационного обору-
дования. Достичь полно-
го согласия в выборе
единого стандарта не
удалось. Причиной этого
является то, что при раз-
работке стандартов учи-
тывается возможность
развития сетей нового
поколения при максимальном использовании уже существующей инфраструктуры. За
прошедшие годы в разных регионах мира сложилась различная инфраструктура сото-
вых сетей. Однако в настоящее время в МСЭ принято решение, согласно которому в
будущем будут развиваться пять типов систем, основанных на предложениях регио-
нальных органов стандартизации Европы, США, Японии, Кореи и Китая. В МСЭ при-
няты решения, согласно которым в создаваемых сетях будет предусмотрена возмож-
ность осуществления глобального роуминга абонентов независимо от используемой
системы третьего поколения в стране их проживания.
В ряде европейских стран уже выданы лицензии на создание сотовых сетей под-
вижной связи стандарта UMTS. Ввод их в коммерческую эксплуатацию должен состо-
яться в 2002 году.
Хронология
► 1947 год - выдвинута идея создания сотовых сетей подвижной связи (США
Д. Ринг).
► 1974 год - начало разработки сотовых сетей подвижной связи общего поль-
зования (США).
ГЛАВА ПЕРВАЯ 93

► 1979 год - создание системы сотовой подвижной связи стандарта AMPS (США).
► 1981 год начало внедрения сотовых систем связи стандарта NMT-450 в
Скандинавских странах (Дания, Швеция, Финляндия и Норвегия).
► 1982 год - начало разработки системы сотовой подвижной связи стандарта
GSM (ETSI).
► 1985 год - начало исследований в МСЭ по созданию единой системы под-
вижной связи третьего поколения IMT-2000.
► 1989 год - разработка фирмой «Qualcomm» первой сотовой системы связи,
использующей технологию CDMA (США).
► 1990 год - начало работ по созданию UMTS (ETSI).
► 1991 год - начало внедрения сотовых сетей подвижной связи в России.
► 1992 год - начало внедрения сетей GSM (Финляндия).
► 1992 год - выделение на всемирной основе полос частот в диапазоне 2 ГГц
для создания систем подвижной связи третьего поколения.
► 1994 год - разработка стандарта D-AMPS (США).
► 1994 год - разработка проекта системы третьего поколения CODIT на основе
технологии CDMA (ETSI).
► 1999 год - в Финляндии выданы первые лицензии на создание наземных се-
тей UMTS.
8.1.4. Системы абонентского радиодоступа
Весьма важным направлением развития подвижной связи в конце XX века явилось соз-
дание систем абонентского радиодоступа (АРД).
В 1975 году американская фирма «Моторола» выпустила первый аналоговый беспро-
водной телефонный аппарат (СТ - Cordless Telephone). Этот аппарат позволял абоненту
свободно передвигаться с радиотелефонной трубкой в радиусе около 100 метров от базо-
вой платформы, подключенной проводом к ТФОП. Связь радиотелефонной трубки с
платформой осуществлялась по радиоканалу в диапазоне 40-80 МГц с помощью ЧМ.
В 1988 году была разработана аналоговая многоканальная система СТ-1 с МДЧР,
частотным дуплексом (ЧД) и ЧМ, работавшая в диапазоне 864-868 МГц. Абонент этой
системы имел свободный доступ к сорока частотным каналам шириной 100 кГц и так-
же мог перемещаться в радиусе порядка 100 метров от БС, подключенной к ТФОП.
Через несколько лет в том же диапазоне частот была создана цифровая система СТ-2
с МДЧР и временным дуплексом (ВД), при котором в одном частотном канале, имев-
шем ширину 100 кГц, на одном временном интервале осуществляется передача пакета
сообщений от абонента к БС, а на следующем - от БС к абоненту. Для передачи сооб-
щений использовалась гауссовская частотная модуляция с минимальным сдвигом.
Стандарт СТ-2, который был принят ETSI, во многих странах Европы применялся для
создания системы «Telepoint», предназначенной для одночастотной связи подвижных
абонентов с абонентами ТФОП. В этой системе допускались лишь исходящие вызовы
подвижных абонентов.
На принципах, положенных в основу системы СТ-2, позже были разработаны мно-
гоканальные системы с МДВР: DCT-900 (Швеция) в диапазоне 900 МГц и DECT (Digi-
tal European Cordless Telecommunications). Стандарт на систему DECT был опубликован
94 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

ETSI в 1992 году. Эта система работает в диапазоне частот 1880-1900 МГц, разделен-
ном на десять радиоканалов, в каждом из которых обеспечивается прием и передача
двенадцати цифровых каналов с ВД. Выпуск оборудования стандарта DECT начался в
1996 году.
В 1995 году были завершены разработки: в США в диапазоне 2 ГГц системы PACS
(Public Access Communication System), а в Японии в диапазоне 1.5 ГГц системы PHS
(Personal Handphone System).
В цифровых системах АРД речевые сигналы с помощью АДИКМ преобразуются в
цифровой поток со скоростью передачи 32 кбит/с.
Сети АРД стандарта DECT сегодня весьма интенсивно развиваются в странах Ев-
ропы. В ближайшее время этот стандарт в ETSI будет доработан и обеспечит такой же
набор услуг высокоскоростной связи, какой будет предоставляться в пикосотовых се-
тях подвижной связи третьего поколения.
Построение сети АРД DECT
Хронология
► 1975 год начало разработки беспроводных телефонов СТ-0, которые
позволяли абонентам во время разговора свободно передвигаться по
квартире (США).
► 1988 год - разработка аналоговой многоканальной системы беспроводного
доступа СТ-1 с ЧД (Великобритания)
► 1990 год разработка цифровых многоканальных систем беспроводного
доступа СТ-2 (Великобритания) и DCT-900 с ВД (Швеция)
► 1992 год разработка цифровой многоканальной системы беспроводного
доступа стандарта DECT с ВД (ETSI).
► 1995 год разработка в США системы PACS (Public Access Communication
System) и в Японии системы PHS (Personal Handphone System).
► 1996 год - начало выпуска оборудования стандарта DECT (ETSI).
ГЛАВА ПЕРВАЯ 95

8.1.5. Системы воздушной подвижной связи
Хотя профессиональные системы воздушной подвижной связи начали создаваться еще
в 20-х годах, первая коммерческая национальная система воздушной подвижной связи
общего пользования «Airfone» была создана в США в 1980 году. Эта система давала
возможность пассажирам самолетов устанавливать и поддерживать через установлен-
ные на территории страны БС связь с любым абонентом сети ТФОП. Прямо во время
полета пассажиры могли решать проблемы, связанные с заказом такси, гостиниц, биле-
тов на все виды транспорта, вести деловые переговоры, посылать факсы. В США все
пассажирские самолеты, летающие на внутренних линиях, оснащены системой «Air-
fone».
В 1992 году на ВРК были выделены полосы частот 1670-1675 МГц (Земля - само-
лет) и 1800-1805 МГц (самолет - Земля) для системы TFTS (Terrestrial Flight Telecom-
munications System), разработанной в ETSI. Система поддерживает 164 радиоканала
шириной в 30 кГц и обеспечивает международный роуминг. Разработан план размеще-
ния БС на территории всех европейских стран. В настоящее время в четырех странах
Западной Европы (Великобритании, Франции, Италии и Швеции) установлены шесть
наземных станций для проведения опытной эксплуатации этой системы. Сейчас более
260 самолетов Швеции, Франции и Великобритании оснащены оборудованием системы
TFTS. Полное развертывание этой системы произойдет в первом десятилетии XXI века.
Построение сети воздушной подвижной связи TFTS
Хронология
► 1980 год создание коммерческой системы воздушной подвижной связи
«Airfone» (США)
► 1992 год - выделение на ВРК-92 полос частот для развития системы воздуш-
ной подвижной связи TFTS.
96 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

8.1.6. Этапы развития сетей наземной подвижной связи
Подвижная связь получила в XX веке, особенно в его последней четверти, колоссаль-
ное развитие. Оно началось с создания систем, обслуживающих нужды полиции и му-
ниципальных служб, а также различные производственные нужды.
В начале 80-х годов, после создания сотовых сетей, этот вид связи получает массо-
вое применение, и количество абонентов в сетях подвижной связи начинает стреми-
тельно увеличиваться. Сегодня сети сотовой подвижной связи в разных частях земного
шара имеют около 650 миллионов абонентов.
За прошедшие сто лет наземная подвижная связь прошла следующие основные эта-
пы развития:
- внедрение в подвижную связь ЧМ (1940 г.);
- создание первых сетей ПРВ общего применения (1956 г.);
- создание первых транкинговых систем со свободным доступом всех абонентов
сети к имеющемуся частотному ресурсу (1972 г.);
- внедрение первых систем абонентского доступа (1975 г.);
- внедрение сотовых аналоговых систем подвижной связи с высокой эффективно-
стью использования выделенной полосы частот (1979 г. - AMPS; 1981 г. - NMT-
450);
- внедрение систем воздушной подвижной связи общего пользования (1980 г.);
- внедрение цифровых систем подвижной связи (1992 г. - GSM; 1995 г. - CDMA).
Начало 80-х годов знаменательно также тем, что страны Западной Европы начина-
ют проводить согласованную техническую политику развития систем радиосвязи и ве-
щания. В ETSI разрабатывается серия стандартов на оборудование систем подвижной
связи (GSM, TETRA, ERMES, DECT, TFTS и др.).
Система GSM, работающая в диапазонах 900 и 1800 МГц, явилась первой крупно-
масштабной коммерческой цифровой сотовой системой, достигшей в короткое время
широкого мирового успеха. Сегодня имеется около трехсот пятидесяти сетей GSM,
действующих в ста тридцати странах. В 2001 году ожидается, что эти сети будут об-
служивать семьсот миллионов пользователей. В некоторых странах количество абонен-
тов сотовых сетей становится соизмеримым с числом абонентов ТФОП. Быстро растет
и количество абонентов сетей транкинговой связи. Согласно исследованиям ETSI, в
конце XX века в Европе оно составит свыше восьми миллионов.
В ответ на потребности внутреннего европейского рынка директивами Европейско-
го совета намечены меры по широкому внедрению в европейских странах сетей GSM,
DECT и ERMES. В 1994 году Европейская комиссия приняла Зеленую книгу по мобиль-
ной персональной связи, в которой европейскими странами установлены принципы об-
щей технической политики развития подвижной связи на ближайшие десятилетия.
8.2. Спутниковая подвижная связь
Весьма перспективным направлением развития подвижной связи общего пользования
является создание спутниковых систем. Такие системы позволяют обеспечить связью
обширные регионы с низкой плотностью населения, в которых создание наземных со-
товых систем подвижной связи является экономически неоправданным. Они начали
ГЛАВА ПЕРВАЯ 97
4 - 1428

развиваться в последние два десятилетия XX века и, без сомнения, получат в XXI веке
весьма широкое распространение, так как позволяют обеспечить глобальную подвиж-
ную связь (сухопутную, в том числе в труднодоступных районах с низкой плотностью
населения, морскую и воздушную). Одной из первых подобных систем явилась создан-
ная в 1967 году в США опытная система «TATS».
Важной особенностью создания этих систем является то, что реализация многих из
них осуществляется при международной кооперации финансовых, промышленных и
интеллектуальных ресурсов входящих в эту кооперацию стран.
В 1979-1982 годах была создана и введена в эксплуатацию система спутниковой
подвижной связи первого поколения «Инмарсат». Эта система эксплуатируется между-
народной организацией «Инмарсат», в которой участвуют восемьдесят шесть стран, в
том числе и Россия. Система использует 4-5 ИСЗ, находящихся на геостационарных
орбитах (ГО), и обеспечивает (за исключением полярных областей) глобальное обслу-
живание абонентов на всей территории Земли. Она создавалась для организации мор-
ской подвижной связи, однако применяется также для сухопутной и воздушной под-
вижной связи, и сегодня в ней работают более чем сто сорок три тысячи земных стан-
ций спутниковой связи. Терминалами этой системы оснащены тридцать пять тысяч су-
дов мирового флота.
Высокая актуальность создания и внедрения систем глобальной подвижной персо-
нальной связи (GMPCS - Global Mobile Personal Communication Systems) привела к не-
обходимости разработки в рамках МСЭ общих принципов международной регламента-
ции применения таких систем.
Зона обслуживания системы «Инмарсат»
Был предложен ряд международных и национальных проектов создания подобных
систем, построенных на основе спутников связи, находящихся на негеостационарных
орбитах (НГО). Применение НГО спутников позволяет, в сравнении с ГО спутниками,
98 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

существенно уменьшить задержку в канале связи, что весьма существенно для переда-
чи речевых сообщений, снизить энергетику линии, что позволяет значительно умень-
шить габариты и вес абонентского терминала, а также использовать абонентские тер-
миналы с ненаправленными антеннами.
Глобальная подвижная персональная спутниковая связь
Первой системой GMPCS явилась система «Иридиум», предложенная в 1985 году.
В те годы данный проект выглядел грандиозным и весьма сложным. В системе плани-
ровался запуск 88 спутников, расположенных на 11 равноудаленных друг от друга ор-
битальных плоскостях (позже в реализованной системе было использовано 66 ИСЗ). В
этой системе впервые были организованы межспутниковые связи между двумя сосед-
ними ИСЗ одной орбиты и смежных орбитальных плоскостей, ее бортовой ретрансля-
тор обеспечивал обработку и коммутацию каналов и т. п. Для передачи сигналов ис-
пользовалась технология передачи сигналов, аналогичная той, которая используется в
системе сотовой подвижной связи стандарта GSM, применяется временной дуплекс, а
скорость передачи сообщений составляла от 2.4 до 9.6 кбит/с.
Система «Иридиум» в 1998 году была реализована в полном объеме и обеспечивала
передачу речевых и факсимильных сообщений, данных и сигналов пейджинга, обеспе-
чивалась также передача навигационных сигналов GPS (Global Position System). К со-
жалению, при вводе ее в эксплуатацию был допущен ряд маркетинговых просчетов, и
она не смогла набрать необходимое число абонентов. Одной из причин этого явилось
то, что за 6-7 лет, прошедших с начала разработки проекта «Иридиум», произошло
весьма быстрое развитие сухопутных сетей сотовой связи, которые охватили значи-
тельные территории многих стран. В конце 1999 года компания «Иридиум» потерпела
банкротство и прекратила свое существование. Несмотря на коммерческую неудачу
проекта «Иридиум», его реализация является крупнейшим научным и техническим
ГЛАВА ПЕРВАЯ 99

достижением XX века. Уникальный опыт, который был приобретен при создании этой
системы, безусловно будет использован при реализации еще более грандиозных проек-
тов спутниковой связи.
В 1991 году была выдвинута идея создания более простой, нежели система «Ири-
дием», системы «Глобалстар», а еще через несколько лет (в 1994 г ) из компании «Ин-
марсат» выделилась компания ICO (Intermediate Circular Orbit), которая приступила к
созданию системы подвижной спутниковой связи с тем же названием. Эти системы, так-
же как и система «Иридиум». используют НГО спутники. В них предполагается пре-
доставлять в основном те же услуги,
что и в системе «Иридиум».
В системе «Глобалстар» исполь-
зуется такой же радиоинтерфейс
МДКР, какой используется в амери-
канской системе сухопутной сото-
вой связи; связь обеспечивается в
диапазоне частот 1.6-2.5 ГГц с по-
мощью 50 земных станций и 48
спутников связи, расположенных в 8
плоскостях на низких НГО орбитах.
В ICO применяется радиоинтер-
фейс МДВР. аналогичный тому, ко-
торый применяется в системе GSM.
Связь с сетью общего пользования
обеспечивается с помощью 12 зем-
ных станций и 10 спутников связи,
находящихся в двух плоскостях на
средних НГО орбитах. Для работы
системы ICO выделены полосы час-
тот в диапазоне 1.9-2.1 ГГц, который предназначен для развития сетей подвижной свя-
зи третьего поколения.
Проекты систем «Глобалстар» и ICO наиболее близки к завершению, и в самом на-
чале XXI века они станут предоставлять услуги своим абонентам. В создаваемых сис-
темах за счет применения «многорежимных» абонентских трубок будет предусмотрена
возможность их работы в действующих наземных сетях сотовой связи существующих
стандартов. Ожидается, что к 2010 году общее число абонентов спутниковых сетей
подвижной связи составит 25 миллионов.
Помимо упомянутых систем, в ряде стран разрабатываются другие проекты систем
спутниковой подвижной связи общего пользования, а также специализированные сис-
темы спутниковой подвижной связи, предназначенные для контроля над состоянием и
местоположением транспортных средств, обеспечения связи в чрезвычайных ситуаци-
ях, осуществления экологического и промышленного мониторинга и т. п. Некоторые из
них уже реализованы, и начата их эксплуатация.
Система «Иридиум»- бб спутников
на б полярных орбитах
100 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

Хронология
► 1967 год - создание опытной линии связи «TATS» для связи с подвижными
объектами (США).
► 1982 год ввод в эксплуатацию международной геостационарной системы
«Инмарсат», обеспечивающей сухопутную, морскую и воздушную подвижную
связь.
► 1985 год - начало работ над проектом «Иридиум»
► 1990 год - создание системы «Skyphone» для организации воздушной под-
вижной связи через ИСЗ системы «Инмарсат»
► 1991 год - начало разработки системы «Глобалстар»
► 1994 год - начало разработки системы ICO.
► 1998 год ввод в эксплуатацию низкоорбитальной системы подвижной
спутниковой связи «Иридиум», применяющей технологию GSM.
► 1999 год ввод в эксплуатацию низкоорбитальной системы подвижной
спутниковой связи «Глобалстар».
► 2000 год планируется ввод в эксплуатацию низкоорбитальной системы
подвижной спутниковой связи ICO.
9. Заключение
Любая достаточно далеко ушедшая вперед техно-
логия неотличима от чуда.
Артур Кларк
Рассмотренный столетний период революционного развития радиосвязи и вещания яв-
ляется чрезвычайно важным в истории человечества, и то, что сделано учеными и ин-
женерами в данной области за столь короткий по историческим меркам срок, поистине
является чудом.
Многообразно применение средств радиосвязи для управления в различных облас-
тях человеческой деятельности: в промышленности, в службах общественной безопас-
ности, в радионавигации и т. д.
Эта область техники оказала и продолжает оказывать весьма большое и все возрас-
тающее влияние на мировую экономику и промышленность, так как доходы от выпуска
соответствующего оборудования оцениваются в сотни миллиардов долларов, а радио-
промышленность дает рабочие места сотням тысяч специалистов. В качестве примера
отметим, что, по имеющимся оценкам, в США стоимость экономики сети Интернет в
1999 году возросла более чем в два раза по сравнению с предыдущим годом и состави-
ла более пятисот миллиардов долларов США; в Германии в телекоммуникационной от-
расли ежемесячно создается тысяча рабочих мест.
ГЛАВА ПЕРВАЯ 101

В радиотехнике и электросвязи в полной мере проявилась мощь человеческого ин-
теллекта. Их развитие происходило весьма высокими темпами и сопровождалось ог-
ромным числом открытий и изобретений. Значительное стимулирующее влияние они
оказали на развитие смежных наук - физики и математики, так как проблемы, возни-
кающие в области теории распространения радиоволн, теории линейных и нелинейных
электрических цепей, теории обработки сигналов и т. д., требовали разработки нового
математического аппарата и развития физических теорий. Созданные теории носят об-
щий характер и применимы к гораздо более широкому кругу проблем, чем теории, ко-
торые привели к их созданию. Подобно тому, как Ньютон создал язык, который гово-
рит нам и о падении яблока на лужайку, и о восходе солнца, Котельников и Шеннон -
два корифея современной теории связи - создали универсальный язык, применимый к
весьма широкому кругу задач, связанных с автоматической обработкой и накоплением
любой информации. Такие задачи возникают в теории управления, в теории принятия
решений, в теории цифровых вычислительных машин и т. п.
1996 1998 2000 2002 ' 2004
Рост числа абонентов фиксированных и мобильных сетей связи,
абонентов сети Интернет и мобильный Интернет
В XVI веке изобретение книгопечатания совершило подлинную революцию в деле
распространения знаний, прогрессивных идей, в обмене информацией, в объединении
культурных достижений человечества, в дальнейшем развитии великого духовного
процесса. Изобретение радио и создание в XX веке систем радиосвязи и вещания со-
вершило в человеческом обществе еще более глубокую революцию, нежели изобрете-
ние книгопечатания. Оно поставило нашу цивилизацию на новую, более высокую сту-
пень развития. В самых отдаленных уголках нашей планеты люди получили возмож-
ность, используя радио, знать о происходящих в разных частях мира событиях в облас-
102 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

ти политики, науки и культуры. Они получили возможность общения независимо от
разделяющего их расстояния. Мир стал теснее, а люди - ближе друг другу.
Характерной тенденцией развития электросвязи в XX веке явилось все возрастаю-
щее международное сотрудничество в создании стандартов на системы разного назна-
чения и в разработке общих для всех стран правил их применения. Начало этому со-
трудничеству было положено созданием в 1865 году Международного телеграфного
союза. Безусловно, эта тенденция сохранится и в XXI веке. Особенно далеко такое со-
трудничество оказалось продвинутым в Европе, где активно формировалась единая для
всех европейских стран правовая база (правила лицензирования, сертификации обору-
дования и т. п.) развития телекоммуникаций, включающая единое для всех стран дан-
ного региона распределение полос частот между различными радиослужбами.
Изложенная выше история показывает, что в XX веке, как никогда ранее, произош-
ло объединение интеллектуального и производственного потенциала разных стран для
решения многих вопросов разработки перспективных радиотехнологий. Это объедине-
ние создало условия для взрывного развития и распространения на Земле средств связи.
Развитие электросвязи в XXI веке приведет к формированию нового Глобального Ин-
формационного Общества, которое явится еще одним шагом на пути достижения еди-
нения всех живущих на Земле людей. В начинающемся информационном периоде раз-
вития нашей цивилизации информация будет являться наиболее важным сырьем и тор-
говым товаром. Доставка информации потребителю будет осуществляться по каналам
электросвязи, создаваемым на основе применения нескольких базисных инноваций.
Создание национальных информационных ресурсов и уровень использования совре-
менных технологий электросвязи для их доставки будет определять место страны в
международном сообществе.
Деятельность человечества, связанная с развитием радиосвязи и вещания в XX сто-
летии, приняла поистине космические масштабы. Всего в течение нескольких десяти-
летий она привела к увеличению уровня излучения нашей планеты в диапазоне метро-
вых волн в миллион раз!
По оценкам известного ученого-астронома, члена-корреспондента АН СССР
И.С. Шкловского, «так называемая «яркостная температура» Земли на метровых вол-
нах, обусловленная работой телевидения, близка к нескольким сотням миллионов гра-
дусов, что в сотни раз выше «радиояркости» Солнца. Если бы на Марсе существовала
жизнь, то умные марсианские астрономы, наблюдающие исходящую от Земли мощ-
нейшую вспышку радио-излучения, безусловно поняли бы, что на Земле существует
разумная жизнь и высокоразвитая цивилизация».
Будем надеяться, что в недалеком будущем развитие нашей цивилизации приведет
к созданию нового счастливого и гармонично устроенного человеческого общества.
Ибо, как замечательно писал Сент-Экзюпери, у всех живущих на Земле людей есть, в
конечном счете, только «одна задача, одна-единственная - вновь открыть, что сущест-
вует духовная жизнь, она выше, чем жизнь разума, и только она может утолить духов-
ную жажду. Это шире, чем проблема веры (хотя, быть может, жизнь духа, в конце кон-
цов, и ведет к вере). И жизнь духа начинается там, где единство человеческого бытия
ставится выше, чем все то отдельное, из чего это единство складывается».
ГЛАВА ПЕРВАЯ 103

Глава 2.
Развитие электросвязи и
математика
- Кто научил нас глубоким и верным аналогиям, не-
видимым глазу, но доступным разуму?
Математический ум, игнорирующий содержание
во имя чистой формы.
Анри Пуанкаре
1. Введение
Современные теория и техника передачи сообщений представляют собой весьма разви-
тую область человеческого знания, в которой находят свое применение самые разнооб-
разные математические методы исследования: теория линейных и нелинейных диффе-
ренциальных уравнений, теория групп, многочисленные разделы теории вероятностей
и случайных процессов, комбинаторный анализ и многие другие разделы математики.
Они столь сильно удалены друг от друга, что кажутся принадлежащими к различным
математическим мирам. Однако все они оказываются тесно связанными с нашими зна-
ниями в области электросвязи (передачи информации), так как переносчиком информа-
ционных сигналов по каналам связи служат электромагнитные колебания. По уровню и
разнообразию используемого математического аппарата электросвязь можно сопоста-
вить, пожалуй, лишь с теоретической физикой. Электросвязь не только всегда исполь-
зовала, как и многие технические дисциплины, в качестве инструмента исследования
готовый математический аппарат, но и способствовала созданию ряда новых разделов в
самой математике: операционного исчисления, теории массового обслуживания, тео-
рии нелинейных дифференциальных уравнений. Выдающиеся научные достижения, та-
кие как теория оптимального приема сигналов и теория информации, родились в нераз-
рывной связи с конкретными проблемами передачи сообщений.
Таким образом, электросвязь дает один из наиболее ярких примеров плодотворной
взаимосвязи и взаимопроникновения различных областей человеческого знания.
104 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

Ретроспективный обзор развития электросвязи весьма поучителен. Он позволяет
осмыслить тот огромный путь, который прошла эта область знания за сравнительно ко-
роткий исторический срок, насчитывающий всего около ста пятидесяти лет, и явствен-
но ощутить все убыстряющийся темп научного и технического прогресса, дает много-
численные иллюстрации к высказанному еще Нильсом Бором и ныне общепризнанно-
му положению, что «нет ничего более практического, чем хорошая теория». Ретроспек-
тивный обзор показывает, что математизация электросвязи, как и других областей нау-
ки и техники, есть неизбежное следствие ее прогресса, так как непрерывно возникаю-
щие на практике новые сложные задачи требуют для своей формулировки новых спо-
собов выражения - нового языка, а математика, как заметил еще в начале XX века вы-
дающийся американский физик Э. Гиббс, это язык.
Вместе с тем углубление математизации электросвязи приводит к нежелательным
последствиям к специализации и изоляции ее отдельных частей, базирующихся на
различном математическом аппарате. Электросвязь как научная и техническая дисцип-
лина оказалась под угрозой потери единства и взаимосвязи отдельных своих направле-
ний, ослабло взаимопонимание между специалистами, работающими в смежных облас-
тях электросвязи.
Еще одно последствие математизации электросвязи (физической по своему сущест-
ву дисциплины) появление значительного числа формальных работ, порожденных
стремлением применять новый «модный» математический аппарат без должного вни-
мания к физической и технической сущностям задачи.
2. Распространение радиоволн,
теория линейных электрических цепей
2.1. Распространение радиоволн
Говоря о влиянии математики на развитие электросвязи, нельзя не остановиться на за-
дачах, относящихся к разделу математической физики уравнениям Максвелла. Сам
Дж. Максвелл очень скромно оценивал это свое самое крупное научное достижение. По
его мнению, выведенные им в 1864 году уравнения электромагнитного поля были все-
го-навсего переводом на математический язык физических воззрений М. Фарадея на
Надо сказать, что ученый мир не торопится с признанием теории Фарадея-
Максвелла. Так, крупный английский ученый тех лет королевский астроном сэр
Дж. Б. Эйри скептически оценивал развиваемые Фарадеем концепции: «Я совершенно
уверен, что теория лишь набросана д-ром Фарадеем в результате беглого размышления,
что при дальнейшем рассмотрении автором она могла бы быть в некоторой мере видоиз-
менена в деталях. Но пока сохранены ее основные черты, она... для меня неприемлема».
По-видимому, Эйри был очень консервативным человеком. С неоправданным скеп-
тицизмом отнесся он и к грандиозному инженерному проекту XIX века - прокладке че-
рез Атлантический океан кабеля между США и Англией. Он авторитетно заявлял: «По-
грузить кабель на такую огромную глубину с точки зрения математики невозможно, а
ГЛАВА ВТОРАЯ Ю5

если это вдруг почему-либо получится, то по такому кабелю все равно не удастся пере-
дать ни одного сигнала, поскольку на такой глубине сигналы не смогут продвигаться».
Тем не менее в 1866 году, после десяти лет напряженнейшего труда по прокладке этого
кабеля (работа была проделана в значительной степени благодаря личным усилиям и
вере в успех американского коммерсанта Сайруса Филда), все завершилось триумфаль-
ным успехом.
Теория Максвелла не встретила при его жизни понимания и признания ни на его
родине, в Англии, ни на континенте. Максвелл был признанным европейским физиком,
но не за свое крупнейшее достижение - теорию электромагнитного поля, а за исследо-
вания в области кинетической теории газов, устойчивости колец Сатурна, за теорию
цветового зрения. Эти его достижения, без сомнения, относятся к числу выдающихся.
Однако они не могут быть поставлены рядом с его знаменитыми уравнениями.
Немного можно назвать таких теоретических работ, которые оказали столь глубо-
кое влияние на развитие многих направлений науки и техники и в итоге привели к из-
менению образа жизни уже нескольких поколений людей на Земле, как работы
Дж. Максвелла. Для подтверждения высказанного мнения достаточно вспомнить, что
эти уравнения привели Генриха Герца к открытию радиоволн, а А.С. Попова и Г Марко-
ни - к изобретению устройства радиосвязи. На этих уравнениях основывается вся со-
временная радиотехника и радиоэлектроника с их многочисленными приложениями.
Сегодня ясно видно, что Г Герц был абсолютно прав, когда давал в своем докладе
на съезде немецких естествоиспытателей и врачей в 1889 году, состоявшемся через де-
сять лет после смерти Максвелла, такую оценку его теории: «Нельзя изучать эту чудес-
ную теорию без того, чтобы порой не возникало ощущения, что математическим фор-
мулам присущи самостоятельная жизнь и собственный разум, что они умнее нас, умнее
даже открывшего их, что они дают больше, чем в них было ранее вложено». Казалось
бы, коль скоро Герц экспериментально установил, что закономерности распростране-
ния радиоволн вытекают из уравнений Максвелла, то на любые практические вопросы
можно найти ответы, воспользовавшись услугами математиков и решив эти уравнения.
Однако, как уже отмечалось, такая точка зрения упрощена и потому неверна. Математика
в задачах физики и техники играет исключительно важную, но не определяющую роль.
Более важным является понимание физической сущности этих задач, позволяющее по-
строить математическую модель, адекватную реальным явлениям в изучаемых объектах.
Для иллюстрации взаимного влияния математики и электросвязи интересно остано-
виться на первом периоде развития последней, когда делались попытки установить ос-
новные закономерности распространения радиоволн. Напомним, что сам Герц, от-
крывший радиоволны и изучивший их основные свойства, отрицал возможность прак-
тического применения радиоволн, поскольку, как он считал, они могут распространять-
ся лишь на небольшие расстояния в пределах прямой видимости между передатчиком и
приемником. Уже после успешных радиопередач на несколько десятков километров
А.С. Поповым и Г Маркони многие видные специалисты считали, что существенно
увеличить дальность радиопередачи (за пределы прямой видимости) невозможно. Од-
нако, несмотря на пессимистические прогнозы ученых, в конце 1901 года Маркони ре-
шился поставить дорогостоящий эксперимент по передаче сигналов на сверхдальние
расстояния, и ему, вопреки всем существовавшим тогда научным представлениям, уда-
лось кодом Морзе передать через Атлантику на расстояние в три с половиной тысячи
106 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

километров три точки - букву «S». По-видимому, в шутливых словах Альберта Эйн-
штейна о том, как делаются открытия: «Все знают, что это невозможно. Но вот прихо-
дит «невежда», которому это неизвестно, - он-то и делает открытие», - заключена зна-
чительная доля истины.
Этот эксперимент Маркони оказал огромное стимулирующее влияние на развитие
радиотехники. Возникла важная для практики задача создания метода расчета линий
радиосвязи большой протяженности. Кроме того, данный эксперимент явился вызовом
ученым - физикам и математикам, делом чести которых стало разобраться в природе
тех явлений, которые обуславливали неожиданно малое ослабление радиосигналов при
распространении на столь дальнее расстояние. Были выдвинуты три гипотезы, тре-
бующие тщательного исследования. О. Хевисайд в Англии и А. Кеннели в США в 1902
году одновременно выдвинули гипотезу о существовании в атмосфере Земли на большой
высоте ионизированного слоя, который способен отражать падающие на него радиовол-
ны. Хотя в итоге именно эта гипотеза и оказалась правильной, в течение более чем пят-
надцати лет она не находила поддержки у большинства ученых. Авторами двух других
гипотез были немецкий ученый И. Ценнек и знаменитый английский физик Дж. Релей.
Согласно гипотезе Ценнека, детально разработанной в 1909 году известным немец-
ким физиком А. Зоммерфельдом, на распространение радиоволн значительное влияние
оказывает конечная проводимость Земли. Зоммерфельд решил систему уравнений
Максвелла при плоской границе раздела между воздухом и полупроводящей средой
для случая, когда радиоволны возбуждаются вертикальным диполем Герца, располо-
женным непосредственно у поверхности раздела. Впоследствии в решении Зоммер-
фельда была обнаружена ошибка, которую исправил советский ученый В.А. Фок.
Дж. Релей предложил применить для объяснения дальнего распространения радио-
волн теорию дифракции, учтя при этом сферичность поверхности Земли. Решение этой
сложной задачи, помимо Релея, в течение пятнадцати лет пытались найти выдающиеся
математики Европы: Г Макдональд, А. Никольсон, А. Пуанкаре. Наконец в 1918 году
известному английскому математику Г Ватсону удалось найти строгое решение задачи
дифракции радиоволн, распространяющихся над сферической, идеально проводящей
Землей.
Пока математики бились над созданием теории, инженеры, естественно, не бездей-
ствовали в ожидании готовых методов расчета. В 1909-1910 годах в США Л. Остин
провел важные экспериментальные исследования распространения длинных волн над
морем на радиолиниях протяженностью в две тысячи километров. Обработав результа-
ты измерений, он нашел эмпирическую формулу для расчета зависимости напряженно-
сти поля от расстояния и длинны волны. Эксперименты немецкого инженера Когена
позволили существенно увеличить область действия формулы Остина в сторону боль-
ших расстояний.
Сопоставление результатов теории с расчетами по эмпирической формуле Остина-
Когена показало полную несостоятельность гипотез Ценнека и Релея.
Лишь в 1919 году Г Ватсон, приняв во внимание гипотезу Хевисайда-Кеннели, на
основе уравнений Максвелла рассмотрел задачу распространения радиоволн между
двумя концентрическими, идеально проводящими сферами внутренней и внешней,
моделирующими Землю и ионосферу. Полученное Ватсоном решение явилось теорети-
ческим обоснованием эмпирической формулы Остина-Когена.
ГЛАВА ВТОРАЯ 107

Возвращаясь к попыткам математиков объяснить природу дальнего распространения
радиоволн, которые предпринимались до 1919 года, естественно задаться вопросом: не
относятся ли они к примерам досадных неудач, не имеющих никакого практического
значения и интересных разве что узкому кругу профессиональных историков науки?
Дальнейшее развитие радиотехники показывает, что работы А. Зоммерфельда, Г Ватсона
и их предшественников следует отнести к крупнейшим научным достижениям.
Исследования этих ученых обогатили не только математику созданием новых мето-
дов решения уравнений Максвелла, но и саму радиотехнику, послужив отправной точ-
кой для многих крупных работ, выполненных в последующие десятилетия целой плея-
дой замечательных ученых: англичанином Т. Эккерслеем, голландцем Балт Ван дер
Полем, советскими учеными П.А. Рязиным, членом-корреспондентом АН СССР
Е.Л. Фейнбергом, академиками М.В. Шулейкиным, Б.А. Введенским и В.А. Фоком. Эти
работы, а также целый ряд других позволили создать такие методы расчета радиоли-
ний, без которых сегодня нельзя обойтись ни при создании сетей радиовещания и теле-
видения, ни при проектировании радиорелейных и спутниковых систем связи.
Завершая этот краткий экскурс в историю, хочется вспомнить мудрые строки поэта
Тютчева: «Нам не дано предугадать, как слово наше отзовется...
Рассмотренная история развития исследований по распространению радиоволн по-
казывает, насколько сложно дать объективную оценку того или иного научного резуль-
тата в момент его зарождения. Ведь в исследованиях, выполненных до 1918 года, не
была достигнута цель, к которой стремились ученые. Метода расчета характеристик
эксплуатировавшихся в то время протяженных линий радиосвязи создать не удалось.
Однако, как выяснилось позднее, эти исследования приобрели весьма важное значение в
последующий период развития электросвязи. По-видимому, для того чтобы определить
значимость научного результата, необходимо время. Очевидно, и тут справедливы слова
Сергея Есенина: «Лицом к лицу - лица не увидать, большое видится на расстоянье...
2.2. Передача сигналов в линиях связи
Задачи, связанные с распространением электрических сигналов в линиях связи, возник-
ли в период становления техники проводной связи - примерно сто пятьдесят лет назад.
Теоретической основой в первый период ее развития стали законы электромагнитных
явлений, математически сформулированные в работах Г Кирхгофа и Дж. Максвелла.
Первый и второй законы Кирхгофа позволяют записать математические уравнения,
описывающие поведение токов и напряжений в отдельных ветвях сложной электриче-
ской цепи. Казалось бы, после того как исследование электрических цепей было сведе-
но к известной математической задаче - решению системы линейных дифференциаль-
ных уравнений, нетрудно было за короткий срок установить все основные закономер-
ности поведения этих цепей. Однако, как показывает история, такая точка зрения
слишком поверхностна. Потребовалось более ста лет интенсивной работы, в которой
приняли участие многие выдающиеся ученые, чтобы создать современную теорию
электрических цепей, которую и сегодня еще нельзя считать полностью завершенной.
Одну из самых первых теоретических работ, которой было суждено сыграть весьма
заметную роль в развитии наших знаний о распространении сигналов в проводных ли-
108 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

ниях связи, а затем и в открытии Герцем радиоволн, выполнил в 1853 году Вильям
Томсон (лорд Кельвин). Он исследовал переходной процесс в электрической цепи, со-
стоящей из сопротивления, индуктивности и емкости, при подключении к ней батареи.
Сегодня эта простая задача по силам любому студенту, но во времена Томсона это бы-
ла область неизвестного.
Трудно обосновать практическую целесообразность проведения данного исследо-
вания в то время. Томсоном двигала исключительно любознательность ученого. Одна-
ко установленные им впервые закономерности переходных процессов в кабельных ли-
ниях связи легли в основу многих последующих исследований переходных процессов в
любых линейных электрических цепях, а также позволили в последующем улучшить
конструкции и существенно повысить скорость передачи телеграфных сигналов по ли-
ниям связи. Это дало огромные прибыли телеграфным компаниям, а для Томсона было
лишь небольшим эпизодом в его богатой событиями научной биографии.
Исследованием переходных процессов в кабельных линиях связи занимался также
другой выдающийся английский ученый, О. Хевисайд. Он ввел и определил свойства
необычной функции, ранее никем из математиков не изучавшейся. Эта функция равна
нулю при всех значениях аргумента, кроме одного, при котором она равна бесконечно-
сти. При этом интеграл от этой функции по интервалу, включающему точку разрыва,
равнялся единице. Данная функция описывает импульсное воздействие сигнала на сис-
тему и в настоящее время очень широко используется в различных областях науки. В
математике создана теория обобщенных функций, подобных введенной Хевисайдом.
Однако во времена Хевисайда его работы не встретили понимания, и их забыли. Только
через тридцать лет эту функцию заново ввел П.А. Дирак, в честь которого она в на-
стоящее время и называется - дельта-функция Дирака.
Другим крупным достижением Хевисайда, к которому он пришел, занимаясь важ-
нейшей проблемой электросвязи - повышением скорости телеграфирования по кабель-
ным линиям, является изобретение метода операционного исчисления мощного ма-
тематического аппарата для решения линейных дифференциальных уравнений. В на-
стоящее время этот метод детально разработан и существенно обобщен многими мате-
матиками, в числе которых следует назвать американца Дж. Карсона, немца Г Дёча,
голландца Ван дер Поля, советского академика М.Ю. Юрьева и других, поставивших
этот аппарат на прочный фундамент и установивших его связь с преобразованием Лап-
ласа и интегралом Меллина; советских математиков A.M. Эфроса и A.M. Данилевско-
го, открывших ряд важных теорем, позволяющих находить операторные изображения
сложных функций; польского ученого Я. Микусинского, давшего строгое обоснование
операционному исчислению Хевисайда без всякой связи с теорией преобразования Ла-
пласа и, по существу, вернувшегося через пятьдесят лет к первоначальной точке зрения
Хевисайда.
Невозможно перечислить те многочисленные вопросы, относящиеся не только к
электросвязи, но и к самым разнообразным областям техники, которые были успешно
решены с помощью операционного исчисления. Однако следует вспомнить, что, как
это нередко бывает в науке, данное открытие Хевисайда, как и многие другие, было
встречено многими учеными, особенно математиками, весьма скептически. Известный
английский геофизик Джефрис предупреждал: «Хевисайд неоднократно получал не-
правильные ответы, но метод, которым он пользовался, и особая математическая ин-
ГЛАВА ВТОРАЯ 109

туиция позволяли ему самому обнаруживать ошибки. Однако тот факт, что это удава-
лось ему, не служит гарантией успешного использования метода кем-либо другим».
В исследованиях Хевисайда были заложены основы современного векторного ана-
лиза. Однако и эти его работы натолкнулись на ожесточенную критику со стороны анг-
лийских математиков, развивавших в те годы теорию кватернионов, - более перспек-
тивное, по их мнению, научное направление. Так что на долю ученого при его жизни
досталась в основном суровая и часто необъективная критика коллег вместо признания.
В 1946 году операционный метод был существенно развит известным советским
радиоспециалистом СИ. Евтяновым для исследования резонансных электрических це-
пей. Основываясь на методе медленно меняющихся амплитуд, созданном Ван дер По-
лем для решения задач, относящихся к нелинейным автоколебательным системам,
СИ. Евтянов разработал метод получения «укороченного» операторного уравнения,
описывающего поведение переходного процесса на выходе линейного четырехполюс-
ника. Этот метод явился обобщением методов, предложенных ранее советскими уче-
ными Д.В. Агеевым и Ю.Б. Кобзаревым (1935 г.) и И.С Гоноровским (1940 г.). Метод
СИ. Евтянова существенно упрощает решение сложных задач, для которых получить
решение обычным операторным методом чрезвычайно сложно из-за громоздкости пол-
ных операторных уравнений.
3. Теория нелинейных колебаний
Обратимся к другой области математики теории нелинейных дифференциальных
уравнений - и рассмотрим влияние проблем электросвязи на ее развитие. Сегодня эта
теория играет исключительно важную роль как инструмент исследования многих так
называемых колебательных процессов, встречающихся в физике, биологии, технике и
т.п. Возникновение теории нелинейных дифференциальных уравнений относится к XIX
веку и связано с проблемами механики (как земной, так и небесной). Математики и ме-
ханики Э. Раус, А. Гурвиц, A.M. Ляпунов, Н.Е. Жуковский и другие в первый период
развития данной теории получили ряд основополагающих результатов, относящихся к
условиям устойчивости систем, поведение которых описывается дифференциальными
уравнениями. Особое место в разработке математического аппарата теории принадле-
жит А. Пуанкаре, который заложил основы качественной теории дифференциальных
уравнений и существенно развил метод малого параметра, берущий свое начало еще в
работах Л. Эйлера и Ж. Лагранжа.
Однако к началу XX века еще не было создано математических методов, пригодных
для решения новых проблем, возникших в электросвязи и давших мощный импульс,
стимулировавший быстрое развитие новых методов.
Таким импульсом стало сделанное в 1913 году в Германии А. Мейснером револю-
ционное изобретение лампового генератора электрических колебаний, которое преоб-
разило всю радиотехнику, позволив создавать вместо громоздких искровых, дуговых и
машинных передатчиков, работавших лишь в диапазоне длинных волн, простые и ста-
бильные ламповые передатчики, работающие практически на любой частоте. Создание
110 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

лампового генератора привело к освоению огромного диапазона частот (от километро-
вых до микрометровых), используемого в настоящее время в электросвязи.
С изобретением Мейснера на повестку дня был поставлен ряд задач, связанных с
исследованием различного рода ламповых генераторов, работа которых описывается
нелинейными дифференциальными уравнениями. Уже отмечалось, что в арсенале ма-
тематики того времени отсутствовали методы решения таких уравнений, и инженерам
пришлось «изобретать» самим нужные им методы.
В 1922 году Ван де Поль предложил новый (носящий ныне его имя) метод решения
нелинейных дифференциальных уравнений метод медленно меняющихся амплитуд.
С помощью этого метода ему и другим ученым удалось выяснить ряд важных вопро-
сов, относящихся к работе ламповых генераторов. Этот разностороннейший ученый
внес значительный вклад в развитие операционного исчисления, теории распростране-
ния радиоволн, в нелинейную радиотехнику, в теорию частотной модуляции (один из
наиболее распространенных в настоящее время видов модуляции), которая использует-
ся в системах радиовещания, радиорелейных и спутниковых системах связи и т. п.
Известна интересная работа Ван дер Поля, посвященная синтезаторам частоты, в
которой он, по-видимому, впервые применил аппарат теории чисел к решению радио-
технической задачи. Вклад Ван дер Поля в радиотехнику и его авторитет были весьма
значительными, и в 1948 году его избрали первым президентом Международного кон-
сультативного комитета по радио в Международном союзе электросвязи, который он и
возглавлял до своего ухода в отставку.
Следующий важный шаг в развитии теории нелинейных дифференциальных урав-
нений был сделан в 1929 году А.А. Андроновым (позже академиком) - одним из вы-
дающихся учеников академика Л.И. Мандельштама. Он установил связь результатов,
полученных А. Пуанкаре, и фундаментальных исследований A.M. Ляпунова по устой-
чивости движения с задачей о незатухающих колебаниях в неконсервативных системах.
Это существенно продвинуло вперед теорию нелинейных дифференциальных уравне-
ний и позволило решить обширный круг задач электросвязи. Важные исследования па-
раметрических систем выполнили Л.И. Мандельштам и Н.Д. Папалески, а также их
ученики и сотрудники. Эти исследования повлекли за собой открытие новых видов ре-
зонанса и создание новых радиоустройств - параметрических генераторов и усилите-
лей, играющих важную роль в современной технике связи.
Параллельно с работами школы Л.И. Мандельштама теорию нелинейных диффе-
ренциальных уравнений разрабатывали академики Н.М. Крылов и Н.Н. Боголюбов,
обосновавшие и существенно развившие метод медленно меняющихся амплитуд Ван
дер Поля.
В настоящее время теория нелинейных дифференциальных уравнений одна из
наиболее развитых областей математики, имеющая обширнейшее поле приложений: от
механики и радиотехники до биологии и экономики. В этой области, в значительной
мере созданной трудами советских ученых, работают многие крупные математики, раз-
рабатываемые ими методы позволяют решать сложнейшие задачи современной физики
и техники, в том числе и задачи электросвязи.
ГЛАВА ВТОРАЯ 111

4. Вероятностные методы в электросвязи
Сообщения, передаваемые по каналам связи, представляют собой случайные процессы.
Кроме того, прием этих сообщений осуществляется в присутствии случайного шума, ко-
торый вызывает их искажения. Неудивительно, что учеными и инженерами электросвязи
были разработаны новые вероятностные методы решения прикладных задач. Выдвину-
тые ими идеи и теории далеко выходят за рамки электросвязи и пополняют арсенал чело-
веческих знаний, применимых к широкому кругу проблем современной цивилизации.
4.1. Теория массового обслуживания
В электросвязи зародился один из крупных разделов математической теории случай-
ных процессов теория массового обслуживания. Первый камень в фундамент этой
теории заложил датчанин, сотрудник Копенгагенской телефонной компании А.К. Эр-
ланг. В своих работах 1908-1918 годов он дал четкую математическую формулировку
проблемы очередей, возникающих в сетях связи из-за того, что количество телефонных
каналов, по причинам экономического характера, всегда существенно меньше числа
установленных телефонов. Эрланг преследовал практическую цель дать методику
расчета числа каналов, достаточного для обслуживания всех подключенных к сети те-
лефонных аппаратов с малой вероятностью потери вызова.
Направление, которое начал развивать Эрланг, называется в настоящее время теорией
телетрафика. Отметим, что именно с работ Эрланга началось проникновение в электро-
связь весьма широко используемых сегодня статистических методов исследования.
Однако проблема, которой он коснулся, - проблема очередей - является одной из
острейших в XX веке. Очереди возникают постоянно во многих сферах нашей жизни: в
магазинах из-за недостаточного числа продавцов, в морских портах из-за недостатка
разгрузочной техники для судов, при обработке деталей на заводах из-за недостаточно-
го количества и малой производительности станков и т. д. Экономические потери, воз-
никающие из-за очередей, огромны. Важная задача определения надежности работы
различного рода устройств радиоэлектроники и связи также решается на основе теории
массового обслуживания.
Таким образом, теория массового обслуживания, возникнув в связи с конкретной
практической задачей, приобрела чрезвычайно широкую сферу приложений, найдя
применение во многих областях человеческой деятельности.
Неудивительно, что теорию, имеющую столь важное практическое значение, стали
развивать многие ученые, в том числе известные математики. В создании теории участ-
вовали американцы Т. Фрай, выпустивший в 1928 году первую книгу по теории веро-
ятностей, в которой одна из глав посвящена теории телетрафика, В. Феллер, Д. Кенделл
и другие. Значительный вклад внесли известные советские ученые академики
А.Я. Хинчин и Б.В. Гнеденко.
Теория телетрафика - один из крупных, интенсивно развивающихся разделов тео-
рии массового обслуживания. Это обусловлено быстрыми темпами развития сетей свя-
зи, что делает весьма важной проблему повышения эффективности ее использования
путем управления потоками сообщений, передаваемых по каналам сетей.
Значительные научные исследования с привлечением метода статистического мо-
делирования на ЭВМ для решения данных проблем были выполнены советскими уче-
ными Г.П. Башариным, Б.С. Лившицем, А.Д. Харкевичем, М.А. Шнепсом и другими.
112 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

4.2. Теория оптимальной линейной фильтрации сигналов
Борьба с шумом при приеме сигналов с первых дней существования электросвязи была
и остается сегодня одной из основных проблем, возникающих при создании систем те-
лекоммуникаций. Шум ограничивает дальность передачи информационных сигналов,
препятствует обнаружению целей и измерению их параметров (дальности, скорости
движения и т. п.) в радиолокации, уменьшает зону обслуживания в радиовещании.
Если постараться выделить наиболее значительное достижение математиков, кото-
рое оказало существенное влияние на прогресс методов приема сигналов на фоне шума,
то, без сомнения, следует назвать теорию оптимальной линейной фильтрации и экстра-
поляции случайных процессов, созданную трудами советского академика А.Н. Колмо-
горова (1940 г.) и создателя кибернетики американца Н. Винера (1942 г.) - крупнейших
математиков XX века. Истоки работы А.Н. Колмогорова нам неизвестны. Однако
Н. Винер в книге «Я - математик» отмечал, что он создал свою теорию, решая во время
Первой мировой войны конкретную прикладную задачу, связанную с разработкой
электронной системы управления зенитным огнем.
Теория Колмогорова-Винера в 50-е годы стала широко использоваться на практике
при конструировании оптимальных электрических фильтров, выделяющих полезные
сигналы на фоне шумов с минимальными искажениями. Внедрению этой теории в прак-
тику способствовала изданная в 1949 году книга Н. Винера, в которой не только были из-
ложены основы теории, но и рассмотрен ряд конкретных примеров синтеза оптимальных
фильтров. В последующие годы теорию Колмогорова-Винера существенно развили со-
ветский математик A.M. Яглом и американские ученые Л.А. Заде и Ж.Р Рагаззини.
Важность этой теории для совершенствования приемной техники обусловлена, во-
первых, тем, что с ее появлением отпала необходимость «слепого» поиска наилучшего
линейного фильтра для выделения полезного сигнала из шумов (конструкция такого
фильтра непосредственно следовала из уравнений теории), во-вторых, была теоретиче-
ски установлена нижняя граница искажений, которые возникают при линейной фильт-
рации полезного сигнала на фоне шума. Применив любой более простой, по сравнению
с оптимальным, фильтр, инженер мог оценить, как велик при этом проигрыш в точно-
сти воспроизведения сигнала, и принять обоснованное решение о целесообразности ус-
ложнения проектируемого устройства. Это имело очень важное практическое значение.
Помимо теории Колмогорова-Винера почти одновременно теоретический арсенал
электросвязи пополнился двумя фундаментальными исследованиями: теорией потен-
циальной помехоустойчивости, созданной в 1946 году в СССР академиком В.А. Ко-
тельниковым, и теорией информации, созданной в 1948 году в США К. Шенноном.
4.3. Теория оптимального приема сигналов
До работы В.А. Котельникова инженеры подходили к выбору методов передачи сигна-
лов по каналам связи и к созданию устройств приема эмпирически, опираясь на опыт и
инженерную интуицию. Отсутствовали четкие критерии для оценки эффективности
различных методов передачи и приема сигналов. Поэтому процесс творчества при созда-
нии аппаратуры инженерами связи был подобен случайному блужданию в темном лаби-
ринте в поисках выхода. Этот процесс хорошо описал советский изобретатель Г Бабат:
ГЛАВА ВТОРАЯ 113

«Бредешь, отыскивая воображаемую тропинку, попадаешь в тупик, приходишь к обрыву,
снова возвращаешься. И когда наконец после стольких мучений доберешься до вершины
и посмотришь вниз, то увидишь, что шел глупо, бестолково, в то время как ровная широ-
кая дорога была так близка и по ней легко было взойти, если бы раньше ее знал».
Теория Котельникова поставила процесс разработки оптимальных систем приема
сигналов на твердый фундамент, предоставив практике математический аппарат, по-
зволяющий синтезировать такие системы и количественно оценивать их эффектив-
ность. Значение этой теории для прогресса электросвязи чрезвычайно велико. Она дала
инженерам путеводную нить при выборе наиболее совершенных систем связи.
Теория оптимального приема сигналов и ее последующее развитие позволили «ал-
горитмизировать» этап синтеза приемного устройства. Отсюда, однако, не следует вы-
вод, что она сделала излишними творчество и изобретательство инженеров, работаю-
щих над проблемами приема сигналов. По-прежнему в инженерной деятельности ре-
шающую роль играют талант и чувство гармонии. Ведь воспользоваться этой теорией
можно лишь после того, как четко сформулирована постановка технической задачи, то
есть сделан ее перевод на язык математики. Известно, что успех в деятельности инже-
нера по крайней мере наполовину зависит от правильной постановки задачи. Теория
Котельникова позволила инженерам именно на ней сосредоточить свое внимание.
Теорию оптимального приема сигналов начали интенсивно развивать многие уче-
ные в СССР и за рубежом. Важными в идейном отношении были вышедшие в США в
1953 году статьи Д. Миддлтона и книга Ф. Вудворта и И. Девиса, а также изданная в
СССР в 1958 году книга И.Н. Амиантова. В этих работах задача обнаружения и выде-
ления сигналов была связана с развитой в математической статистике теорией стати-
стических решений.
Огромное практическое значение этой теории для техники электросвязи было поня-
то широкими кругами научной общественности не сразу. Как это часто бывает, пионер-
ская работа Котельникова касалась лишь основополагающих моментов. В ней была да-
на четкая математическая постановка задач оптимального приема сигналов, разработа-
на методология их решения и рассмотрены простые примеры применения теории.
Следует отметить несколько моментов, препятствовавших быстрому ее признанию
и распространению. Во-первых, у части специалистов, возможно, была определенная
неуверенность в адекватности разработанной теории для решения актуальных в то вре-
мя задач, так как в диапазоне коротких и более длинных волн, которые в основном ис-
пользовались в то время в радиосвязи, помехи, как это хорошо было известно инжене-
рам, не носят гауссовского характера, а теория постулировала именно такой характер
помех. Кроме того, рассмотренные Котельниковым примеры ее применения относи-
лись к известным методам передачи сигналов, причем на основе этих примеров был
сделан вывод, что существующие методы приема обеспечивают потенциальную поме-
хоустойчивость. Каких-либо новых, практически интересных методов передачи и
приема сигналов в работе Котельникова не предлагалось. В ней также не была проде-
монстрирована прогностическая мощь новой теории.
Основной же причиной, препятствовавшей быстрому развитию этой теории, на
первых порах был тот факт, что она относилась к начальному, «абстрактному» этапу
развития научных основ электросвязи. Этот этап являлся ключевым, так как заклады-
вался фундамент нового обширного научного направления. Однако на этом этапе цен-
114 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

ные непосредственно для практики результаты рождаются далеко не всегда. Это, есте-
ственно, и затрудняет признание теории широкими кругами научной общественности,
которая устанавливает ценность теории, пользуясь в большинстве случаев прагматиче-
скими критериями, которые А. Эйнштейн называл «внешним оправданием».
Другой, более глубокий эйнштейновский критерий истинности теории - это эстети-
ческий критерий «внутреннего совершенства», при котором теория должна быть краси-
ва, внутренне согласована. Этому критерию теория Котельникова удовлетворяла пол-
ностью. Вскоре она получила существенное развитие и принесла весьма ценные прак-
тические результаты в виде новых эффективных приемных устройств для систем связи
и радиолокации.
Последующие этапы развития теории Котельникова «от абстрактного мышления к
практике» связаны с именами многих ученых, внесших значительный вклад в эту об-
ласть. Теория Котельникова имела два направления: одно относилось к приему цифро-
вых сигналов, другое - к приему аналоговых.
За короткий срок советскими учеными B.C. Мельниковым и Л.М. Финком на базе
исходных идей В.А. Котельникова были заложены основы теории передачи цифровых
сигналов по различным каналам связи, исследованы и сопоставлены различные методы
передачи и приема цифровых сигналов. В США значительные работы в этом направле-
нии выполнили Дж. Пирс и Г Турин. В последующем многие видные советские и аме-
риканские ученые (И.С. Андронов, Д.Д. Кловский, Н.П. Хворостенко, П. Белло,
В. Линдсей и др.) внесли значительный вклад в развитие этой теории.
Теория оптимального приема цифровых сигналов позволила создать принципиаль-
но новую технику приема для коротковолновых, тропосферных, космических, оптиче-
ских линий связи.
Параллельно развивалось другое направление теории Котельникова. Он сам, иссле-
дуя прием аналоговых сигналов, рассмотрел задачу оценки их информационных пара-
метров (амплитуды, фазы, частоты и т. п.), не меняющихся в течение заданного интер-
вала времени. Этот подход развивался в СССР Л.А. Вайнштейном, В.Д. Зубаковым,
СЕ. Фальковичем, Е.И. Куликовым, а в США - Д. Слепяном и П. Сверлингом. Однако
в реальных условиях информационные сигналы являются непрерывными случайными
процессами с известным спектром.
Обобщение теории Котельникова на случай, когда эти процессы являются гауссов-
скими, выполнили американцы Ф. Леган, Р Парке и Д. Йоула, а также советские специа-
листы П.А. Бакут, И.А. Большаков и В.Г Тартаковский, опубликовавшие в 1963 году
фундаментальную монографию, в которой развитая ими теория была применена к много-
численным задачам построения эффективных приемных радиолокационных систем.
В другом важном направлении обобщил теорию Котельникова один из крупнейших
советских специалистов в области статистической теории связи и радиофизики
Р.Л. Стратонович. В 1959-1960 годах он, отталкиваясь от задачи оптимального приема
и фильтрации сигналов на фоне шума, создал новую математическую теорию условных
марковских процессов, являющуюся синтезом теории марковских случайных процес-
сов и теории статистических решений. На основе этой теории выполнены многочис-
ленные исследования в области систем связи, радиолокации, радионавигации. В СССР
применение теории, созданной Р.Л. Стратоновичем, к прикладным задачам разрабаты-
вали Ю.Г Сосулин, И.К. Кульман, В.И. Тихонов, М.С. Ярлыков и ряд других ученых.
ГЛАВА ВТОРАЯ 115

В США независимо, но несколько позже, также шли исследования в направлении,
начатом работами Стратоновича. В 1961 году специалисты в области автоматического
управления Р.Е. Калман и Р Бьюси дали новое решение задачи оптимальной линейной
фильтрации Колмогорова-Винера для случая, когда фильтруемый сигнал и шум явля-
ются гауссовскими марковскими случайными процессами; в 1964 году Г Кушнер по-
лучил ряд результатов, подобных установленным Стратоновичем. Прикладные задачи
синтеза оптимальных устройств приема на основе уравнений Кушнера были рассмот-
рены Д. Снайнером и некоторыми другими учеными.
Следует отметить пионерский характер работ советских ученых в области теории
оптимального приема сигналов. Эти работы широким фронтом ведутся и сейчас.
Как это закономерно происходит со многими крупными научными открытиями, ме-
тоды теории оптимального приема сигналов, зародившиеся в недрах электросвязи, на-
шли применение и развивались в других областях - в теории автоматического управле-
ния, теории адаптивных систем и других. Как математическая дисциплина теория ли-
нейной и нелинейной фильтрации сигналов получила развитие в работах отечествен-
ных математиков Р.Ш. Липцера и А.Н. Ширяева.
За прошедшие годы в теории оптимального приема сигналов разработан весьма
разнообразный арсенал математических средств, позволяющих в принципе решать ши-
рокий круг практически важных задач. Интенсивная «математизация» электросвязи в
целом, и в частности теории оптимального приема, безусловно свидетельствует о зна-
чительном прогрессе ее теоретических основ.
Однако это явление влечет за собой и издержки. Наиболее крупная из них - это тот
факт, что вследствие усложнения теоретического аппарата все реже в одном лице со-
вмещается специалист, в совершенстве владеющий теорией, и инженер, хорошо знаю-
щий практику. Появляется значительное число работ, в которых, говоря словами круп-
ного американского ученого В. Леонтьева, «некритическое увлечение математическими
формулами часто ведет к тому, что за внушительным фронтом алгебраических симво-
лов скрываются положения, легковесные с точки зрения сущности предмета». Кроме
того, для изучения одного и того же вопроса различные исследователи используют раз-
личные математические методы, в результате чего получаемые результаты оказывают-
ся несопоставимыми. В итоге затрудняется взаимопонимание специалистов, работаю-
щих в одном направлении.
Все это тормозит развитие науки. Возникает необходимость в синтетических рабо-
тах, в которых различные методы были бы изложены с единых позиций.
4.4. Теория информации
Обратимся теперь к другому крупному научному достижению XX века, сыгравшему
значительную роль в прогрессе многих областей науки и техники, - к теории информа-
ции. Информация относится к числу наиболее фундаментальных научных понятий. С
передачей и приемом информации связано общение людей, распространение знаний и
передовых политических воззрений, управление производством и экономикой и многое
другое. Ученые, работающие в области электросвязи и разрабатывающие технические
средства для передачи информации, уже давно ощущали потребность найти для нее ко-
116 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

личественную меру. Первые такие попытки, относящиеся к 1928 году, были сделаны
американским инженером Д. Хартли. Однако лишь спустя двадцать лет Шеннону уда-
лось установить универсальную количественную меру информации и законы, ограни-
чивающие скорость ее передачи по каналам связи.
В теории информации можно выделить две категории фундаментальных результа-
тов: теоремы о пропускной способности канала связи и теоремы о сжатии данных, по-
ступающих от источников информации.
Открытие Шенноном теоремы о пропускной способности явилось для инженеров-
связистов сенсацией. Оно принадлежит к той категории человеческих достижений, о кото-
рых писатель С. Цвейг сказал: «Нет прекраснее правды, кажущейся неправдоподобной».
Шеннон доказал, что по любому каналу связи возможна передача информации без
искажений, если скорость передачи ниже пропускной способности канала. Эта пропу-
скная способность определяется отношением сигнал/шум на входе приемника и поло-
сой частот, используемой для передачи. До работы Шеннона инженеры были убежде-
ны, что уменьшить искажения сигналов при действии помех можно только путем
уменьшения скорости передачи информации повторяя передачу одного и того же
сигнала несколько раз. Так, в телеграфном аппарате Бодо-радио, созданном в 1938 году
советскими инженерами В.И. Керби и В.В. Новиковым, успешно эксплуатировавшемся
в СССР в течение более чем пятнадцати лет, для борьбы с искажениями использовалась
французская система Вердана - трехкратное автоматическое повторение сигналов.
Следует отметить, что теоремы Шеннона о пропускной способности канала связи,
являясь теоремами существования, доказывали лишь принципиальную возможность
создания новых эффективных методов передачи информации (методов кодирования) по
каналу связи с высокой скоростью их приема (декодирования) и практически без иска-
жений. Сам Шеннон, однако, каких-либо конкретных методов передачи не предлагал.
Естественно, как только теория Шеннона получила достаточно широкую извест-
ность (в СССР для ее популяризации и существенного развития многое сделал акаде-
мик А.А. Харкевич, инициатор создания Единой автоматизированной системы связи -
ЕАСС), инженерная мысль пошла по пути настойчивых поисков таких методов. Соз-
дать эффективные методы кодирования оказалось чрезвычайно сложной задачей.
Первый крупный успех выпал на долю американского инженера и математика
Р.В. Хэмминга, который в 1950 году предложил носящий ныне его имя класс кодов, кор-
ректирующих одну ошибку. Большого практического применения они, по-видимому, не
получили, однако их принципиальное значение весьма велико - это был первый конст-
руктивный пример корректирующих кодов с простой процедурой декодирования.
В течение шести лет ученым и инженерам не удавалось существенно продвинуться
в создании эффективных методов кодирования, пока в 1956 году сотрудник фирмы
«Белл» Д. Слепян не применил для построения кодов и алгоритмов их декодирования
математический аппарат теории групп - один из обширных разделов высшей алгебры.
Статья Слепяна явилась отправной точкой для огромного числа исследований, выпол-
ненных во многих странах, в результате чего были созданы коды с относительно про-
стыми алгоритмами декодирования.
Здесь нет возможности отметить те многочисленные конструкции кодов, которые
были предложены и исследованы после работ Слепяна. Но целесообразно выделить два
класса кодов - сверточные и каскадные.
ГЛАВА ВТОРАЯ 117

Первый класс был предложен в 1955 году независимо друг от друга американцем
П. Элайесом и советскими учеными-связистами Л.М. Финком и В.И. Шляпоберским.
Позднее, в 1960 году, эти коды были исследованы Д. Хегельбергером, статья которого
вызвала появление многих других работ, посвященных этим кодам. Этот метод коди-
рования успешно применяется в высокоскоростных системах передачи цифровых сиг-
налов по спутниковым каналам связи.
Второй класс кодов также был предложен в 1955 году П. Элайесом. Однако до по-
явления фундаментальных исследований, выполненных в 1975-1982 годах советскими
учеными Э.Л. Блохом и В.В. Зябловым, эти коды не находили широкого применения. В
работах Блоха и Зяблова было показано, что этот класс кодов относится к числу наибо-
лее перспективных для практического применения в системах связи.
Сегодня методы кодирования - обширный раздел теории информации, основанный
на математическом аппарате теории групп, теории чисел, конечных проективных гео-
метрий и других теориях. Эти методы получили дальнейшее существенное развитие,
соприкоснувшись с задачами теории кодирования.
Кодирование широко используется не только в электросвязи, но и для коррекции
ошибок, возникающих в цифровых вычислительных машинах, в системах записи сиг-
налов на магнитной ленте или на других носителях.
Второй важный раздел теории Шеннона составляют результаты, относящиеся к
сжатию данных. Практика показывает, что на выходе источников информации, в част-
ности на выходе телеграфных аппаратов, различные символы (буквы) появляются с
разной вероятностью. Шеннон установил, что достаточно длинную исходную последо-
вательность символов источника информации можно преобразовать в другую последо-
вательность, с меньшим числом символов, то есть осуществить сжатие данных. Воз-
можно обратное преобразование, позволяющее восстановить исходную последователь-
ность. Сжатие данных чрезвычайно важно не только для электросвязи, где оно позво-
ляет более эффективно использовать каналы связи, передавая по ним только наиболее
существенную часть информации, но и для других областей техники, где требуется за-
помнить большой объем информации, так как при этом экономится значительное число
ячеек памяти.
В отличие от теории кодирования, результаты Шеннона по сжатию данных не были
для инженеров-связистов неожиданностью. Еще в 1837 году американец С. Морзе
предложил код, построенный таким образом, что наиболее вероятные буквы англий-
ского алфавита передавались по каналу связи наименьшим числом символов, то есть за
меньшее время. В 1936 году Г Дадли (США) изобрел вокодер - устройство, исполь-
зующее особенности речевых сигналов для сокращения пропускной способности кана-
ла связи, необходимой для передачи речи, в 5-10 раз.
Однако эти отдельные достижения изобретателей нисколько не умаляют значения
открытых Шенноном общих принципов сжатия данных, относящихся к источникам
информации произвольной природы. В последние годы на основе этих принципов раз-
работан ряд весьма эффективных практических методов для сжатия сигналов телемет-
рии, фототелеграфии, телевидения и других сигналов.
Теория информации зародилась при решении задач электросвязи, и не сразу было
понято ее большое значение для других областей знаний. Академик А.Н. Колмогоров в
1963 году писал: «Значение работ Шеннона для чистой математики не сразу было дос-
118 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

таточно оценено. Мне вспоминается, что еще на международном съезде математиков в
Амстердаме (1954 г.) мои американские коллеги, специалисты по теории вероятностей,
считали мой интерес к работам Шеннона несколько преувеличенным, так как это более
техника, чем математика. Сейчас такие мнения вряд ли нуждаются в опровержении».
Действительно, вскоре за разработку математических аспектов теории информации
взялись крупные математики. В СССР важные в принципиальном отношении работы
были выполнены академиками А.Н. Колмогоровым и А. Я. Хинчиным, а также извест-
ными учеными Р.Л. Добрушиным и М.С. Пинскером, из американских ученых в пер-
вую очередь назовем математиков А. Файнстейна и Дж. Вольфовица.
Методы теории информации глубоко проникли во многие научные дисциплины: в
математическую статистику (С. Кульбак и др.), в эстетику (А. Моль), в математическую
лингвистику (Шеннон, Колмогоров, Добрушин и др.), в биологию (У.Р Эшби,
И.И. Шмальгаузен).
Популярность теории информации стремительно возрастала, и это вызвало беспо-
койство у ее создателя К. Шеннона, выступившего со статьей «Бандвагон», в которой
он писал: «Теория информации, как модный опьяняющий напиток, кружит голову всем
вокруг Шеннон выступил против формальных работ, в которых понятия новой тео-
рии переносились в другие области науки, и предупреждал: «Здание нашего несколько
искусственно созданного благополучия слишком легко может рухнуть, как только в
один прекрасный день окажется, что при помощи нескольких магических слов, таких
как информация, энтропия, избыточность... нельзя решить всех нерешенных проблем».
Теория информации - яркий пример быстрого расширения сферы действия законо-
мерностей, установленных в одной из конкретных областей науки, на многие весьма
отдаленные от нее области.
5. Электросвязь: синтез и единство наук
Изложенные выше эпизоды истории развития электросвязи иллюстрируют процесс за-
рождения ряда важных научных идей современной математики из конкретных техни-
ческих задач.
Из приведенных примеров взаимовлияния математики и электросвязи ясно виден
«взрывной» характер их развития. Такие разделы математики, порожденные проблема-
ми электросвязи, как операционное исчисление, теория массового обслуживания, тео-
рия оптимального приема сигналов и теория информации, за короткий исторический
срок счали развитыми математическими дисциплинами, имеющими обширнейшие при-
ложения к разнообразным проблемам науки и техники. Над этими важными проблема-
ми работает огромная армия ученых и инженеров, преобразуя жизнь человечества.
Подобную закономерность развития математики отмечал крупный немецкий мате-
матик Р Курант, который писал: «Фактически все общие теории возникают из рас-
смотренных частных проблем и не имеют никакого смысла, если не служат для разъяс-
нения более частных проблем и наведения в них порядка».
На примере развития электросвязи явственно видны условность разделения науки
на отдельные направления и единство науки. В электросвязи технические, математиче-
ГЛАВА ВТОРАЯ 119

ские и физические проблемы переплелись в столь тесный клубок, что разделить их, не
лишив в значительной степени содержательности, практически невозможно. Насыщен-
ность радиотехники математикой дала повод знаменитому английскому физику
Дж. Берналу дать следующее определение: «Радиотехника это экспериментальная
математика». Несомненна также связь радиотехники с физикой между ними порой
трудно провести четкую границу.
История электросвязи показывает также, что к ее крупнейшим научным достиже-
ниям признание, как правило, приходит далеко не сразу, их рождение сопровождается
критикой (порой резкой и несправедливой) консервативных ученых, борьбой мнений.
Еще один важный вывод, к которому приводит изучение истории электросвязи (да
и истории науки в целом), состоит в том, что необходима крайняя осторожность в
оценке тех или иных научных результатов, особенно если они носят пионерский харак-
тер и открывают новое направление исследований. Как правило, такие работы по сво-
ему существу абстрактны и не имеют непосредственного практического значения,
«внешнего оправдания», которое обычно появляется лишь спустя время и связывается
с именами других ученых.
Итак, сегодня единственным критерием, который может быть применен для оценки
таких результатов, является эйнштейновский эстетический критерий их «внутреннего
совершенства», их красоты. Ведь, как отмечал Галилео Галилей: «Истина и красота од-
но и то же, как одно и то же ложное и безобразное». Однако, основанный на категориях
чувств, такой критерий присущ лишь тем ученым, которые обладают не только высо-
кой профессиональной квалификацией, но и человеческими качествами доброжела-
тельностью, порядочностью, художественностью натуры, умением увлекаться, мечтать.
Счастливую судьбу быстрого признания и внедрения в жизнь имеют лишь те не-
многочисленные фундаментальные идеи, которые в момент своего рождения одновре-
менно удовлетворяют обоим критериям и «внешнего оправдания», и «внутреннего
совершенства». В науке же такое совпадение - скорее исключение, нежели правило.
Выше неоднократно подчеркивался быстрый прогресс электросвязи и рост числа
направлений исследований. Но наряду с ростом происходит еще один очень важный
процесс - их синтез и слияние.
Существует сравнительно небольшое число синтетических работ, принадлежащих в
основном советским специалистам.
В числе ученых, для которых синтетический подход был творческим принципом,
следует, без сомнения, назвать академика Л.И. Мандельштама. Разрабатывая проблемы
теории нелинейных колебаний, он ставил задачу создания в ней «интернационального»
языка, который был бы одинаково пригоден для описания явлений в таких различных
областях, как радиотехника, механика, оптика, акустика, каждая из которых говорит на
своем «национальном» языке.
Плодотворность синтетического подхода ярко иллюстрируют работы самого Ман-
дельштама и его сотрудника академика Г.С. Ландсберга, приведшие к крупному физи-
ческому открытию молекулярного рассеяния света. Эти работы были навеяны радио-
техническими представлениями о модуляции колебаний.
Весьма глубокий синтетический труд монография Р.Л. Стратоновича «Теория
информации», в предисловии к которой он писал: «Теория информации вместе с дру-
гими математическими дисциплинами, такими как теория оптимальных статистических
120 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

решений, теория оптимального управления, теория алгоритмов и автоматов, теория игр
и другие, входит в состав теоретической кибернетики - науки об управлении. По сво-
ему основному содержанию указанные дисциплины являются самостоятельными и не
связанными между собой. Но это не значит, что они совершенно оторваны одна от дру-
гой, что мосты между ними невозможны. Без сомнения, возможно и вероятно появле-
ние комбинированных теорий, в которых используются понятия и результаты различ-
ных дисциплин и которые соединяют между собой различные дисциплины. Картина
подобна деревьям в лесу: стволы их стоят отдельно, а кроны переплетаются. Первое
время они растут независимо, а затем, переплетаясь ветвями, проникают друг в друга».
Стратонович объединил на общей основе три научные дисциплины: статистиче-
скую термодинамику, шенноновскую теорию информации и теорию оптимальных ста-
тистических решений.
Другие примеры книга А.Н. Хургина и В.П. Яковлева «Методы теории целых
функций в радиофизике, теории связи и оптике» и книга академика В.А. Зверева «Ра-
диооптика (Преобразование сигналов в радио и оптике)». С единых позиций рассмот-
рен ряд задач, относящихся к совершенно разным областям электросвязи: теории сиг-
налов, теории линейных цепей, теории антенн, а также к оптике.
Значение обобщающих исследований исключительно велико, ибо электросвязь
превратилась в поистине необъятную область науки и техники. Такие исследования
помогают сохранить единство развивающихся областей знания, которые без подобных
работ неизбежно зайдут в тупик, так как из-за происходящей в ходе совершенствования
науки специализации и изоляции ее отдельных частей они утрачивают единый язык, а
вместе с ним и цель развития.
Уместно напомнить поучительную притчу о том, как рухнула грандиозная Вави-
лонская башня из-за того, что Бог лишил строителей единого языка и они потеряли
возможность понимать друг друга, а следовательно, и целеустремленно действовать.
История телекоммуникаций дала многочисленные примеры того, как работающие в
этой области инженеры и ученые не только способствовали расширению общения и уг-
лублению взаимопонимания людей на Земле, создавая все более совершенные техниче-
ские средства документальной и телефонной связи, не только изобретали новые сред-
ства информирования, просвещения и развлечения радио и телевидение, не только
работали над обеспечением безопасности путешествий, создавая системы радиолока-
ции и радионавигации, но и вносили значительный вклад в фундаментальные области
науки, в частности в математику, создавая в ней в процессе своей профессиональной
деятельности ряд направлений, существенно повлиявших на развитие многих других
областей человеческого знания.
Выше рассмотрены лишь немногие вопросы, относящиеся к истории электросвязи и
ее соотнесенности с математикой; очень многое существенное не было затронуто. Од-
нако мы все же можем сделать вполне обоснованный вывод о том, что важные идеи,
зародившиеся в электросвязи, имеют для науки в целом непреходящее значение. Этим
идеям в XXI столетии предстоит бурное развитие и богатая событиями жизнь.
ГЛАВА ВТОРАЯ 121

Глава 3.
Очерк истории создания теории
потенциальной помехоустойчивости
...Как конь рожден для бега, бык для пахоты и со-
бака для поисков, так и человек рожден для двух
вещей - для умопостижения и действия, как некий
смертный бог...
Аристотель
1. Введение
Развитие цивилизации сопровождается не только развитием техники и материального
производства, преобразовавших в XX веке условия жизни миллионов людей на Земле,
но и появлением новых теорий и взглядов, в корне изменяющих их представления о
разных сферах человеческой деятельности.
Эти теории и взгляды формируют ноосферу - сферу человеческого духа, которая
оказывает мощное влияние не только на развитие науки и техники, но и на развитие
духовного облика человечества.
Вспомним Коперника, Фарадея, Максвелла и Эйнштейна (этот список можно суще-
ственно расширить). Упомянутым людям человечество обязано не только созданием
теорий, лежащих в основе большинства технических дисциплин, изучая которые люди
учатся созидать новую технику, но и тем, что с их именами ассоциируются повороты в
сознании человечества, приближение миллионов людей к Истине.
Мы указали выдающихся людей в области физики. Но сфера деятельности людей
весьма обширна, и в каждой из областей человеческой деятельности можно указать на
выдающиеся личности, совершившие интеллектуальный переворот в своей области. И
нельзя не согласиться с приведенной выше мыслью Аристотеля, который считал, что
таких людей следует приравнивать к смертным богам.
В электросвязи одной из таких областей является теория потенциальной помехо-
устойчивости. Ее создание связано с именами нескольких выдающихся ученых нашего
122 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

времени - российского академика В.А. Котельникова, американских и английских уче-
ных А. Зигерта, Д. Миддлтона, П. Вудворта и И. Дейвиса.
Созданная ими теория дала возможность инженерам путем проведения теоретиче-
ских расчетов синтезировать оптимальные для разных условий устройства обработки и
приема сигналов и определять для них те предельные качественные характеристики,
которые могут быть достигнуты при их применении.
В свое время одна из планет солнечной системы - Уран - была открыта французом
У.Ж.Ж. Леверье «на кончике пера» путем теоретических расчетов на основе ньютонов-
ского закона всемирного тяготения. Это событие было воспринято современниками как
чудо, подтверждающее всесилие человеческого разума и, в этом смысле, богоподоб-
ность человека.
Знаменитый немецкий философ и математик Г.В. Лейбниц, которому принадлежат
выдающиеся достижения во многих областях науки, справедливо считал, что «на свете
есть вещи поважнее самых прекрасных открытий это знание метода, которым они
сделаны». Он многие годы работал над созданием теории, которая бы позволила любо-
му земному человеку делать изобретения, однако ему не суждено было добиться успеха
в этом замечательном начинании.
В электросвязи это удалось совершить Котельникову и упомянутым выше амери-
канским и английским ученым. Возможности, которые предоставляет инженерам соз-
данная ими теория потенциальной помехоустойчивости, поистине чудесны. Эта теория
дает инженерам путеводную нить при конструировании новых систем.
Котельников ясно осознавал значение созданной им теории. Во введении к своей
работе он писал: «Сравнивая потенциальную помехоустойчивость с помехоустойчиво-
стью, которую могут обеспечить реальные приемники, можно судить, насколько по-
следние будут близки к совершенству, насколько еще можно путем их улучшения под-
нять помехоустойчивость, то есть насколько целесообразно работать над дальнейшим
повышением помехоустойчивости при заданном способе передачи. Знание потенци-
альной помехоустойчивости позволяет легко обнаруживать и отбрасывать те методы
передачи, в которых эта помехоустойчивость получается низкой по сравнению с дру-
гими методами».
2. Создание теории потенциальной помехоустойчивости
В конце 1946 года, почти сразу после окончания Великой Отечественной войны,
В.А. Котельниковым была представлена и в январе 1947 года успешно защищена в Мо-
сковском энергетическом институте докторская диссертация, которая называлась «Тео-
рия потенциальной помехоустойчивости».
Трудно утверждать, что эта работа была вызвана запросами практики, поскольку в
ней не учитывались ни замирания полезного сигнала на входе приемника, характерные
для приема сигналов на коротких волнах (а в те годы для радиосвязи использовался в
основном именно диапазон коротких волн), ни реальные статистические характеристи-
ки помех на входе приемника, которые в этом диапазоне не могут рассматриваться как
гауссовские, а имеют существенную импульсную компоненту. Кроме того, рассматри-
ГЛАВА ТРЕТЬЯ 123

вая примеры применения развитой теории к нескольким реальным методам передачи
сигналов, В.А. Котельников пришел к выводу, что традиционные методы приема сиг-
налов реализуют потенциальную помехоустойчивость. Таким образом, складывалось
впечатление, что новая теория не имеет заметного практического значения.
Поскольку в ней применялся новый для инженеров математический аппарат теории
вероятностей, то в первые годы после создания этой теории в России с ней был знаком
только весьма узкий круг специалистов, который имел возможность ознакомиться с ру-
кописью диссертации. Опубликованная в «Радиотехническом сборнике» (Госэнергоиз-
дат, 1947), статья «Проблемы помехоустойчивости радиосвязи» содержала лишь крат-
кую аннотацию диссертации В.А. Котельникова. Слабая осведомленность специали-
стов об этой теории в первые годы после ее создания связана также с тем, что Котель-
ников в течение десяти лет не публиковал свои результаты. Только в 1956 году, когда в
этом направлении за рубежом появились многочисленные работы, часть из которых
была переведена на русский язык, его диссертация была наконец опубликована в виде
отдельной книги [1]. Об этом следует сожалеть, так как столь долгая задержка с публи-
кацией результатов уменьшила влияние этой выдающейся работы на развитие откры-
той ею новой области знания.
Владимир Александрович Котельников (родился в
1908 г) - выдающийся русский ученый. Академик
(1953 г.), вице-президент АН СССР (с 1970 г.) С его
именем неразрывно связано развитие радиофизики,
радиотехники и электроники. В 1933 году сформулиро-
вал знаменитую теорему отсчетов - один из основопо-
лагающих результатов общей теории связи, сыгравший
весьма значительную роль в развитии цифровой тех-
ники связи. В 1936 году опубликовал одну из первых
работ, в которой для оценки эффективности различных методов борьбы с
замираниями сигналов в коротковолновом канале связи применялись ве-
роятностные методы. В 1946 году он создает теорию потенциальной поме-
хоустойчивости, являющуюся, наряду с теорией информации, одним из
фундаментов современной статистической теории связи. Руководитель и
идеолог фундаментальных исследований в области радиоастрономии, по-
зволивших с помощью созданных планетных радиолокаторов достичь ог-
ромной точности измерения расстояний (порядка 10~8), благодаря чему
удалось получить радиоизображения поверхностей планет Венера, Марс и
Меркурий с пространственным разрешением 1 километр. Большие заслуги
В.А. Котельникова перед отечественной наукой были отмечены Прези-
диумом АН золотыми медалями им. М.В. Ломоносова, А.С. Попова и
М.В. Келдыша. Он был избран членом ряда академий наук зарубежных
стран. Является лауреатом Ленинской и Государственной премий.
Диссертация В.А. Котельникова имела следующие разделы. В первом из них были
изложены математические основы теории: сигналы, как и шумы, с гауссовским распре-
делением представлялись рядами Фурье.
124 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

Во втором разделе была развита теория оптимального приема дискретных сигналов,
изложены основы синтеза оптимального алгоритма обработки принимаемого сигнала; в
основе теории лежала формула Байеса, определяющая апостериорную вероятность
приема сигнала. Синтез оптимального приемника заключался в реализации с помощью
радиотехнических узлов алгоритма обработки сигналов, выполняющего операции фор-
мирования на выходе приемника напряжений, пропорциональных значению апостери-
орной вероятности приема для каждого из возможных полезных сигналов. Приемник,
выбирая максимальное из этих напряжений, принимал решение о том, какой из сигна-
лов был передан. Котельниковым было показано, как определить помехоустойчивость
приема сигналов путем вычисления вероятности ошибочного приема.
В работе Котельникова было рассмотрено много интересных примеров применения
развитой теории:
- для сигналов с амплитудной манипуляцией (амплитудная телеграфия);
- для сигналов с частотной манипуляцией (частотная телеграфия);
- для ортогональных многопозиционных и составных сигналов;
- рассмотрен прием сигналов при нормальной флюктуационной помехе с интен-
сивностью, зависящей от частоты.
Котельников рассмотрел не только оптимальный прием сигналов, но и прием сиг-
налов с использованием синхронного и обычного детектора.
Было показано, что различие помехоустойчивости традиционных и оптимальных
методов приема в рассмотренных случаях незначительно.
В третьем разделе была развита теория оптимальной оценки параметров сигналов
(например, таких, как амплитуда, частота или фаза). Эта теория давала основу для син-
теза оптимальных устройств приема аналоговых сигналов с разными видами модуля-
ции. Было продемонстрировано применение новой теории для определения точности
оценки параметров сигналов при разных видах модуляции. Эта точность соответство-
вала точности оценок в традиционных устройствах приема сигналов.
Котельников в самом общем виде рассмотрел помехоустойчивость практически
всех применяемых на практике в те годы методов модуляции: амплитудную, частотную
и время-импульсную. Он показал, что для всех нелинейных методов модуляции прин-
ципиально характерно явление порога при приеме слабого сигнала. Он развил методи-
ку оценки пороговых характеристик. Большой заслугой Котельникова явилось привле-
чение понятий многомерного пространства для наглядного пояснения полученных ре-
зультатов. Небольшая по объему книга Котельникова (всего 150 страниц) содержала
целую россыпь глубоких идей, которые позже получили развитие в работах многих
других ученых, в течение нескольких десятилетий расширявших данное научное на-
правление. Эта работа указывала инженерам совершенно иной подход к созданию но-
вой приемной техники.
Как уже отмечалось, полезных для инженеров в чисто утилитарном смысле практи-
ческих рекомендаций работа Котельникова не содержала. Однако следует задуматься,
каковы должны быть критерии оценки полезности результатов научной работы. Пред-
ставляется, что помимо утилитарных критериев существуют и другие, которые учиты-
вают влияние научного труда на формирование нового духовного и интеллектуального
арсенала людей, занимающихся тем либо иным видом деятельности. Следует прини-
ГЛАВА ТРЕТЬЯ 125

мать во внимание (несмотря на их субъективизм) и эстетические критерии, учитываю-
щие красоту теории.
Теория Котельникова была весьма изящна. Она открывала новую научную область
и закладывала ее фундамент. В этой области стали интенсивно трудиться сотни, а мо-
жет быть, и тысячи, ученых, которые сделали эту теорию рабочим инструментом ин-
женеров, работающих над реальными техническими проектами. Она изменила стиль
мышления инженеров и ввела в их обиход такие новые понятия, как оптимальная (в
данных условиях) система приема и потенциальная помехоустойчивость приема. Для
любого квалифицированного специалиста, изучившего эту теорию, а не только для
весьма немногочисленных энтузиастов-изобретателей, действующих по наитию и ос-
новывающихся на мощи своей интуиции, стало возможным определять структурную
схему оптимального устройства приема и создавать реальные оптимальные приемники.
В 1959 году в США был издан перевод книги Котельникова [2]. В рецензии на нее
профессор Стенфордского университета Н.М. Абрамсон отметил приоритет Котельни-
кова [3] в создании теории оптимального приема сигналов в области связи, в примене-
нии методов многомерной геометрии для интерпретации проблем, связанных с прие-
мом сигналов на фоне шума, а также в исследовании проблем нелинейной фильтрации
сигналов на фоне шума с неравномерным спектром.
К сожалению, Котельниковым не была выявлена связь теории потенциальной по-
мехоустойчивости с математической теорией статистических решений, основы которой
были заложены еще в 1920-1940 годах крупными математиками Р Фишером, Дж. Ней-
маном, Е. Пирсоном и А. Вальдом. Однако то, что он, по существу, самостоятельно
«переоткрыл» основные положения этой весьма абстрактной и сложной математиче-
ской теории применительно к конкретным задачам, связанным с приемом сигналов на
фоне помех, которые имеют огромное прикладное значение, делает в интеллектуаль-
ном плане его научные достижения особенно замечательными.
В последующие годы развитие теории происходило по следующим направлениям:
- теория приема дискретных сигналов в каналах с замираниями и многолучево-
стью;
- теория приема сигналов с аналоговой модуляцией, когда в месте приема оценке
подлежит не информационный параметр, а процесс;
- марковская теория оптимального приема;
- теория приема сигналов в присутствии помех от других систем;
- теория приема многопозиционных сигналов.
Как уже упоминалось, теория Котельникова долгое время (до ее опубликования в
1956 г.) не пользовалась широкой известностью даже на родине. Ничего не было о ней
известно и на Западе.
В те годы весьма актуальными были проблемы повышения чувствительности ра-
диолокационных приемников и, следовательно, увеличения дальности действия радио-
локационных систем. В США и в Англии над этими вопросами работали большие кол-
лективы ученых.
Одним из первых, кто обратил внимание на то, что математическим фундаментом,
на котором может быть построена теория оптимального приема сигналов на фоне шу-
мов, является математическая теория статистических решений, был американский уче-
ный А. Зигерт. В изданной в 1950 году книге «Пороговые сигналы» [4] им был написан
126 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

раздел, в котором эта теория была применена к задачам оптимальной обработки сигна-
лов, принимаемых на фоне шумов.
В этом направлении в 1950-1952 годах были выполнены весьма важные и интерес-
ные работы Вудворта [5] и Дейвиса [6], посвященные радиолокационным задачам. Эти
работы были переведены на русский язык и оказали заметное стимулирующее влияние
на развитие в России интенсивных исследований в данном направлении.
Арнольд Зигерт (родился в 1911 г в Германии). В 1934
году получил докторскую степень в Лейпцигском уни-
верситете. В качестве преподавателя и исследователя в
области физики работал в 1934-1942 годах в универси-
тетах Голландии и США. Во время войны принимал ак-
тивное участие в оборонных исследованиях, проводи-
мых в Массачусетском технологическом институте. По-
сле войны работал в Принстонском институте перспек-
тивных исследований, сотрудниками которого были та-
кие знаменитые ученые, как физик Эйнштейн, математик Вейль и другие.
Он является членом американских физического и геофизического об-
ществ, а также членом института математической статистики. В области
статистической радиотехники им были выполнены в 1947-1958 годах фун-
даментальные исследования весьма сложных вопросов, связанных с пре-
образованием случайных процессов в нелинейных устройствах. В 1950 го-
ду он впервые дал формулировку задачи оптимального приема сигналов
как задачи математической теории статистической проверки гипотез.
Филипп Вудворт (родился в 1920 г ) английский
математик. Закончил Оксфордский университет в 1941
году Работал в области распространения радиоволн,
теории антенн, автоматического программирования и
компьютерной техники. Вместе с другим английским
ученым И. Дейвисом в 1950 году дал трактовку задачи
обнаружения радиолокационных сигналов как задачи
проверки гипотез в математической теории статистики. JEKx^
Автор знаменитой книги «Теория вероятностей и тео-
рия информации с применениями в радиолокации», изданной в 1953 году
и сыгравшей весьма значительную роль в развитии статистической теории
оптимального приема сигналов.
Особую роль в развитии теории оптимального приема сигналов сыграли многочис-
ленные и весьма глубокие работы выдающегося американского ученого Давида Мидд-
лтона. Творческая энергия этого человека не иссякает уже полвека (случай весьма не-
ординарный). В 1953 году им была опубликована одна из первых работ [7], в которой
на основе статистической теории проверки гипотез была разработана теория обнаруже-
ния сигналов.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ 127

Созданная Миддлтоном теория базировалась на прочной математической основе
теории статистических решений и позволяла решать задачи обнаружения сигналов в
более общей постановке, нежели теория Котельникова.
Давид Миддлтон (родился в 1920 г в США) закончил
Гардвардский университет в 1942 году С 1942 по 1954
год работал в исследовательских лабораториях Гар-
вардского университета. С 1954 года возглавляет част-
ную консалтинговую фирму, выполняющую проекты для
американской промышленности и армии. Д. Миддлтон
является одним из крупнейших современных ученых,
исследования которого внесли огромный вклад в раз-
витие современной статистической теории связи.
Ему принадлежат основополагающие результаты, связанные с оценкой
влияния шумов на прием сигналов с разными видами модуляции. Издан-
ная им в 1960 году двухтомная монография «Введение в статистическую
теорию связи» была переведена во многих странах мира и стала настоль-
ной книгой для специалистов, работающих в области статистической ра-
диотехники, а также в смежных областях. Второй том этой монографии
включает в основном оригинальные результаты, полученные автором.
Поразительна разносторонность и не ослабевающая в течение послед-
них пятидесяти лет творческая продуктивность этого ученого. Ему принад-
лежат важные результаты, связанные с многомерным обобщением теоре-
мы отсчетов Котельникова - Найквиста - Шеннона (1962-1965 гг ) В 1966
году им разработана теория канонически оптимального порогового обна-
ружения сигналов, применимая при произвольной статистике шума, дей-
ствующего на входе приемника. В 1965-1967 годах он публикует работы по
статистической теории реверберации, дающей теоретическую основу для
синтеза и анализа оптимальных систем приема радио- и гидролокационных
сигналов в каналах с сильными эхо-сигналами, образованными за счет их
рассеяния. В 1973-1979 годах создает цикл важных работ, в которых дается
обобщенная статистическая модель шумов, действующих на входе прием-
ника, учитывающая как гауссовскую, так и импульсную составляющие шу-
мов. Такая модель характерна, в частности, для условий приема сигналов в
коротковолновом канале связи. В 1988 году он публикует оригинальные ре-
зультаты исследований по обнаружению векторных полей.
Д. Мидллтон является членом физического и математического научных
обществ США, членом Нью-йоркской академии наук и Общества при-
кладной математики.
Миддлтон, в частности, показал, что большинство ранее известных критериев оп-
тимального приема сигналов: критерия идеального наблюдателя Котельникова, крите-
рий Неймана Пирсона, обеспечивающий минимальную вероятность ошибочного
приема сигналов при заданной вероятности ложной тревоги - решения о наличии сиг-
нала, когда на самом деле на входе приемника действует только шум (этот критерий
применим к задачам радиолокации), критерий минимальной среднеквадратичной
128 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

ошибки при оценке параметров сигнала можно рассматривать как частные случаи
введенного Вальдом критерия Байеса, обеспечивающего минимальное значение сред-
него риска при принятии решения. Нахождение правила решения, удовлетворяющего
одному из этих критериев, равносильно синтезу оптимального алгоритма приема сиг-
налов, который задает структурную схему оптимального приемника. Теория Миддлто-
на позволяла решать задачи обнаружения и оценки параметров сигналов не только при
гауссовском, но и при произвольном законе распределения шума, действующего на
входе приемника.
Основополагающие работы Миддлтона, развивающие идеи его теории обнаружения
сигналов [7], были переведены на русский язык. Они, также как и работы Вудворта,
оказали весьма существенное влияние на быстрое распространение среди специалистов
идей синтеза оптимальных устройств обработки сигналов в присутствии шумов и опре-
деления их потенциальной помехоустойчивости.
Одной из весьма важных работ в данной области, в которой развивались и конкре-
тизировались результаты теории обнаружения сигналов [7], является обширная статья
Петерсона, Бердселла и Фокса [8]. В книге Миддлтона «Введение в статистическую
теорию связи» [9] содержится систематическое изложение важнейших полученных им
результатов.
Заслугой Миддлтона является также применение и развитие в теории радиоприема
математического метода последовательного анализа, предложенного Вальдом. Этот ме-
тод позволяет синтезировать оптимальные приемники в системах с обратной связью,
когда по обратному каналу на передаче становится известно о надежном обнаружении
принятого сигнала, и передатчик начинает передачу следующего сигнала.
В конце 50-х и в начале 60-х годов начинают появляться книги, в которых излагаются
основные результаты теории оптимального приема сигналов, полученные к этому времени.
Одна из первых таких книг [10] была написана в 1958 году И.Н. Амиантовым
преподавателем Военно-воздушной инженерной академии им. Жуковского. К сожале-
нию, ротапринтное издание этой весьма оригинальной и содержательной книги имело
ограниченный тираж. Она не поступила в открытую продажу, рассылалась в библиоте-
ки исследовательских институтов по подписке и поэтому не могла оказать должного
влияния на распространение идей теории потенциальной помехоустойчивости среди
специалистов. Только в 1971 году в издательстве «Советское радио» вышло сущест-
венно дополненное издание этой книги [11].
До 1960 года были опубликованы еще три книги, которые содержали систематиче-
ское изложение новой теории. В превосходном учебнике [12] В.Б. Давенпорта и
В.Л. Рута этой теории была посвящена одна из глав. В книге советских авторов Вайн-
штейна и Зубакова [13] содержались оригинальные результаты теории оптимального
приема радиолокационных сигналов. Книга известного американского специалиста
Хелстрома [14] содержала основные полученные к 1960 году результаты теории линей-
ной фильтрации и оптимального приема сигналов.
Можно считать, что к середине 50-х годов завершилось становление новой теории,
и данное научное направление привлекло внимание значительного числа ученых, рабо-
тающих во многих странах. Новые идеи начинают применяться к решению многих
весьма сложных и имеющих большое практическое значение проблем приема сигналов
в различных каналах связи.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ 129
5- 1428

3. Заключение
Познание человечеством Истины происходит таинственным, загадочным образом. Это
познание приходит через конкретные личности через ученых, наделенных творче-
ским, созидательным даром. Отделившись от них, Истина получает самостоятельную
жизнь, оказывая влияние на ход материально реальной жизни. Однако это влияние пре-
образует не только реальную жизнь, но и ноосферу - сферу Духа, которая формирует
духовный и интеллектуальный облик человечества.
Ученый является как бы жрецом, обязанность которого перед людьми - поиск Ис-
тины. В этом ему помогает внутренний голос его души - данный ему свыше дар интуи-
ции, помогающий увидеть и понять то, что скрыто от его современников. Разумеется, в
этих поисках он опирается на те идеи, на тот духовный багаж, которые накоплены че-
ловечеством.
Следует иметь в виду, что поиск Истины не всегда является одномерным детермини-
рованным процессом, в котором достигнутый уровень знаний однозначно определяет
путь к новым знаниям, как это бывает, когда новое знание формируется путем переноса
результатов, полученных ранее в одной области (например, в математике), в другую.
В истории науки не столь редки случаи, когда результаты, достигнутые в одной об-
ласти, «переоткрывались» заново через многие годы учеными, работающими в другой
области, и становились ее фундаментальными результатами, имеющими огромное при-
кладное значение, принося им славу первооткрывателей. Есть солидная доля истины в
мысли английского ученого Э. Чаргаффа: «В науке часто важно не то, кто был первым,
а кто оказался последним».
Одним из таких результатов в электросвязи является теорема отсчетов, которую в
России называют теоремой Котельникова [15], а в Америке теоремой Найквиста
Шеннона [16],[17]. Она независимо была установлена ими в 30-40-х годах, и именно
они придали ей важное научное значение. Однако как один из частных математических
результатов теории интерполяции функции она была открыта еще в начале XX века
английскими математиками Е.Т. Уитекером и Дж.М. Уитекером [18],[19].
Это крупное научное достижение по праву связывают с именами Котельникова,
Найквиста и Шеннона, так как именно благодаря открытию ими теоремы отсчетов на-
чали создаваться цифровые системы связи, которые в настоящее время приобрели до-
минирующее значение.
Другим таким важнейшим в электросвязи результатом является теория потенци-
альной помехоустойчивости. Ее истинными творцами, несомненно, являются Котель-
ников, Зигерт, Вудворт, Дейвис и Миддлтон, несмотря на то что сегодня она базируется
на фундаменте, заложенном математиками еще в 20-х годах этого столетия.
Исключительно велико значение этой теории, устанавливающей фундаментальные
статистические законы передачи информации по каналам связи, и уже сегодня мы яв-
ляемся свидетелями «взрывного» развития электросвязи области техники, которая
обеспечивает удовлетворение одной из самых насущных потребностей человеческого
общества: потребности общения и обмена между людьми идеями и опытом, невзирая
на разделяющие их расстояния. Это развитие предопределено в том числе и сравни-
тельно недавно открытыми законами электросвязи.
130 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

Значение этой теории для создания новых систем связи сравнимо со значением тео-
рий Ньютона, Максвелла и Эйнштейна, которые лежат в основе создания современных
механизмов, транспорта, атомной энергетики и т. п. С 60-х годов теория потенциальной
помехоустойчивости становится обязательным элементом образования специалистов в
области электросвязи.
Новая теория дала новое направление научной мысли. В этом направлении стали
работать многие ученые и инженеры, развивая эту теорию и применяя ее к актуальным
практическим задачам. Прав был знаменитый французский физик Луи де Броль, кото-
рый утверждал: «Мы никогда не должны забывать, что каждый успех нашего познания
ставит больше проблем, чем решает, и что в этой области каждая новая открытая земля
позволяет предположить существование еще неизвестных нам необъятных континен-
тов».
В данной главе дан краткий исторический очерк истории создания теории потенци-
альной помехоустойчивости. В следующих главах будет показано развитие данного на-
учного направления, происшедшее в 60-70-х годах XX века.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ 131

Глава 4.
Очерк истории развития теории
потенциальной помехоустойчивости
(прием многопозиционных сигналов)
Кто делает упорные усилия, чтобы взойти на вер-
шину совершенства, тот никогда не восходит на
нее один, но всегда ведет за собой, как доблестный
вождь, бесчисленное воинство.
Св. Тереза Авильская
1. Введение
В предыдущей главе и в статье по истории создания теории потенциальной помехо-
устойчивости [ 1 ] был дан краткий очерк истории открытия этой теории - одной из ин-
теллектуальных вершин в области телекоммуникаций. Эта вершина была покорена не-
сколькими учеными - российским академиком В.А. Котельниковым и американскими и
английскими учеными А. Зигертом, Д. Миддлтоном, П. Вудвортом и И. Дейвисом.
Приведенные выше слова святой Терезы - монахини, жившей в XVI веке в Испа-
нии, - как нельзя лучше характеризуют тот процесс, который был инициирован в элек-
тросвязи этими людьми. Созданная теория открывала новую обширную область науч-
ных исследований, имеющих важное практическое значение. Тысячи специалистов, по-
винуясь своему творческому инстинкту, последовали вслед за первооткрывателями в
эту область, связав с ней свою профессиональную судьбу. Они словно услышали при-
зыв великого итальянского поэта Данте Алигьери:
Тот малый срок, пока еще не спят
Земные чувства, их остаток скудный
Отдайте постиженью новизны...
Вы созданы не для животной доли,
Но к доблести и к знанью рождены...
132 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

Результатом многочисленных исследований во вновь открытой области, выполнен-
ных за последние пятьдесят лет, явился огромный прогресс в развитии техники теле-
коммуникаций.
Рассмотрим историю развития одного из разделов этой теории, относящегося к
приему дискретных сигналов в канале без замираний.
2. Прием двухпозиционных сигналов в каналах
с постоянными параметрами и в каналах
с неопределенной фазой
В первой работе В.А. Котельникова [2] по теории потенциальной помехоустойчивости
рассматривались задачи приема сигналов в канале с постоянными и точно известными
параметрами. Котельников по существу рассматривал системы приема сигналов, в ко-
торых применяется синхронное детектирование. Однако синхронный прием возможен
лишь в том случае, когда система синхронизации весьма точно отслеживает все изме-
нения фазы принимаемого сигнала. Последнее предположение, строго говоря, непра-
вомерно, так как любой системе фазовой автоподстройки частоты свойственны флук-
туации и скачки фазы формируемого на ее выходе опорного сигнала.
До середины 50-х годов проблема реализации синхронного приема сигналов оста-
валась нерешенной. Для передачи дискретных сообщений на практике применялись
сигналы с амплитудной и частотной манипуляцией (АМн и ЧМн), прием которых осу-
ществлялся путем их детектирования. И первое время исследования в области теории
приема дискретных сообщений были направлены на определение оптимальных алго-
ритмов некогерентного приема этих сигналов, а также на получение формул, позво-
ляющих рассчитать вероятность их ошибочного приема.
По-видимому, первой работой, в которой содержались результаты исследований
вопросов приема сигналов в канале с неопределенной фазой, явилась фундаментальная
статья американских ученых У Петерсона, Т. Бирдзолла и У Фокса [3], в которой были
получены структурные схемы оптимальных приемников и дана оценка помехоустойчи-
вости некогерентного приема сигналов.
Отметим, что В.А. Котельников, переключившийся после создания своей теории в
1947 году на другие научные проблемы и переставший работать в открытой им новой
области, опубликовал в 1959 году работу [4], в которой рассмотрел одну специфиче-
скую задачу некогерентного приема широкополосных сигналов и сопоставил помехо-
устойчивость когерентного и некогерентного приема таких сигналов.
Всесторонние исследования вопросов приема сигналов в канале связи с неопреде-
ленной фазой сигналов выполнил в середине 50-х годов выдающийся российский уче-
ный Л.М. Финк. Он нашел структуру оптимальных демодуляторов и получил формулы,
определяющие их помехоустойчивость. Полученные им результаты вошли в его широ-
ко известную в СССР монографию, первое издание которой было опубликовано в 1963
году, а второе [5] - в 1970-м.
Финк рассмотрел не только вопросы некогерентного приема в оптимальных, по Ко-
тельникову, приемных устройствах, но и в других устройствах, применяемых на прак-
тике. Им, в частности, были исследованы вопросы помехоустойчивости приема сигна-
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ 133

лов ЧМн с использованием частотного дискриминатора. Подобные исследования были
выполнены также американскими учеными Бенетом и Залтцем [6].
Лев Матвеевич Финк (1910-1988) выдающийся со-
ветский ученый и педагог Свою трудовую деятельность
начал в 1930 году в Ленинграде на известном радио-
ламповом заводе «Светлана». В это же время он начал
и свою научную деятельность в 1931 году была
опубликована его первая научная работа.
В годы Великой Отечественной войны Л.М. Финк
участвует в разработке ряда военно-технических про-
блем и в создании аппаратуры для радиопротиводей-
ствия. За успешное решение важных задач в 1943 году он удостаивается
звания лауреата Государственной премии.
После войны он преподает и занимается научными исследованиями в
Военной академии связи в Ленинграде. В 1958 году защищает докторскую
диссертацию, в которой им были изложены фундаментальные научные
результаты трудов в области теории одиночного и разнесенного приема, а
также приема многопозиционных сигналов. Он исследовал вопросы опти-
мального приема сигналов как в каналах с постоянными параметрами, так
и в каналах с замираниями. Результаты труда вошли в его монографию
[5], первое издание которой вышло в 1963 году, эта книга стала на-
стольной для нескольких поколений ученых и инженеров в СССР
В 1970 году Л.М. Финк в звании полковника уходит в отставку и про-
должает свою активную научную деятельность в должности профессора
Ленинградского электротехнического института связи.
Л.М. Финком были получены важные результаты, относящиеся к вы-
числению пропускной способности и оптимальному приему в каналах с
переменными параметрами. В 1955 году им были предложены (совместно
с В.И. Шляпоберским) рекуррентные коды, широко применяемые в со-
временных системах связи, а в 1975 году - сигнально-кодовые конструк-
ции (совместно с ленинградским ученым В.И. Коржиком), обеспечиваю-
щие помехоустойчивый прием сигналов в каналах связи со случайной
структурой.
Более пятидесяти учеников Л.М. Финка стали кандидатами и доктора-
ми наук. Им было опубликовано более ста научных работ, в том числе 15
монографий и учебников. В 1978 году в издательстве «Связь» им была
опубликована весьма интересная книга исторического характера «Сигна-
лы, помехи, ошибки... по теории связи.
В последние годы своей жизни он активно и творчески работал над
проблемами цифрового радиовещания и помехоустойчивой передачи
цифровой информации по проводным каналам связи.
Возможность повышения помехоустойчивости приема сигналов за счет применения
синхронного детектирования была осознана инженерами задолго до появления теории
Котельникова. В течение многих лет, начиная с 30-х годов этого века, ученые и инже-
134 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

неры пытались реализовать принципы когерентного приема сигналов ФМн. В книге
Н.Т. Петровича о передаче дискретной информации в каналах с ФМн [7] указано, что
первые идеи по применению этих принципов встречаются в патентах начиная с 1917
года. В 1928 году выдающимся американским ученым Г Найквистом была опублико-
вана первая теоретическая статья [8], посвященная вопросам фазовой селекции сигна-
лов. Первую практическую схему синхронного приема осуществил в 1932 году фран-
цузский инженер О. Бельсиз [9].
Важные изобретения и исследования в области синхронного приема дискретных
сигналов были сделаны советскими учеными А.А. Пистолькорсом, В.И. Сифоровым,
Е.Г Мамотом и Д.В. Агеевым в 1933-1935 годах. Однако реализовать синхронный при-
ем сигналов с фазовой манипуляцией не удавалось, так как не были найдены способы
устранения «обратной работы» при формировании опорного сигнала, необходимого
для реализации когерентного детектирования.
В 1954 году в России профессором Н.Т. Петровичем было сделано важное изобре-
тение, сделавшее возможным применение идей синхронного приема на практике [7].
Суть этого изобретения состояла в том, что текущая информация о передаваемом сиг-
нале изменяла фазу несущей частоты на противоположную по отношению к тому зна-
чению, которое она имела при передачи сигнала в предыдущий момент времени. Такой
метод передачи позволял использовать колебание предшествующей посылки в качестве
опорного для синхронного детектирования сигнала, принимаемого в данный момент. В
литературе он получил название «фазово-разностная модуляция» (ОФМ).
Российский ученый Ю.Б. Окунев (Ленинградский электротехнический институт
связи) в 1966 году обобщил [10] разностный метод передачи дискретных сигналов для
условий, когда после прохождения канала связи не только фаза, но и частота прини-
маемого сигнала становятся нестабильными. Такие условия возникают, когда, напри-
мер, передача сигналов осуществляется с движущегося с большой скоростью объекта (с
борта самолета или спутника) и возникает эффект Доплера. Им же была исследована
помехоустойчивость приема таких сигналов.
В течение почти десяти лет многими учеными велись исследования помехоустой-
чивости приема сигналов ОФМ. Были рассмотрены разные алгоритмы приема этих
сигналов и получены формулы, определяющие вероятность ошибочного приема, изу-
чено группирование ошибок, свойственное этому методу передачи сигналов, рассмот-
рены вопросы реализации устройств для приема этих сигналов. Исследовалась также
двойная фазово-разностная модуляция (ДОФМ) метод передачи, при котором фаза
передаваемого сигнала от посылки к посылке изменяется на 45°
В России многие важные результаты, относящиеся к приему сигналов ОФМ и
ДОФМ, были получены Л.М. Финком [5] и Н.П. Хворостенко [11]. Эти ученые иссле-
довали помехоустойчивость разных методов приема сигналов с ОФМ и ДОФМ как в
каналах с постоянными параметрами, так и в каналах с замираниями. В изданной в
1967 году книге Л.М. Заездного, Ю.Б. Окунева и Л.М. Раховича [13] были обобщены
основные полученные к тому времени теоретические и практические результаты, ка-
сающиеся систем передачи и приема сигналов с ОФМ.
Важные результаты в данном направлении были получены американскими учены-
ми Каном [12] и Хелстромом [14], которые первыми исследовали вопросы помехо-
устойчивости синхронного приема в условиях, когда фаза опорного сигнала, подавае-
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ 135

мого на синхронный детектор, испытывает флюктуации из-за действия шумов. Штейн
[15] предложил обобщенную методологию анализа помехоустойчивости приема сигна-
лов в каналах с неопределенной фазой, которая применима как к сигналам с ЧМн, так и
к сигналам с ОФМ.
Николай Тимофеевич Петрович родился в Таллинне
(1915 г.). В 1940 году с отличием окончил Московский
электротехнический институт связи. Участник Великой
Отечественной войны. В 1948 году защитил кандидат-
скую диссертацию и почти два десятилетия занимался
разработкой систем управления ракетами и дальними
бомбардировщиками в НИИ радиопромышленности. В
1954 году изобрел метод относительно-фазовой мани-
пуляции (ОФМ) Этот метод одно из важнейших
изобретений в области связи нашел широкое применение в системах
связи различного назначения и вошел во все современные учебные курсы
по передаче сигналов.
Исследования нового метода передачи сигналов стали содержанием
докторской диссертации, защищенной им в Институте радиотехники и
электроники Академии наук СССР в 1960 году, и книги [7], опубликован-
ной в 1965 году
С 1960 по 1965 год Н.Т Петрович возглавлял разработку в диапазоне
коротких волн аппаратуры ОФМ для подводных лодок и первые натурные
испытания этой аппаратуры. Начиная с 1965 года более двадцати лет ру-
ководил кафедрой теории передачи сигналов и нелинейных электриче-
ских цепей во Всесоюзном заочном электротехническом институте связи в
Москве. При активном участии профессора Н.Т Петровича проводились
многие семинары и конференции по пропаганде ОФМ. Под его руково-
дством 28 ученых защитили кандидатские диссертации. Им опубликован
ряд технических книг, охватывающих весьма широкий круг вопросов. По
его книгам многие тысячи советских специалистов знакомились с новей-
шими достижениями в области импульсной техники, космической радио-
связи, с системами связи с ОФМ и с шумоподобными сигналами.
Большой известностью пользовались научно-популярные книги
Н.Т Петровича, в которых рассказывалось о проблемах передачи инфор-
мации в современном обществе, об изобретательстве, в котором наибо-
лее полно проявляется созидательная сущность человека, о проблемах
контакта с внеземными цивилизациями. Многие его статьи и книги пере-
ведены на иностранные языки.
Н.Т Петрович был и остается активным изобретателем, автором и со-
автором 28 изобретений, многие из которых посвящены развитию его
идей, связанных с методом ОФМ.
Со студенческих лет и по сегодняшний день Н.Т Петрович увлекается
альпинизмом - одним из самых сложных и романтических видов спорта.
Он стал опытным профессионалом и заслужил звание мастера спорта.
В настоящее время Н.Т Петрович участвует в разработке сети связи
России для чрезвычайных ситуаций; недавно им была опубликована но-
вая книга о внеземных цивилизациях.
136 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

Николай Петрович Хворостенко родился в городе
Василькове Киевской области (1933 г.). В 1956 году
окончил Военную академию связи в Ленинграде по
специальности радиосвязь. В 1956-1959 годах служил в
батальоне связи в должности начальника мастерской
связи в Сталинабаде (Таджикская ССР). С 1959 года по
настоящее время работает в Центральном научно-
исследовательском испытательном институте Мини-
стерства обороны Российской Федерации. В 1962 году
защитил кандидатскую, а в 1971 году - докторскую диссертации.
С 1974 года имеет звание профессора. Хворостенко — крупный совет-
ский теоретик в области связи, внесший значительный вклад в развитие
теории потенциальной помехоустойчивости. В 1962-1967 годах принимал
активное участие в разработках новой техники, проводимых в институте
под руководством известного российского специалиста в области связи
B.C. Дулицкого. Им были выполнены исследования и получены важные
результаты, относящиеся к приему сигналов с ФМн и ОФМ, рассмотрены
вопросы приема «в целом» М-позиционных сигналов (ортогональных,
симплексных, сигналов с избыточностью). В его работах были развиты
теория оптимального разнесенного приема сигналов с учетом корреляции
замираний в ветвях разнесения, а также теория приема сигналов с избы-
точным кодированием. Основные результаты его исследований опублико-
ваны в монографии [11], изданной в 1968 году
Н.П. Хворостенко совместно с коллегами по работе был сделан ряд
оригинальных изобретений, имеющих важное практическое значение. В
этих изобретениях предложены оригинальные методы оптимального коге-
рентного сложения сигналов в системах разнесенного приема, методы
компенсации межсимвольных помех в многолучевых каналах, методы по-
давления радиопомех за счет их оптимальной обработки и пространст-
венной селекции сигналов.
В последние годы его научные интересы были сосредоточены на физи-
ческих исследованиях перспектив использования продольных электромаг-
нитных волн в военной радиосвязи. Им были установлены основные осо-
бенности радиосвязи с использованием таких волн: незначительное ос-
лабление при их распространении, не зависящее от высот подвеса пере-
дающих и приемных антенн и обусловленное лишь обычным для всех ви-
дов волн пространственным рассеянием энергии, и весьма низкий уро-
вень помех.
Методы передачи и приема дискретных сигналов ОФМ и ДОФМ нашли весьма ши-
рокое применение во многих системах связи.
Весьма важная разработка синхронной системы связи, названной «Кинеплекс», была
выполнена в 1954-1956 годах американской фирмой «Collins Radio». В этой системе, ко-
торая явилась значительным достижением в технике связи, была применена ОФМ. В ней
в полосе частот одного телефонного канала формировался многочастотный сигнал, со-
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ 137

стоящий из двадцати несущих колебаний, расположенных с интервалом ПО Гц [16]. На
всех несущих методом ДОФМ синхронно передавались потоки цифровых сигналов со
скоростью 120 бит/с. Система имела весьма высокую спектральную эффективность, по-
зволяя в полосе частот, равной 1 Гц, передавать информацию со скоростью 0,6 бит/с. В ра-
боте Лаутона [17] была исследована помехоустойчивость приема сигналов в этой системе.
Системы, подобные системе «Кинеплекс», для передачи данных по коротковолно-
вым линиям связи были разработаны и в России [13], [18].
В 80-х годах Европейским институтом телекоммуникационных стандартов по
принципам, заложенным в систему «Кинеплекс», были разработаны цифровые системы
звукового и телевизионного вещания, которые в XXI веке во всех странах Европы при-
дут на смену действующим сегодня аналоговым системам.
С конца 60-х годов цифровые системы с ОФМ и ДОФМ начинают широко приме-
няться в спутниковых и радиорелейных линях связи.
В 60-х годах в США был изобретен метод передачи сигналов, названный ЧМн с не-
прерывной фазой, который также называется манипуляцией минимального частотного
сдвига (ММС). При этом методе [19] во время передачи одного бинарного символа
осуществляется частотная модуляция несущей частоты с индексом модуляции, равным
0.5. Фаза такого сигнала за время передачи одного символа изменяется по линейному
закону на ± 90° Особенностью ЧМн с непрерывной фазой по сравнению с методами
передачи, основанными на скачкообразном изменении фазы сигнала, является высокая
компактность спектра сигнала, передаваемого по каналу связи. Это облегчает решение
проблем электромагнитной совместимости систем связи, в которых для передачи ин-
формации используются смежные частотные каналы.
Метод ЧМн с непрерывной фазой применяется в системах спутниковой связи. Кро-
ме того, он используется для передачи сигналов в получивших глобальное распростра-
нение сотовых системах подвижной связи европейского стандарта GSM, услугами ко-
торых ежедневно пользуются десятки миллионов людей во многих странах мира.
3. Прием М-позиционных сигналов в каналах
с постоянными параметрами и в каналах
с неопределенной фазой
Оптимальные системы связи с М-позиционными сигналами (ортогональными и сим-
плексными) впервые были предложены и исследованы В.А. Котельниковым. Значение
теории приема М-позиционных сигналов (М-сигналов) состоит в том, что в системах
связи, использующих такие сигналы, можно достичь тех предельных характеристик ка-
чества приема, на которые впервые в 1948 году указал создатель теории информации
[20], крупнейший современный ученый в области связи К. Шеннон.
Шенноном было показано, что в оптимально построенной системе связи возможна
безошибочная передача информации в том случае, если выполняется условие:
R = (\пМ)/Т < С = Fin (1 + Ps/Pn), где F - полоса частот канала связи, R - скорость пере-
дачи М-сигнала, Т- время передачи (Т—> оо), С - пропускная способность канала связи,
138 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

Ps и Pn - мощности полезного сигнала и шума, действующего в канале связи. Доказа-
тельство этого положения [19] не носило конструктивного характера, так как не указы-
вались способы передачи и приема сигналов в такой системе связи.
Клод Шеннон - крупнейший ученый современности в
области электросвязи (родился в 1916 г в США) Вырос
в городе Гейлорде штата Мичиган; в 1936 году окончил
Мичиганский университет по специальности электро-
техника и математика. До 1940 года занимался теорией
релейных и переключающих схем в знаменитом Масса-
чусетсом технологическом институте. В 1940 году в
этом институте ему была присвоена степень доктора
наук в области математики. С 1940 по 1956 год он -
сотрудник математической лаборатории телефонной компании «Белл», и
в качестве профессора электротехники преподает в Мичиганском универ-
ситете.
По оценке академика Колмогорова, «Шеннон является исключитель-
ным примером соединения глубины математической мысли с широким и
в то же время совершенно конкретным пониманием проблем техники. Его
в равной степени можно считать одним из первых математиков и одним
из первых инженеров XX века. Он создал основы теории информации и в
значительной мере предопределил своими работами развитие общей
теории дискретных автоматов»
В 40-х годах, во время работы в компании «Белл», Шенноном была
выполнена основополагающая работа по теории криптографии, в процес-
се разработки которой он, по его словам, пришел к идеям теории ин-
формации, сделавшей его знаменитым. Его статья «Математическая тео-
рия связи», опубликованная в 1948 году, заложила основы современной
теории передачи сигналов с высокой эффективностью использования
спектра и высокой помехоустойчивостью. В этой же работе содержались
основы теории кодирования источников информации. Эта статья иниции-
ровала многочисленные исследования других ученых в данном направле-
нии. Развитие идей Шеннона в конечном итоге определило тот удиви-
тельный прогресс в технике связи, который произошел за последние
пятьдесят лет
Шенноном была дана простая трактовка весьма сложной теории сгла-
живания и предсказания, развитой основателем нового научного направ-
ления — кибернетики, знаменитым американским ученым Норбертом Ви-
нером; им была опубликована одна из первых теоретических работ по
импульсно-кодовой модуляции.
За заслуги в науке Шеннон награжден многочисленными научными
премиями. С 1956 года он является членом Национальной академии наук
США, Американской академии искусств и наук, почетным доктором наук
ряда университетов.
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ 139

В 1950 году знаменитый американский ученый СО. Райе, один из создателей со-
временной статистической радиотехники, опубликовал работу [21], в которой рассмот-
рел оптимальный прием М-сигналов в N-мерном пространстве (N=2FT). Поскольку
методы построения оптимального ансамбля М-сигналов в те годы не были известны, он
впервые выдвинул идею случайного кодирования и нашел формулу для средней веро-
ятности ошибочного приема по случайно выбранным ансамблям таких сигналов. Эта
сложная формула давала весьма важную зависимость P0U1=f(R,C,N). Статьей Раиса
был наведен мост между теорией оптимального приема и теорией информации. Эта
статья сыграла весьма важную роль в их дальнейшем развитии. По сути, работа Раиса
показывала, что теория потенциальной помехоустойчивости может служить инстру-
ментом для конструктивного доказательства положений теории информации, касаю-
щихся пропускной способности каналов связи. Результаты Раиса были развиты рядом
крупных ученых.
В 1955-1958 годах известные советские ученые Э.Л. Блох, академик А.А. Харкевич
[22] и Н.К. Игнатьев [23], используя математическую теорию плотнейшего заполнения
N-мерного пространства равными шарами, нашли ряд оптимальных ансамблей М-
сигналов, позволяющий передавать сообщения в каналах с белым гауссовским шумом.
В 1959-1963 годах К.Е. Шеннон [24], А.В. Балакришнан [25] и Д. Слепян [26] опуб-
ликовали работы, в которых были развиты методы вычисления зависимости
Pom=f(R,C,N) и сделаны важные выводы о потенциальной помехоустойчивости опти-
мального приема М-сигналов.
Многочисленные результаты, связанные с проблемой передачи и приема М-
сигналов, полученные до 1966 года, были отражены в книге известных советских спе-
циалистов К.А. Мешковского и Н.Е. Кириллова [27].
Проблема вычисления вероятности ошибочного приема для М-сигналов весьма
сложна в математическом плане. До 70-х годов продолжаются исследования, в которых
развиваются методы получения достаточно точных оценок зависимости Рош =f(R,C,N)
для таких сигналов. Наиболее важные результаты в этом направлении были получены
американскими учеными Нутталлом [28], исследовавшим помехоустойчивость коге-
рентного и некогерентного приема равно коррелированных М-сигналов, и Галлагером
[29], разработавшим метод оценки сверху Рош при приеме М-сигналов.
Другой эффективный метод оценки сверху Рош при приеме произвольных М-
сигналов был разработан в [30]. В этой работе рассмотрен ряд примеров его примене-
ния для конкретных систем связи, работающих в каналах с замираниями и без замира-
ний.
В конце 50-х и в начале 60-х годов продолжались исследования помехоустойчиво-
сти приема ортогональных и биортогональных М-сигналов в N-мерном пространстве
(М = ЫиМ = 2Nсоответственно) и М-сигналов в двухмерном пространстве.
Применение М-сигналов при М > N позволяет в заданной полосе частот передавать
сообщения с большей скоростью, то есть более эффективно использовать полосу частот
канала связи. Это особенно актуально в радиосвязи.
Л.М. Финком и B.C. Котовым [31] были получены результаты, определяющие по-
тенциальную помехоустойчивость приема четырехпозиционных сигналов с ЧМ (сигна-
лов ДЧТ - двуканального частотного телеграфирования (манипуляции) в каналах с не-
определенной фазой при произвольном законе флуктуации уровня принимаемого сиг-
140 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

нала. Идея системы ДЧТ, в которой передача сигналов происходит на четырех различ-
ных частотах, была предложена еще в 1923 году советским академиком, известным
специалистом в области распространения коротких волн А.Н. Щукиным. В 1946 году в
СССР инженером И.Ф. Агаповым [32] эта система была реализована и широко приме-
нялась в России на линиях коротковолновой связи.
Следует особо выделить работы Кана [33], Компопиана и Глазера [34], а также
Смита [35], в которых в 60-х годах был предложен и исследован весьма важный класс
двухмерных М-сигналов с фазово-амплитудной (ФАМ-сигналы) и квадратурной ам-
плитудной модуляцией (КАМ-сигналы). Такие сигналы, при выполнении условия
М» Nt позволяют намного эффективнее использовать полосу частот канала связи, от-
веденную для их передачи, по сравнению с сигналами ЧМн и ФМн. Сигналы КАМ
весьма просты в реализации, и при М= 16-^256 они нашли широкое применение в со-
временных цифровых системах связи, в частности в радиорелейной связи.
В это же время разворачиваются обширные исследования, направленные на синтез
N-мерных М-сигналов, позволяющих с высокой эффективностью использовать полосу
частот канала связи и имеющих высокую помехоустойчивость приема. По существу
происходит синтез идей теории модуляции и теории кодирования.
Американский ученый Слепян [36] был одним из первых, кто предложил метод по-
строения ансамбля сигналов для случая, когда N и М имеют произвольные значения и
М> N. Все сигналы этого ансамбля получаются из одного в результате перестановок
его символов Этот метод Слепян назвал перестановочной модуляцией. Он показал
возможность достижения высокой помехоустойчивости приема сигналов при их пере-
даче этим методом.
Давид Слепян (родился в 1923 г в США) с 1941 по
1943 год учился в Мичиганском университете. С 1943
по 1946 год служил в американской армии. В 1947 году
окончил Гарвадский университет, а в 1949 ему была
присвоена докторская степень по физике. С 1950 года
он работал в лаборатории компании «Белл», где про-
водил математические исследования в области теории
связи, коммутации и теории шумов.
Слепяном выполнены весьма важные работы по
теории кодирования. Он первым предложил применение алгебраической
теории групп для построения кодов с исправлением ошибок, что повлекло
за собой весьма быстрый прогресс в теории кодирования. Им была также
выполнена основополагающая работа по теории оптимального оценива-
ния параметров сигналов, исследованы вопросы оптимального приема
случайных гауссовских сигналов в гауссовском шуме.
Слепян является членом Американского математического общества и
Американской ассоциации развития наук.
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ 141

В США Ридом и Шольцем [37], Линдсеем и Симоном [38] в общем виде исследова-
на помехоустойчивость приема «в целом» ансамбля М-сигналов, в которых отдельные
сигналы содержат L ортогональных компонентов, каждый из которых может иметь К-
кратную ФМн (М = L х К).
Ленинградским ученым Гинзбургом [39] были предложены новые сигнально-
кодовые конструкции М-сигналов (СКК), в которых применялись многократная ФМ и
различные виды корректирующих кодов.
Новый подход к созданию СКК, основанный на использовании определенного пра-
вила двоичного представления сигнальных точек, когда используемый ансамбль сигна-
лов разбивается на вложенные подансамбли с увеличивающимся минимальным рас-
стоянием, был предложен Унгербоеком [40].
Интенсивные теоретические исследования СКК были выполнены в 80-х годах со-
ветскими учеными и СЛ. Портным, В.В. Зябловым и В.Л. Банкетом. Ими были рас-
смотрены вопросы помехоустойчивого кодирования в спутниковых каналах с многопо-
зиционной ФМ, разработаны методы синтеза ССК на основе каскадных кодов, выпол-
нен анализ возможностей применения сверточных кодов для синтеза СКК. Результаты
этих исследований вошли в их книги [41], [42].
4. Заключение
Прошло немногим более пятидесяти лет с момента зарождения теорий потенциальной
помехоустойчивости и информации, у истоков которых стоят два выдающихся совре-
менных ученых В.А. Котельников и К.Е. Шеннон. В открытую ими новую область
устремились сотни ученых, и сегодня виден тот колоссальный прогресс, который дос-
тигнут благодаря их усилиям.
Можно, по-видимому, утверждать, что именно в области теории оптимального
приема М-сигналов были получены наиболее значительные для прогресса в области те-
лекоммуникаций результаты, без которых этот прогресс был бы недостижим. Эти ре-
зультаты, являющиеся результатами коллективного интернационального труда многих
исследователей, состоят в следующем:
- сконструированы двухмерные сигналы (ЧМн с непрерывной фазой, ФАМ и КАМ-
сигналы) и исследована их помехоустойчивость;
- исследована помехоустойчивость приема ортогональных сигналов и двухмерных
М-сигналов с ФМ;
- разработаны методы оценки Рош в системах приема М-сигналов, которые позво-
лили оценивать помехоустойчивость приема различных ансамблей сигналов и
обоснованно выбирать соответствующие ансамбли для конкретных систем связи;
- разработаны методы синтеза сигнально-кодовых конструкций, применение кото-
рых в системах связи позволяет достичь предельных характеристик, определяе-
мых законами теории потенциальной помехоустойчивости и теории информации.
На примере истории развития этих теорий отчетливо можно видеть, как ноосфера -
сфера идей - активно взаимодействует с жизненной сферой, в которой эти идеи вопло-
щаются в конкретные материальные объекты, изменяющие условия существования
142 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

миллионов людей на Земле. Указанные выше результаты в короткое время послужили
основой для разработки и внедрения принципиально новых систем телекоммуникаций,
с которыми человечество входит в XXI век.
Поистине, прав был великий Данте, когда в далеком XV веке писал:
Все, что умрет, и все, что не умрет, -
Лишь отблеск Мысли, коей Всемогущий
Своей Любовью бытие дает...
Действительно, Мысль нескольких первооткрывателей теории потенциальной по-
мехоустойчивости и теории информации породила у их многочисленных последовате-
лей мощный поток идей. Эти идеи, в свою очередь, получили материальное воплоще-
ние в вызывающем изумление прогрессе техники связи, который произошел за послед-
ние годы.
Выше были упомянуты лишь некоторые исследователи, внесшие наиболее значи-
тельный вклад в развитие идей первооткрывателей. Однако общее количество исследо-
вателей и опубликованных ими работ в рассматриваемом в данной статье направлении
весьма велико. Следует отметить, что ряд результатов был получен в работах, выпол-
ненных независимо примерно в одно и то же время разными учеными в разных стра-
нах, и далеко не всегда проводимые исследования были направлены на решение прак-
тически значимых задач. Весьма часто этими людьми двигали внутренние импульсы,
их творческий инстинкт и любовь к Истине.
В нашем раздираемом противоречиями мире может показаться поразительной сама
возможность согласованного выполнения столь огромной созидательной научной рабо-
ты обширным коллективом людей, живущих на разных континентах, в странах с раз-
ным политическим строем, разной религией и культурой, говорящих на разных языках
и не объединенных формально в одну организацию. Однако это подтверждает глубо-
кую истину Библии, утверждающую единство всех живущих на Земле людей, единство
их помыслов, их устремлений к добру и совершенству.
Рассмотренная выше история убедительно свидетельствует, что в нашем мире не-
преложно действует установленный Всевышним закон, который предопределяет сози-
дательную сущность человека, стремящегося не к разрушению, а к совершенствованию -
и себя, и мира в целом.
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ 143

Глава 5.
Очерк истории развития теории
потенциальной помехоустойчивости
(прием сигналов в многолучевых каналах)
Боги людям открыли не все. В поиск пустившись,
люди сами познали немало.
Ксенофан
1. Введение
В данной главе рассмотрена история развития весьма важного направления теории по-
тенциальной помехоустойчивости, касающегося вопросов передачи и приема дискрет-
ных сигналов в каналах с многолучевым распространением радиоволн.
Долгое время передача сообщений на большие расстояния с помощью радиоволн
была возможна только по коротковолновым, ионосферным и тропосферным радиока-
налам, для которых характерен многолучевой характер распространения радиоволн.
Физические явления, связанные с таким характером многолучевого распространения
радиоволн, весьма сложны. Понимание сути этих явлений и разработка адекватного
математического аппарата для их описания и исследования, а также методов повыше-
ния помехоустойчивости приема сигналов в таких каналах потребовали от интернацио-
нального коллектива ученых огромной созидательной работы и заняли много времени.
В результате этих усилий сегодня детально исследованы и находят применение сле-
дующие методы приема сигналов в каналах с многолучевостью:
- разнесенный прием;
- применение широкополосных сигналов, позволяющих разделить отдельные лучи
в месте приема;
- применение компенсаторов межсимвольной интерференции.
В науке и технике весьма примечательно то, что отсутствие теоретического осмыс-
ления тех либо иных явлений весьма часто не является препятствием для инженеров,
которые находят новые технические решения, опираясь на данный им свыше дар ин-
144 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

туиции и весьма нечеткие и порой даже ложные представления о сущности этих явле-
ний. Действительно, удивление и восхищение вызывают замечательные достижения
инженеров древности, которые построили грандиозные египетские пирамиды и создали
сложнейшие механизмы, не обладая теоретическими знаниями о законах механики, по-
лученных человечеством только спустя почти тысячу лет, в XVII веке, благодаря рабо-
там Галилея, Ньютона и других ученых. Подобное положение вещей можно видеть и в
той области, которая будет рассмотрена в данной главе.
Еще задолго до появления теории потенциальной помехоустойчивости инженерами
были найдены некоторые из наиболее важных принципов повышения помехоустойчи-
вости приема в каналах с многолучевостью. Эти принципы иногда забывались. Но ни-
что не уходит безвозвратно. История растворяется у нас в крови, и «как в прошедшем
грядущее зреет, так и в грядущем прошлое тлеет», а потому эти принципы затем вновь
«переоткрывались». Иногда к одним и тем же техническим решениям приходили неза-
висимо примерно в одно и то же время разные разработчики. Сегодня можно считать,
что, благодаря исследованиям, выполненным в 50-80-е годы, основные принципы по-
строения эффективных систем приема сигналов в каналах связи с многолучевостью ус-
тановлены и твердо обоснованы.
Алгоритмы обработки сигналов и помехоустойчивость приема исследовались для
разных каналов связи: с общими и селективными замираниями сигналов, для каналов с
разнесенным приемом сигналов и для каналов с многолучевостью. Каналы с общими
замираниями характеризуются тем, что их частотная характеристика равномерна в пре-
делах полосы частот, занимаемой спектром передаваемого сигнала, и замирания всех
составляющих этого спектра происходят полностью коррелированно. При селективных
замираниях частотная характеристика канала неравномерна, и замирания отдельных
частотных составляющих сигнала могут иметь незначительную корреляцию.
Исследования в области потенциальной помехоустойчивости были наиболее широ-
ко развернуты в СССР и США. Ряд важных работ был выполнен в Великобритании и
Японии.
2. Модели многолучевых каналов связи
В созданной В.А. Котельниковым теории потенциальной помехоустойчивости [1] рас-
сматривались задачи приема сигналов в канале с постоянными и точно известными па-
раметрами. Однако параметры реальных каналов связи, в первую очередь радиокана-
лов, в большинстве случаев непрерывно изменяются.
В каналах связи с многолучевым распространением радиоволн в место приема сиг-
нал приходит несколькими путями (лучами). Лучи могут отличаться своими парамет-
рами: направлением прихода, поляризацией, временем прихода и иметь несколько
отличающиеся частоты.
Интерференция лучей вызывает флуктуации амплитуды и фазы принимаемого
суммарного сигнала, в результате чего снижается помехоустойчивость приема. Для
разных механизмов распространения радиоволн характерна разная степень многолуче-
вости. В коротковолновом канале возможен приход в место приема всего нескольких
ГЛАВА ПЯТАЯ 145

лучей. Для тропосферного канала свойственна непрерывная многолучевость, когда в
место приема приходит бесконечно много лучей, переотраженных областью тропосфе-
ры, облучаемой передающей антенной.
Интерференция лучей в месте приема приводит к следующим явлениям:
- к значительным пространственным интерференционным колебаниям уровня
электромагнитного поля сигнала в месте приема, обусловленным отличиями на-
правлений прихода лучей;
- к значительным отличиям между уровнями напряженности компонентов суммар-
ного электромагнитного поля разной поляризации в одном месте приема, возни-
кающим из-за интерференции приходящих лучей;
- к неравномерности частотной характеристики канала связи, в результате которой
некоторые частотные компоненты передаваемого сигнала в месте приема имеют
высокий уровень, а некоторые подавляются в результате интерференции прихо-
дящих лучей с разным запаздыванием;
- к непрерывным изменениям во времени уровней принимаемого сигнала в про-
странственной, поляризационной и частотной областях из-за отличий частот сиг-
налов, приходящих в место приема разными путями.
Эти особенности многолучевого распространения радиоволн позволяют, применяя
несколько приемных антенн, разнесенных в пространстве или имеющих разную поля-
ризацию, а также передавая одни и те же сигналы, разнесенные по частоте или по вре-
мени, существенно повысить надежность связи за счет того, что уровень хотя бы одно-
го из принимаемых сигналов будет значительным.
Указанные особенности еще в 30-х годах натолкнули инженеров на мысль об ис-
пользовании разнесенного приема сигналов для повышения помехоустойчивости.
К идее разнесенного приема сигналов инженеры пришли еще до возникновения
четких теоретических представлений о природе замираний. Впервые эта идея была пред-
ложена и реализована голландским инженером А. де Хаасом в 1927 году при организа-
ции радиотелефонной коротковолновой линии между островом Ява и Голландией [2].
Известные американские инженеры Г Беверейдж и Г Петерсон применили разнесенный
прием в 1931 году в радиотелеграфной связи [3]. В 1937 году для коротковолновой линии
связи между США и Англией американскими инженерами Г.Т. Фрисом и Г.Б. Фельдма-
ном была создана многолучевая антенная система [4], позволяющая на приеме разделять
приходящие лучи по углу прихода в вертикальной плоскости (углу места) и осуществ-
лять их сложение, устраняя тем самым замирания принимаемого сигнала.
Начало теоретических исследований эффективности систем разнесенного приема,
основанных на применении методов теории вероятности, относится к 30-м годам. Пер-
вые работы в этом направлении были выполнены известными учеными - англичанином
Т.Л. Экерслеем [5] и советскими специалистами В.И. Сифоровым [6], В.А. Котельнико-
вым [7], Н.И. Шумской [8] и А.Н. Щукиным [9].
Однако всесторонние исследования вопросов, связанных с помехоустойчивостью
систем разнесенного приема, были выполнены лишь после создания теории потенци-
альной помехоустойчивости и базировались на ее идеях.
146 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

3. Прием сигналов в каналах с общими
замираниями в ветвях разнесения
Одинарный прием сигналов в условиях замираний уровня принимаемых сигналов тре-
бует строительства радиолиний с весьма значительным энергетическим потенциалом,
перекрывающим необходимый для обеспечения надежной связи запас на замирания.
Применяя разнесенный прием, можно существенно уменьшить энергетику линий ра-
диосвязи и повысить помехоустойчивость их приема.
При проектировании систем разнесенного приема перед инженером возникает це-
лый ряд проблем, связанных с обработкой сигналов, принимаемых в ветвях разнесения,
и имеющих, как правило, различные уровни и фазы. Можно измерять уровни и фазы
принимаемых сигналов и использовать результаты измерений для их когерентного
сложения с соответствующими весами (системы когерентного сложения сигналов);
можно измерять только уровни принимаемых сигналов и осуществлять прием сигналов
той ветви разнесения, где этот уровень максимальный (системы автовыбора); можно
обойтись без всяких измерений, в каждой ветви разнесения осуществлять демодуляцию
сигналов и складывать сигналы, полученные на выходах демодуляторов (системы не-
когерентного сложения сигналов). Для инженера, проектирующего такие системы,
важно знать, какой выигрыш в помехоустойчивости могут дать разные методы обра-
ботки принимаемых сигналов и как растет этот выигрыш с увеличением числа ветвей
разнесения.
3.1. Независимые замирания сигналов в ветвях разнесения
Одно из первых исследований помехоустойчивости систем разнесенного приема сигна-
лов выполнил еще в 1947 году видный советский ученый B.C. Мельников [10]. В его
работах начиная с 1958 года теория В.А. Котельникова была развита применительно ко
многим реальным проблемам приема сигналов в многолучевом канале связи.
К пионерским теоретическим работам, в которых были рассмотрены разные методы
разнесенного приема в коротковолновой связи и определена их помехоустойчивость,
следует отнести диссертацию советского ученого Е.А. Хмельницкого (1954 г., Москов-
ский электротехнический институт связи), ее результаты [И] были опубликованы
только в 1960 году. Помимо оценки эффективности разных систем разнесенного прие-
ма в этой работе были рассмотрены особенности замираний сигналов на коротких вол-
нах и указаны принципы построения аппаратуры для этих систем.
Фундаментальные теоретические исследования в этом направлении были выполне-
ны в 1955-1958 годах выдающимся советским ученым профессором Л.М. Финком. Эти
результаты вошли в первое издание его книги [12].
Л.М. Финком были всесторонне рассмотрены многие вопросы теории приема сиг-
налов в каналах со случайными параметрами. Для каналов с неопределенной фазой
сигналов он исследовал прием М-позиционных ортогональных сигналов, рассмотрел
прием М-позиционных сигналов в каналах с гладкими релеевскими замираниями с ис-
пользованием разнесенного и одинарного приема. Для систем двукратного разнесенно-
ГЛАВА ПЯТАЯ 147

го приема он исследовал влияние корреляции замираний в ветвях разнесения на поме-
хоустойчивость приема и показал, что это влияние незначительно.
I
Даниил Давидович Кловский родился в городе Грод
но в рабочей семье (1929 г.). Во время войны, пройдя
через гетто и концлагеря, в которых погибли его близ-
кие, он вместе с отцом чудом остался в живых. В лаге-
ре он принимал участие в движении Сопротивления.
Закончил с отличием в 1953 году Ленинградский
электротехнический институт связи имени профессора
Бонч-Бруевича. С 1953 по 1957 год Д.Д. Кловский рабо-
тал в Гродненской и Могилевской дирекциях радио-
ретрансляционной сети. После защиты кандидатской диссертации с 1960
года работал в Поволжской государственной академии телекоммуникаций
и информатики (ПГАТИ), в которой в 1964 году он создал кафедру теоре-
тических основ радиотехники и связи. Эту кафедру Д.Д. Кловский возглав-
ляет и в настоящее время. В 1965 году ему было присвоено научное звание
доктора технических наук. За заслуги в области науки Д.Д. Кловский в 1971
году был награжден орденом «Знак Почета», он является заслуженным дея-
телем науки и техники Российской Федерации, действительным членом
Академии инженерных наук и Академии телекоммуникаций и информатики.
Первая научная статья опубликована им еще в студенческие годы (1952 г.)
в журнале «Техническая физика» Академии наук СССР
Профессором Д.Д. Кловским внесен значительный вклад в теорию
приема дискретных сообщений в многолучевых каналах связи при дейст-
вии гауссовских, гармонических и импульсных помех. Он был одним из
первых ученых, предложивших и детально исследовавших еще в конце
50-х годов метод последовательной скоростной передачи дискретных со-
общений по каналам с межсимвольной интерференцией (МСИ), который
в последующие годы получил значительное развитие в работах отечест-
венных и зарубежных ученых и инженеров. Под руководством Д.Д. Клов-
ского его сотрудниками была разработана и успешно испытана система
коротковолновой связи. В работах Д.Д. Кловского и его учеников в по-
следние годы разработаны эффективные субоптимальные алгоритмы по-
элементного приема в каналах с МСИ, использующие периодическое зон-
дирование канала и обратную связь по решению, а также алгоритмы
приема сигналов «в целом» в таких каналах.
Д.Д. Кловским опубликовано более ста пятидесяти научных статей и
восемь книг (шесть в соавторстве) по разным вопросам теории передачи
и приема сигналов в каналах связи с многолучевостью, он имеет пятна-
дцать патентов и авторских свидетельств на изобретения. Д.Д. Кловский
- один из крупнейших отечественных педагогов и создателей нескольких
современных учебников по теории передачи сигналов и электрической
связи, по которым в России готовятся специалисты в области связи. Мно-
гие из его учеников стали кандидатами и докторами наук.
148 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

Ученики Л.М. Финка также выполнили значительные исследования в области
разнесенного приема сигналов. Один из них, И.С. Андронов, в 1964-1966 годах ис-
следовал помехоустойчивость разнесенного приема различных сигналов при коге-
рентном и некогерентном сложении. Им были выполнены первые исследования по-
мехоустойчивости систем разнесенного приема сигналов в случае, когда замирания в
ветвях разнесения происходят по закону Раиса, а также когда в каждой ветви разне-
сения с определенной точностью осуществляются измерения интенсивности и фазы
принимаемых сигналов. Совместно Л.М. Финком и И.С. Андроновым была написана
одна из наиболее полных в мировой технической литературе книг по теории систем
разнесенного приема [13], в которой представлены результаты исследований в этой
области, полученные до 1969 года.
Ряд важных результатов в теории приема сигналов в системах разнесенного приема
были получены крупным советским ученым и педагогом, профессором ПГАТИ в Сама-
ре Д.Д. Кловским. Он исследовал помехоустойчивость приема М-позиционных сигна-
лов, когда замирания в ветвях разнесения подчиняются законам Раиса или Накагами.
Впервые в его работах был дан анализ помехоустойчивости приема сигналов при дей-
ствии флуктуационной и сосредоточенной помех [14].
Многие значительные результаты теории разнесенного приема были получены
профессором Н.П. Хворостенко - ведущим научным сотрудником одного из военных
исследовательских институтов. Им были проведены обстоятельные исследования по-
мехоустойчивости широко применяемых на практике систем оптимального разнесен-
ного приема сигналов с амплитудной, фазовой и частотной манипуляцией, результаты
которых опубликованы в его книге [15].
Основополагающие исследования помехоустойчивости систем разнесенного прие-
ма были выполнены американскими учеными Дж.Л. Турином, И.Н. Пирсом и
В.К. Линдсеем.
Джорж Л. Турин родился в Нью-Йорке (1930 г.) В
1952 году он закончил знаменитый Массачусетский тех-
нологический институт (МТИ) и в этом же году был на-
правлен на стажировку в Англию в компанию Маркони.
С 1952 по 1956 год Дж. Турин состоял в штате лабо-
ратории имени Линкольна в МТИ, где выполнил свои
основополагающие исследования в области статистиче-
ской теории связи, составившие основу его докторской
диссертации.
В течение ряда лет он работал научным консультантом многих извест-
ных американских фирм. В интересах фирмы Хьюза он выполнил важные
исследования в области радиолокации.
Дж. Турин является профессором Университета Южной Калифорнии
Он опубликовал книгу по теории передачи цифровых сигналов, в том
числе и в системах связи с обратной связью [17]. В 70-х годах выполнил
несколько исследований, в которых была разработана важная для проек-
тирования систем сухопутной подвижной связи статистическая модель
многолучевого распространения радиоволн в городских условиях [18].
ГЛАВА ПЯТАЯ 149

В 1958-1963 годах Г.Л. Турин разработал статистическую теорию разнесенного
приема сигналов в каналах с многолучевостью, а также определил помехоустойчивость
оптимальных систем [16].
Исследованию помехоустойчивости систем разнесенного приема были посвящены
весьма многочисленные работы. Одна из первых подобных работ была выполнена аме-
риканским ученым И.Н. Пирсом [19], рассмотревшим систему приема сигналов ЧМн.
Точные формулы для вероятности ошибочного приема сигналов в системах с раз-
личной модуляцией и с разными алгоритмами обработки и сложения принимаемых
сигналов, как правило, весьма сложны для расчетов. В работах В.К. Линдсея [20], [21] и
М.А. Быховского [22] были разработаны эффективные методы приближенной оценки
вероятности ошибочного приема (Рош) и получены простые в расчетном отношении
формулы для Рош.
3.2. Коррелированные замирания
В реальных системах N-кратного разнесенного приема сигналы, принимаемые в раз-
личных ветвях, замирают коррелированно, и корреляция этих замираний может быть
задана корреляционной матрицей размерности N х N.
Вычисление Рош для системы когерентного приема разнесенных сигналов с корре-
лированными замираниями - весьма сложная математическая задача, которая впервые
была решена в 1961 году американскими учеными И.Н. Пирсом и С. Штейном [23].
Впоследствии эти результаты были обобщены советским ученым Н.П. Хворостенко,
который рассмотрел помехоустойчивость систем разнесенного приема для разных ви-
дов корреляционных матриц. В его книге [15] были рассмотрены также несколько ча-
стных случаев, характерных для каналов связи с конечной многолучевостью. Для таких
каналов математический аппарат, основанный на применении корреляционных матриц,
не позволяет в общем виде исследовать помехоустойчивость систем разнесенного
приема с разнесением сигналов по частоте, пространству и поляризации.
Теория разнесенного приема сигналов для каналов с дискретной многолучевостью,
основанная на физической модели канала связи, была развита М.А. Быховским [24]. Ее
важная особенность состояла в том, что она позволяла определить зависимость поме-
хоустойчивости как от физических параметров лучей, приходящих в место приема (их
направления прихода, поляризации и относительного запаздывания), так и от величины
разноса между сигналами, разнесенными по частоте, от параметров приемной антенной
системы (расположения антенн на антенном поле и их поляризации). Было показано,
что выбор кратности разнесенного приема больше, чем количество лучей, приходящих
в место приема, не может повысить помехоустойчивости приема сигналов. Полученные
результаты давали основу для проектирования систем разнесенного приема.
150 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

4. Оптимальный прием сигналов
в многолучевых каналах
Разные виды систем разнесенного приема были изобретены инженерами задолго до
создания теории потенциальной помехоустойчивости. Поэтому роль теории состояла в
их исследовании и сравнении по помехоустойчивости приема сложности реализации.
В многолучевом канале принимаемый сигнал становится гауссовым из-за того, что
он образуется путем суммирования значительного числа эхо-сигналов, приходящих с
разным запаздыванием. Ряд крупных американских ученых (Д. Миддлтон, Р Прайс,
Дж. Турин, Р Кеннеди) исследовали вопросы приема сигналов в многолучевом канале,
рассматривая задачу оптимального приема гауссовых сигналов на фоне помех [25].
Однако далеко не всегда количество приходящих в место приема лучей значитель-
но. В диапазоне коротких волн их может быть 2-И, в диапазоне сантиметровых волн на
трассах прямой видимости радиорелейных линий связи число лучей составляет 2-ьЗ.
Крупным достижением теории потенциальной помехоустойчивости явился синтез
принципиально новой системы связи «Рейк». Эта система, открытая «на кончике пера»,
показала, в противоречии с существовавшими ранее представлениями, возможность
существенного повышения помехоустойчивости приема в многолучевом канале связи
без снижения скорости передачи за счет применения широкополосных сигналов. Тео-
ретические исследования и работы по практической реализации этой системы проводи-
лись в США в 1956-1958 годах. В 1958 году американскими учеными Р Прайсом и
П.Е. Грином была опубликована знаменитая статья [26], содержащая подробное изло-
жение этих исследований.
Интересно отметить, что независимо к подобным же идеям в 1957 году пришел
видный советский ученый академик А.А. Харкевич [27], который теоретически показал
эффективность применения широкополосных сигналов для повышения помехоустой-
чивости приема в многолучевых каналах связи. Однако до практической реализации
этих идей в нашей стране в те годы дело не дошло.
Р Прайс и П.Е. Грин показали, что передача широкополосных сигналов по много-
лучевому каналу связи дает возможность путем корреляционной обработки сигнала на
приеме разделить отдельные лучи и, выровняв их задержки, когерентно сложить, уст-
ранив тем самым замирания принятого сигнала.
Для разделения лучей широкополосные сигналы в системе «Рейк» должны иметь ав-
токорреляционную функцию с достаточно низким уровнем боковых лепестков. Этот уро-
вень тем ниже, чем шире полоса частот этих сигналов. Однако полоса частот, занимаемая
системой связи, является ограниченной, так как радиочастотный спектр - крайне дефи-
цитный природный ресурс - должен использоваться эффективно. Поэтому на практике
существенное уменьшение уровня боковых лепестков автокорреляционной функции ши-
рокополосных сигналов и полное разделение лучей является проблематичным. Исследо-
вания зависимости помехоустойчивости приема в системе «Рейк» от уровня боковых ле-
пестков применяемых широкополосных сигналов были выполнены М.А. Быховским [28].
Эта зависимость оказалась достаточно слабой при любом числе лучей, приходящих в ме-
сто приема. Результаты этих исследований давали возможность обоснованно выбирать
для системы «Рейк» сигналы с ограниченной шириной полосы частот.
ГЛАВА ПЯТАЯ 151

Роберт Прайс, один из крупнейших американских уче-
ных в области радиосвязи, родился в США в городе
Западный Честер (1929 г.) В 1950 году окончил физи-
ческий факультет Принстонского университета. В 1953
году в Массачусетсом технологическом институте
(МТИ) он защитил докторскую диссертацию в области
электротехники. В его докторской диссертации была
впервые развита статистическая теория связи в много-
лучевых каналах, результаты которой были им опубли-
кованы в 1954-1957 годах. Совместно с другим американским ученым
П.Е. Грином он опубликовал в 1958 году знаменитую статью [26], в кото-
рой была предложена и исследована система «Рейк» Эта система предна-
значалась для работы в многолучевых каналах связи. В ней для разделе-
ния лучей и повышения помехоустойчивости приема были применены
широкополосные сигналы. Система, разработанная Р Прайсом и П.Е. Гри-
ном, предназначалась для работы в коротковолновом канале связи. Поз-
же в разных странах разрабатывались подобные системы для тропосфер-
ных каналов, для каналов, использующих Луну в качестве пассивного
ретранслятора, и других. Система «Рейк» исследовалась многими учены-
ми, она описана во многих книгах по теории связи. Р.Прайс имеет значи-
тельные научные достижения в области радиоастрономии.
5. Разнесенный прием сигналов с измерением
их параметров в ветвях разнесения
В исследованиях, которые рассматривались выше, помехоустойчивость оптимальных
систем приема оценивалась в предположении, что параметры лучей в многолучевом
канале либо сигналов в ветвях разнесения (амплитуды и фазы) известны абсолютно
точно. На самом деле на приеме необходимо осуществить измерение этих параметров
на фоне действующих шумов. Возникает сложная теоретическая проблема выбора как
структуры трактов измерения этих параметров, так и оценки влияния точности выпол-
няемых измерений на помехоустойчивость приема.
В простейшем виде эта проблема возникает при разнесенном приеме сигналов с
ОФМ. В этом случае возможно осуществить измерение параметров сигналов в каждой
ветви разнесения за время, равное длительности передаваемого двоичного знака. Одна-
ко точность измерений может быть существенно повышена за счет увеличения про-
должительности измерений (уменьшения ширины полосы пропускания фильтров,
стоящих в измерительных трактах). Следует отметить, что ширина полосы пропуска-
ния этих фильтров не может быть выбрана сколь угодно узкой, так как должна быть со-
гласована со скоростью изменений измеряемых параметров.
Указанные проблемы были исследованы в ряде работ американских ученых.
П. Белло и Б.Д. Нелин [29] исследовали систему частотно-разнесенного приема, где на

частотах, близких к тем, которые используются для передачи информации, передаются
пилот-сигналы, которые могут быть на приеме выделены узкополосными фильтрами.
Действующие на выходе этих фильтров очищенные от шумов сигналы используются в
качестве опорных для когерентного детектирования информационных сигналов в вет-
вях разнесения. Этими же учеными была исследована помехоустойчивость систем раз-
несенного приема в каналах, в которых в каждой ветви разнесения имеют место как
частотно-селективные замирания, так и временные изменения коэффициента передачи
канала связи.
Идеи использования обратной связи по решению для измерения параметров канала
связи появились еще в 50-х годах. Адаптивные системы разнесенного приема, в кото-
рых применялась обратная связь по решению, были исследованы в работах Л.К. Хэнко-
ка и В.К. Линдсея [30], а также Р Прайса, И.Г Проакиса и П.Р Дроуилхета [31]. В этих
системах в измерительном тракте каждой ветви разнесения осуществлялось снятие мо-
дуляции с принимаемого сигнала путем подачи на один из входов измерительного бло-
ка сигналов с выхода решающего устройства.
6. Компенсация межсимвольной интерференции
Многолучевость в радиоканале вызывает временное рассеяние сигналов и межсим-
вольные искажения (МСИ), ограничивая тем самым скорость передачи цифровых сиг-
налов. Следует отметить, что, разложив частотную характеристику любого канала свя-
зи с ограниченной полосой частот (например, узкополосного телефонного канала свя-
зи) в ряд Фурье, можно получить его модель в виде линии задержки с отводами, то есть
такой канал также можно рассматривать как канал с многолучевостью.
Первые важные результаты передачи сигналов по каналу с МСИ были получены в
1928 году в классической работе Г Найквиста [32] - в ней были определены ограниче-
ния на скорость передачи сообщений в канале с ограниченной полосой частот.
С начала 60-х годов, в связи с широким внедрением цифровых систем передачи,
проблема оптимального приема сигналов в условиях МСИ приобрела значительную ак-
туальность. В этой области было проведено весьма значительное число плодотворных
исследований, которые касались как синтеза оптимальных корректоров частотных ха-
рактеристик канала связи, так и исследования помехоустойчивости приема сигналов в
системах, где эти корректоры применялись.
Методы борьбы с МСИ можно разделить на два принципиально отличающихся
класса.
К первому из них относятся методы, основанные на использовании традиционных
способов передачи сигналов по каналам связи без МСИ и применении специальных ал-
горитмов приема сигналов, повышающих их помехоустойчивость при наличии МСИ. В
этом классе методов можно выделить методы линейной коррекции канала связи, вос-
станавливающие форму передаваемого сигнала и тем самым уменьшающие влияние
МСИ на помехоустойчивость приема, и нелинейные методы оптимального приема сиг-
налов в каналах с МСИ.
Ко второму классу относятся методы, включающие синтез оптимальных сигналов,
которые передаются по каналу с МСИ, и оптимального приемника.
ГЛАВА ПЯТАЯ 153

Профессор ПГАТИ Д.Д. Кловский был одним из первых ученых, выполнивших в
1958 году исследования оптимальных методов приема в каналах с МСИ [33]. Для борь-
бы с межсимвольной интерференцией он предложил систему передачи с испытатель-
ным импульсом (СИИП). В этой системе сигнал передавался не непрерывным потоком,
а блоками конечной длины, содержащими N символов. Блоки отделялись один от дру-
гого L защитными интервалами (L « N), гарантирующими отсутствие МСИ между ни-
ми на выходе канала. Эта идея сегодня является общепринятым положением при соз-
дании систем передачи сообщений по каналам с МСИ. Кроме того, в системе СИИП
перед передачей информационного пакета цифровых сигналов по каналу периодически
передавался испытательный импульс. На приеме измерялась переходная характеристи-
ка канала связи, и на основе результатов этих измерений и решений, принятых по ранее
пришедшим в место приема сигналам, осуществлялась компенсация межсимвольных
искажений в принимаемом пакете информационных сигналов.
Система СИИП представляла собой первую субоптимальную систему посимволь-
ного приема сигналов с обратной связью по решению (ОСР) в канале с МСИ. В лабора-
тории ПГАТИ Д.Д. Кловским и Б.И. Николаевым было разработано и успешно испыта-
но на коротковолновой линии связи устройство, работающее на описанном выше прин-
ципе. В 1960-1988 годах Д.Д. Кловским совместно со своими учениками были проведе-
ны также весьма значительные теоретические исследования возможностей компенса-
ции межсимвольных искажений в каналах связи, позволившие определить оптималь-
ные алгоритмы обработки сигналов в каналах связи с МСИ и оценить их помехоустой-
чивость [33], [34].
В США идея использования ранее принятых решений (ОСР) для борьбы с МСИ
была предложена в 1967 году М. Остиным [35]. В дальнейшем она развивалась многи-
ми исследователями (Р Прайсом [36], К. Бельфиоре и Дж. Парком [37], др.), рассмот-
ревшими вопросы синтеза линейного фильтра в цепи обратной связи, назначением ко-
торого является минимизация величины МСИ на входе решающего устройства.
В каналах с МСИ задача оптимального приема сигналов сводится к приему в целом
совокупности сигналов, образованных при передаче блоков из N информационных
символов. Обычные алгоритмы оптимального приема весьма сложны, и для них коли-
чество требуемых операций растет с увеличением N по экспоненциальному закону (как
ехр (РАО). Важное исследование оптимального приема сигналов в каналах связи с ко-
нечным временем рассеяния сигналов было опубликовано в 1966 году Р Чангом и
Дж. Хэнкоком [38]. Авторы показали, что проблема оптимального приема сводится к
определению наиболее вероятных состояний цепи Маркова. При этом сложность обра-
ботки сигналов оценивается как ехр (PL), что существенно ниже, чем сложность обыч-
ных алгоритмов оптимального приема сигналов в каналах с МСИ.
Весьма значительную роль в создании устройств для оптимального приема сигна-
лов в условиях МСИ сыграл алгоритм А. Витерби, предложенный им в 1967 году для
декодирования сверточных кодов. В 1972 году американский ученый Г Форни [39] и
японские ученые Г Кабаяши [40] и Дж. Омура [41] указали на возможность его при-
менения для оптимального приема сигналов в каналах с МСИ и выполнили первые
исследования в этом направлении. Сложность этого алгоритма также оценивается как
ехр (PL).
154 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

Значительное развитие в технике связи получили линейные методы борьбы с МСИ.
Первые работы по адаптивной компенсации МСИ были выполнены в 1961 году немец-
ким исследователем Е. Кетелем [42].
В США Д.В. Тафтсом [43], М.Дж. Ди Торо [44] и Р.В. Лакки [45], а также рядом
других ученых в середине 60-х годов были выполнены исследования возможностей
применения линейных адаптивных корректоров переходной характеристики каналов
связи с ограниченной полосой частот. Первый из упомянутых ученых рассмотрел так-
же проблему выбора оптимальной формы сигналов, позволяющих минимизировать
уровень МСИ на входе решающего устройства в приемнике. Адаптивные корректоры
МСИ были выполнены в виде линии задержки с отводами, соединенными через управ-
ляемые аттенюаторы с общим сумматором. Принимаемый сигнал, пройдя через кор-
ректор, очищается от МСИ и управляет работой аттенюаторов таким образом, чтобы
остаточная величина МСИ на выходе сумматора была минимальна. Подобные коррек-
торы стали широко применяться в сети коммутируемых телефонных каналов связи, по-
зволяя весьма существенно (с 2.4 Кбит/с до 50 Кбит/с) повысить скорость передачи со-
общений. Они применяются также в высокоскоростных цифровых радиорелейных сис-
темах, в весьма распространенных сотовых системах стандарта GSM и в других систе-
мах связи.
Методы борьбы с МСИ, относящиеся ко второму классу, основаны на оптимизации
как приемника, так и передатчика сигналов. Они позволяют существенно уменьшить
сложность приемника по сравнению с наилучшим из приемников, известным для тра-
диционных методов передачи, и приблизиться к потенциальным возможностям переда-
чи цифровых сигналов в каналах с МСИ. Эти методы основаны на теореме эквивалент-
ности гауссовского канала связи с МСИ, обладающего известной переходной характе-
ристикой, N независимым каналам без МСИ. Такая эквивалентность следует из теории
интегральных уравнений. Эта теория устанавливает возможность разложения переход-
ной характеристики канала связи в ряд Карунена - Лоэва по соответствующим ортого-
нальным функциям. Эти функции могут служить переносчиками информационных
сигналов в таком канале, и американский ученый Р.С. Кеннеди был, по-видимому, пер-
вым [25], кто использовал в конце 60-х годов эту теорему для синтеза оптимальных сиг-
налов, предназначенных для передачи сообщений в каналах с временным рассеянием.
В данном направлении многие оригинальные и важные в прикладном отношении
результаты были получены в начале 80-х годов российским ученым Д.Л. Коробковым.
В его работах [46] были исследованы вопросы выбора оптимальных сигналов для кана-
лов с МСИ на основе применения в каждом из N независимых каналов многопозицион-
ных сигналов с квадратурной амплитудной модуляцией (КАМ), определены потенци-
альные возможности передачи цифровых сигналов по каналам с МСИ (скорость пере-
дачи и помехоустойчивость приема) и рассмотрены возможности создания адаптивных
систем передачи сигналов по реальным каналам с МСИ с изменяющимися во времени
параметрами.
Разработки всех современных систем для передачи сигналов по каналам с МСИ ос-
нованы на результатах научных исследований, выполненных за последние сорок лет. В
том случае, когда уровень МСИ в канале незначителен и охватывает небольшое число
символов, наиболее простым и эффективным является применение адаптивных коррек-
торов переходной характеристики канала связи либо систем с ОСР Когда этот уровень
ГЛАВА ПЯТАЯ 155

значителен, целесообразным становится использование оптимальных либо субопти-
мальных методов приема сигналов, а также совместной оптимизации как приемника,
так и передатчика сигналов.
7. Заключение
Созданная более пятидесяти лет назад теория потенциальной помехоустойчивости
принесла человечеству замечательные плоды.
Сегодня она позволяет на основании результатов теоретического анализа решать
многочисленные задачи практики. Решение сложнейших проблем передачи сообщений
по многолучевым каналам связи и развитие современной техники связи было бы не-
возможно без основ теории связи, разработанных в середине XX века. Однако ценность
теории определяется не только ее прикладным значением.
Огромное значение теоретических работ состоит в том, что их положения становят-
ся доступными и быстро усваиваются тысячами людей, не наделенными свыше той
мощной интуицией, которая присуща лишь немногим первооткрывателям. Эти люди
получают возможность в учебных заведениях усвоить основные принципы своей про-
фессии и включиться в процесс созидательной деятельности. Теория, таким образом,
становится сильнейшим катализатором, ускоряющим прогресс. Создателей теорий, на
идеях которых базируется этот прогресс, можно с полным основанием отнести к учите-
лям человечества, которые прокладывают человечеству дорогу в будущее. Они дают
возможность людям, освоившим эти новые идеи, продолжать то дело, которое было
ими начато. Многие люди получают шанс открыть в себе «искру Божью» - свою чело-
веческую сущность. Реализуя свои творческие способности, они вносят свой вклад в
прогресс человечества. Таких людей в мире тысячи. Ведь душа каждого человека таит в
себе заряд созидания. В поэтической форме об этом замечательно сказал знаменитый
российский поэт Иосиф Бродский:
Каждый пред Богом наг,
Жалок, наг и убог.
В каждой музыке Бах,
В каждом из нас Бог.
Историк науки Д.У Майкнейл как-то сказал: «Корабль движут не только величест-
венные паруса, но и незримые потоки воздуха». Массовое творчество и напряженный
труд десятков и сотен тысяч специалистов могут быть уподоблены этим мощным пото-
кам. Это придает жизни современного общества колоссальный динамизм корабль
нашей цивилизации несется вперед, в будущее, с невиданной прежде скоростью.
Нет сомнений, что это будущее принесет человечеству счастье и процветание.
156 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

Глава 6.
История частотной модуляции
(путь развития одной технической идеи)
Наряду с вдохновением души существует то, что
можно назвать вдохновением рассудка; храм исти-
ны не менее чудесен, чем храм, воздвигаемый худо-
жественным воображением во славу Красоты.
Джозеф Генри
Радость видеть и понимать есть самый прекрас-
ный дар природы.
Альберт Эйнштейн
1. Практическое применение ЧМ. Развитие теории ЧМ
Господь Бог, создав человека по своему образу и подобию, наделил его двумя особыми
качествами, которые выделяют его из окружающего живого мира и делают личностью, -
это способность любить и способность творить. Сотворив за шесть дней Мир, Бог не
прервал процесс творчества, но в дальнейшем возложил эту миссию на человечество.
Творчество человека уже несколько тысячелетий проявляется в бесчисленных сферах
его деятельности: в искусстве, науке, технике, политике и других сферах, преобразуя
при этом окружающий мир, и эти преобразования все более и более приобретают пла-
нетарные масштабы.
Задачей истории является раскрытие путей и закономерностей проявления творче-
ских устремлений человека. Природа творческого инстинкта человека нетленна и неза-
висима от сфер деятельности, в которых она проявляется. Действие этого инстинкта не
осознается, но определяет состояние души творческой личности, проявляясь, говоря
языком поэта, как
ГЛАВА ШЕСТАЯ 157

...тоска неясная о чем-то неземном,
куда-то смутные стремленья,
вражда к тому, что есть,
предчувствий робкий свет
и жажда жгучая святынь, которых нет, -
одно лишь это чуждо тленья.
Одной из таких сфер, в которых мощь человеческого разума, человека-творца про-
явилась в полной мере, является радиотехника - гениальное изобретение XX века, под-
готовленное многими исследователями, однако впервые материализованное трудами
русского и итальянского ученых А.С. Попова и Г Маркони.
В разных областях науки есть «вечные» вопросы, ответы на которые ученые ищут в
течение десятилетий и даже столетий. Радиотехника - молодая область науки (в 1995
году ей исполнилось 100 лет). Для нее одним из подобных «вечных» вопросов, прико-
вывающих уже в течение десятилетий пристальное внимание исследователей, является
частотная модуляция (ЧМ).
Частотная модуляция сегодня - это наиболее распространенный во всем мире ме-
тод, с помощью которого осуществляется передача сигналов телефонии, радиовещания
и телевидения, он используется в радиолокации, радионавигации и во многих других
областях техники.
История развития ЧМ богата яркими событиями - теоретическими и техническими
открытиями, которые обогатили не только технику связи, но и другие сферы человече-
ской деятельности. К ЧМ обращались выдающиеся ученые XX века, такие, например,
как радиоинженер Ван дер Поль, физик Мандельштам, математик Винер. С ЧМ связа-
ны творческие поиски многих крупных ученых и инженеров, мысль которых стала
ключом к многочисленным сокровищам практического применения этого метода пере-
дачи сигналов.
В первой части данной главы изложены в историческом аспекте предыстория ЧМ,
вопросы практического применения этого вида модуляции и развитие теории ЧМ. Вто-
рая часть касается истории развития техники ЧМ и нетрадиционных проблем ЧМ. В
обеих частях используется сквозная нумерация в списке использованной литературы.
1.1. Предыстория ЧМ
Предыстория ЧМ наполнена случайными наблюдениями и ложными представлениями.
Примерно в течение тридцати - тридцати пяти лет частотная модуляция никем не рас-
сматривалась как перспективный метод передачи сообщений, а интерес к ней возникал
либо в силу чистой любознательности отдельных ученых, либо в силу необходимости
прояснения основных, в течение длительного времени весьма нечетких понятий радио-
техники, таких, например, как мгновенная частота сигнала, спектр сигнала и т. п.
Явления, лежащие в основе ЧМ, начали изучаться физиками еще в прошлом столе-
тии, до возникновения радио. Изучая биения колебаний, знаменитый немецкий ученый
Гельмгольц в 1862 году обратил внимание, что при наложении двух звуков разной си-
лы и несколько различающейся частоты происходит небольшое изменение частоты ре-
зультирующего звука. Через десять лет англичанин Жерульт объяснил это явление ма-
158 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

тематически, впервые введя очень важное понятие мгновенной частоты колебаний как
производной от фазы.
В радиотехнику частотная модуляция вошла после изобретения Дудделем [1] (1900 г.)
и Паульсеном [2] (1907 г.) дуговых передатчиков, в которых впервые в радиотехнике в
качестве переносчика сигналов стали использовать непрерывные колебания. Ранее по-
всеместно использовались искровые передатчики, в которых применялась амплитудная
модуляция (AM). Такая модуляция в дуговых передатчиках была невозможна, так как
изменение амплитуды вызывало гашение дуги.
Интересно отметить, что еще в 1892 году до возникновения радиотехники амери-
канский изобретатель Э. Томсон изобрел дуговой генератор электрических колебаний
[3], который, однако, в течение десятилетия практического применения не имел.
Этот пример (а их можно привести очень много) показывает сомнительность во-
просов приоритета в науке. Ведь часто открытия и изобретения делаются совершенно
независимо разными людьми в разных странах, и их влияние на развитие науки и тех-
ники носит, так сказать, локальный характер. Иногда мысль ученого намного опережа-
ет время, его идеи в течение многих лет не находят своего воплощения, и к тем же вы-
водам потом заново приходят другие.
В 20-х годах появились ламповые передатчики, и во всем мире началось широкое
внедрение звукового радиовещания с AM, сопровождающееся возрастанием взаим-
ных помех между разными радиовещательными станциями. Из-за ограниченности
полосы частот, выделенной для работы радиовещательных станций, остро встал во-
прос об увеличении количества частотных каналов, которые могли бы быть исполь-
зованы этими станциями. В те годы инженеры не видели другой возможности решить
эти проблемы, кроме как уменьшить полосу частот, занимаемую одним вещательным
каналом.
В этой связи появились первые, но, правда, немногочисленные, предложения об ис-
пользовании ЧМ с малой девиацией частоты. Представления о спектре радиосигналов в
среде инженеров еще не стали обыденными, хотя они были сформулированы академи-
ком М.В. Шулейкиным [4] еще в 1916 году, когда в одной из своих статей он выполнил
расчет спектра AM сигналов и показал, что в этом спектре имеется не только централь-
ная, но и боковые частоты. Авторы некоторых предложений об использовании ЧМ счи-
тали, что, изменяя в незначительных пределах частоту сигнала, излучаемого вещатель-
ным передатчиком, можно передать радиовещательную программу в сколь угодно ма-
лой полосе частот.
В связи с этими предложениями были предприняты теоретические исследования
спектра ЧМ. Первый расчет спектра ЧМ сигналов при гармонической модуляции час-
тот выполнил известный американский ученый Карсон, которому принадлежит честь
изобретения однополосной модуляции. В 1922 году он опубликовал свою знамени-
тую работу [5], в которой показал, что при ЧМ необходимая полоса частотного кана-
ла не только не сужается, но становится гораздо шире, чем при AM. В статье была
получена формула, определявшая ширину спектра ЧМ сигнала, которая известна как
формула Карсона и широко используется в настоящее время. Однако вывод, который
Карсон сделал в этой статье, звучал приговором ЧМ. Он утверждал, что ЧМ принци-
пиально присущи значительные искажения сигнала и поэтому ее применение нецеле-
сообразно.
ГЛАВА ШЕСТАЯ 159

Интерес к ЧМ у инженеров после работы Карсона полностью пропал, и частотная
модуляция рассматривалась лишь как паразитное явление, сопровождающее AM. Поч-
ти десять лет этот метод не обсуждался инженерами и учеными.
Следует упомянуть еще один предрассудок, который мешал признанию ЧМ пер-
спективным методом передачи сигналов. Этот предрассудок в среде инженеров тогда
считался твердо установленной истиной. Господствовала убежденность, что с расши-
рением полосы частот, занимаемой полезным сигналом, и, следовательно, с увеличени-
ем полосы пропускания приемника помехоустойчивость приема всегда уменьшается,
так как при этом возрастает мощность шумов и помех, принимаемых вместе с полез-
ным сигналом.
Весь предшествующий опыт радиотехники, базирующийся исключительно на ис-
пользовании AM, убеждал в справедливости этой закономерности. Инженеры и не по-
дозревали, что эта закономерность не является универсальной и что ее нельзя произ-
вольно распространять на любые методы передачи.
Таким образом, в 30-е годы существовали все предпосылки для создания на основе
ЧМ новых эффективных систем передачи сигналов: были заложены важные теоретиче-
ские основы этого метода, состояние техники позволяло его реализовать, существовала
общественная потребность в новых, более эффективных, нежели AM, методах передачи
сообщений. Не хватало лишь человека, который, использовав имеющиеся знания и от-
бросив предрассудки, взялся бы за практическую реализацию системы передачи и
приема сигналов с помощью ЧМ.
1.2. Практическое применение ЧМ
Открытие ЧМ, также как и открытие радио, явилось для мира полной неожиданностью,
хотя оба эти открытия были подготовлены работой целого поколения ученых, и каза-
лось бы, нужен всего лишь шаг, чтобы сделать это открытие. Что касается ЧМ, то здесь
дело обстояло еще сложнее, чем с радио. Ведь проведенные ранее исследования и су-
ществовавшие предрассудки вроде бы показывали полную бесперспективность данной
области. Нужен был отважный ум, готовый отказаться от существующих догм, нужен
был человек с могучей интуицией, способный почувствовать существование открытия
там, где другие видели тупик. Таким человеком судьба избрала американского инжене-
ра Армстронга. В 1936 году он опубликовал сенсационную статью [6], в которой опи-
сал эксперименты, проведенные в его лаборатории. Эти эксперименты неопровержимо
доказывали, что расширение полосы частот при ЧМ позволяет радикально повысить
помехоустойчивость приема. С помощью ЧМ впервые оказалась возможной высокока-
чественная передача музыкальных программ, причем для этого требовались более про-
стые передатчики с гораздо меньшей мощностью, чем в системах с AM.
Как уже упоминалось, в 20-е годы во всех странах бурно развивалось радиовеща-
ние. Развитие техники радиовещания, улучшение качества приема передаваемых про-
грамм было насущной необходимостью. Поэтому Армстронг предложил разработан-
ную им систему для создания сети радиовещательных станций с ЧМ. За короткий пе-
риод до Второй мировой войны был выполнен огромный объем экспериментальных ис-
следований и разработана передающая и приемная аппаратура. В 1940 году Федераль-
160 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

ная комиссия связи США приняла решение о выделении частотных каналов для новых
радиовещательных станций с ЧМ.
Остановимся на этом моменте и зададимся вопросом - заслуженно ли слава изобре-
тателя ЧМ досталась Армстронгу? Ведь многое о ЧМ было установлено до него други-
ми исследователями. Да, Армстронг изобрел основные способы осуществления ЧМ в
передатчиках и демодуляции ЧМ сигналов в приемниках. Но здесь можно указать и на
его предшественников. Метод формирования ЧМ сигналов путем сложения двух AM
сигналов, несущие которых имеют сдвиг по фазе на 90°, весьма близкий по своей идее
к методу, предложенному Армстронгом, был разработан еще в 1932 году советскими
специалистами Г.А. Зейтленком и Е.И. Каменским [7]. Частотный двухтактный дис-
криминатор Армстронга содержал два расстроенных относительно центральной часто-
ты ЧМ сигнала контура, в которых осуществлялось преобразование ЧМ сигналов в AM
с последующим детектированием AM сигнала. Однако подобные частотные дискрими-
наторы с одним контуром также были известны ранее.
Наконец, можно вспомнить найденные в США в 60-х годах в архивах патентного
ведомства изобретения Корнелиуса Д. Эрета - присяжного поверенного в Филадель-
фии, который еще в 1902 году, до возникновения ламповой радиотехники, получил два
патента на способ передачи сигналов с помощью ЧМ, в которых были предвосхищены
некоторые из более поздних идей.
Таким образом, несомненно, что открытие ЧМ «носилось в воздухе». Однако, по-
видимому, так обстоит дело с большинством идей и открытий. До того, как они войдут
в арсенал человеческой цивилизации, они рождаются в головах одного, а иногда и не-
скольких людей независимо от общественных потребностей и возможностей реализа-
ции этих идей, исключительно в силу внутреннего творческого инстинкта человека.
Думается, что пальма первенства в открытии ЧМ Армстронгу принадлежит по пра-
ву. Ведь именно благодаря его многочисленным экспериментам, статьям, книгам и вы-
ступлениям к этому методу передачи сигналов было привлечено внимание специали-
стов во всем мире, и сегодня, как уже отмечалось, ЧМ является наиболее распростра-
ненным методом передачи сообщений. Армстронг сделал, говоря словами Фредерика
Жолио-Кюри, «лишь последнее прикосновение к общему творению многих исследова-
телей». Возможно, этот последний, но далеко не простой шаг мог бы сделать кто-
нибудь другой. Но Армстронг всей своей предшествующей новаторской деятельностью
был, без сомнения, достоин этот шаг сделать. Еще до Первой мировой войны он вы-
полнил важные работы по генерации колебаний, был одним из изобретателей регенера-
тивных приемников, в 1924 году создал супергетеродинный приемник, ставший с тех
пор основным видом радиоприемников во всем мире.
«Каждый успех нашего знания рождает больше проблем, чем решает их». Эта ис-
тина, высказанная знаменитым французским физиком Луи де Бройлем, убедительно
подтверждается историей ЧМ.
После открытия Армстронга возникло множество проблем, поиски решений кото-
рых потребовали усилий многих тысяч специалистов теоретиков, изобретателей,
практиков. С развитием техники, с освоением новых диапазонов частот, с возникнове-
нием необходимости передавать новые виды информации эти проблемы модифициро-
вались и породили новые проблемы.
ГЛАВА ШЕСТАЯ 161
6 - 1428

До середины 40-х годов основной областью применения ЧМ являлось радиовеща-
ние. До сего времени радиовещательная сеть ЧМ передатчиков, работающая в диапазо-
не метровых волн, продолжает развиваться во всем мире. Она используется не только
для передачи моно- и стереорадиопрограмм. Сегодня эта сеть насчитывает сотни тысяч
вещательных передатчиков, а число радиослушателей в этой радиосети превышает
миллиард человек.
Еще до Второй мировой войны началось развитие магистральных линий связи
большой протяженности, по которым можно было бы передавать значительное количе-
ство телефонных сообщений, сигналы телеграфии и телевидения. После окончания
войны во всем мире начинает бурно расти сеть радиорелейных линий (РРЛ) прямой ви-
димости. В качестве основного метода передачи для РРЛ была выбрана ЧМ, так как
этот вид модуляции допускал регенерацию сигналов на промежуточных станциях РРЛ,
а также применение достаточно простых и экономичных передатчиков ЧМ сигналов,
которые могли работать в нелинейном режиме. В первых РРЛ в одном частотном кана-
ле с помощью ЧМ передавалось несколько десятков телефонных сообщений. Сегодня
строятся многоканальные РРЛ, в которых в одном канале передается либо несколько
тысяч телефонных сообщений, либо сигналы цветного телевидения.
Уместно отметить, что используемый сегодня повсеместно принцип частотного уп-
лотнения канала связи с ЧМ многими телефонными сообщениями был предложен в
1941 году известными советскими учеными профессором И.С. Гоноровским и чле-
ном-корреспондентом АН СССР В.И. Сифоровым [8]. В СССР разработка магистраль-
ных РРЛ осуществлялась под руководством СВ. Бородича и Н.Н. Каменского.
В 50-х годах ученые открывают и тщательно исследуют механизм дальнего распро-
странения радиоволн путем отражения от слоев тропосферы. В результате была уста-
новлена возможность создания РРЛ, в которых интервал между соседними станциями
составляет сотни километров. Такие линии, использующие ЧМ, начали строить для
обеспечения многоканальной телефонной связью населенных пунктов в малонаселен-
ных и труднодоступных районах, в которых прокладка кабельных линий или строи-
тельство РРЛ прямой видимости невозможны. В СССР учеными и инженерами
СВ. Бородичем, И.А. Гусятинским, А.С. Немировским, И.С. Цирлиным, В.В. Плехано-
вым и Г.М. Холодилиным была разработана оригинальная отечественная аппаратура
для тропосферных РРЛ с пропускной способностью более ста телефонных каналов.
Запуск в СССР в 1957 году первого искусственного спутника Земли открыл новую
эпоху в развитии дальней связи. Появились спутниковые линии связи - РРЛ, в которых
промежуточная усилительная станция установлена на борту спутника. Частотная моду-
ляция широко использовалась при создании таких линий. Спутниковые системы весьма
выгодны для организации протяженных линий связи, что имеет особое значение для
стран с обширной территорией.
В СССР впервые в мире в 1965 году была создана спутниковая сеть приемных
станций «Орбита», благодаря которой двадцать миллионов людей, живущих в Сибири
и на Дальнем Востоке, получили возможность смотреть программы Центрального те-
левидения. Оборудование для этой сети, в котором в качестве метода передачи исполь-
зовалась ЧМ, разрабатывалось советскими учеными Л.Я. Кантором, В.Л. Быковым,
Н.В. Талызиным, В.Б. Цейтлиным и другими.
162 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

Следует отметить еще одно обширное направление в технике связи, в котором ЧМ
получила широкое применение, - подвижную радиосвязь. Этот вид связи позволяет ус-
танавливать и поддерживать связь между подвижным абонентом, находящимся в авто-
мобиле, самолете, поезде, и другим подвижным абонентом либо абонентом сети обще-
го пользования.
Наконец, можно упомянуть, что ЧМ используется при передаче сигналов цветности
в телевидении системы «СЕКАМ», которая широко распространена во многих странах,
в том числе и в России.
Таким образом, из того малого зерна, которое представляли собой зародившиеся в
начале XX века творческие идеи, связанные с ЧМ, выросло огромное дерево - целое
направление в радиотехнике, замечательными плодами которого пользуется сейчас все
человечество.
Расширение приложений ЧМ повлекло за собой появление многочисленных теоре-
тических работ, а также изобретений новых методов передачи и приема ЧМ сигналов.
1.3. Развитие теории ЧМ
Широкое применение ЧМ в системах связи различного назначения поставило большое
количество теоретических проблем. Количество опубликованных научных статей, по-
священных ЧМ, огромно - это сотни работ, выполненных многими исследователями в
разных странах мира.
Рассмотрим в историческом аспекте следующие направления теории ЧМ:
- вычисление спектра ЧМ сигналов;
- искажения ЧМ сигналов в линейных цепях;
- помехоустойчивость приема;
- воздействие радиопомех на системы с ЧМ;
- помехоустойчивость систем разнесенного приема.
1.3.1. Спектр ЧМ сигналов
Как уже упоминалось ранее, первый расчет спектра ЧМ сигнала при модуляции гармо-
ническим сигналом был выполнен в 1922 году Карсоном.
Нужно сказать, что спектральные представления внедрялись в сознание инженеров
и ученых с великим трудом. Перелом наступил только в 30-х годах, когда знаменитый
изобретатель вакуумного диода американский инженер Флеминг выступил с резкой
критикой спектральных представлений, утверждая, что спектр это математическая
фикция, не отражающая истинной сущности вещей. В этой полемике приняли участие
многие ученые. Исчерпывающую ясность в данный вопрос внес один из крупнейших
советских физиков и радиотехников академик Л.И. Мандельштам. Выполненные им тео-
ретические расчеты и эксперименты убедили всех в адекватности спектральных пред-
ставлений, и Флеминг был вынужден признать ошибочность своей критики. С тех пор
эти представления прочно укоренились в радиотехнике и сегодня являются ее «азбукой».
В работах известного голландского ученого Ван дер Поля (разработавшего широко
используемый в радиотехнике метод усреднения для решения нелинейных дифферен-
циальных уравнений, метод расчета напряженности поля при распространении радио-
ГЛАВА ШЕСТАЯ 163

волн «земной» волной, а также выполнившего ряд других важных исследований) и
американского ученого Родера были всесторонне изучены вопросы спектрального ана-
лиза ЧМ сигналов при их модуляции гармоническим сигналом [9, 10]. Советский уче-
ный Е.И. Манаев [И] уточнил формулу Карсона для ширины полосы частот, занимае-
мой такими сигналами.
Однако представление модулирующего процесса в виде гармонического колебания
является достаточно грубой аппроксимацией реальных модулирующих процессов, ко-
торые на самом деле случайны. Это особенно важно для случая, когда модулирующим
сигналом является сигнал многоканальной телефонии в системах с частотным разделе-
нием сигналов. Такой сигнал является суммой большого числа телефонных сигналов и
занимает широкий спектр частот. Адекватная математическая модель для такого сигна-
ла как случайного гауссовского процесса с известной спектральной плотностью мощ-
ности была предложена в 1939 году в работе А.Л. Лубны-Герцыка [12]. Определение
энергетического спектра мощности ЧМ сигнала, модулируемой таким процессом, явля-
ется непростой задачей, которой занимался ряд ученых. Эти исследования были вы-
полнены американцами Д. Миддлтоном [13] - одним из создателей современной стати-
стической теории связи, Заде [14] и англичанином Медхарстом [15].
Частотная модуляция проявляется во многих физических процессах. Спектр ЧМ
изучался также многими крупными физиками, такими как член-корреспондент АН
СССР Рытов [16], Вайнштейн [17] (1947 г.) и другие. Исследования спектра ЧМ при-
влекали внимание исследователей в течение почти тридцати лет. Были выполнены дис-
сертационные работы и опубликованы многие десятки статей [18, 19]. Полученные ре-
зультаты дали возможность определять спектр ЧМ сигналов, модулированных случай-
ным процессом, при любых индексах модуляции. Была установлена важная закономер-
ность, состоящая в том, что при больших индексах модуляции форма спектра ЧМ сиг-
нала совпадает с плотностью распределения вероятности мгновенной частоты этого
сигнала.
У неискушенного в науке человека может возникнуть на первый взгляд естествен-
ный вопрос: зачем так много сил и времени ученые затратили на изучение, казалось бы,
частного вопроса - исследования спектра ЧМ? Ведь сегодня результаты всех этих ис-
следований излагаются в книгах на нескольких страницах.
Но вспомним, например, что законы Кеплера сейчас излагаются в школьных учеб-
никах в нескольких абзацах. А ведь их открытие заняло у Кеплера всю жизнь, причем
объем его трудов, в которых обосновывались эти законы, превышает тысячу страниц.
Так что ответом на поставленный вопрос является тот факт, что каждый шаг на пути
познания дается человечеству ценой огромного труда. Перефразируя слова русского
поэта Владимира Маяковского о поэзии, можно сказать, что наука - та же добыча ра-
дия. В грамм добыча, в годы труды. Кроме того, вопрос о спектре ЧМ вовсе не является
частным, так как решение многих других важных вопросов требует знания спектра ЧМ
колебаний.
1.3.2. Искажения в линейных цепях
Частотная модуляция, в отличие от AM, является нелинейным видом модуляции. При
прохождении такого сигнала через линейные цепи, имеющиеся как в передатчиках, так и
164 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

в приемниках ЧМ сигналов, возникают линейные и нелинейные искажения полезных
сигналов. Вследствие весьма высоких требований, предъявляемых к точности воспроиз-
ведения сообщений, искажения полезных сигналов должны быть весьма незначительны.
Необходимость создания методики проектирования приемных и передающих трак-
тов систем связи с ЧМ поставила на повестку дня проблему определения искажений
ЧМ сигналов в линейных цепях. Эта проблема оказалась весьма сложной и привлекала
внимание многих исследователей в течение почти сорока лет.
Сегодня можно выделить несколько подходов к решению этой проблемы. Два из
них были разработаны еще в 1937 году.
Первый подход можно назвать спектральным. Он носил частный характер, так как
был пригоден лишь в тех случаях, когда ЧМ осуществлялась суммой нескольких гар-
монических сигналов и спектр ЧМ колебаний являлся линейчатым. Определив спектр
сигнала на выходе линейной цепи, можно с учетом значения ее коэффициента передачи
на каждой частоте, имеющейся в спектре ЧМ сигнала, найти изменения амплитуды и
фазы каждой спектральной составляющей этого сигнала и, следовательно, искажения,
возникающие в результате прохождения полного ЧМ сигнала через линейную цепь.
Автором одной из первых работ, в которых был развит данный подход, был Ф. Месса
[20]. Этот подход в течение многих лет не находил широкого применения из-за слож-
ности вычислений, которые при ЧМ сложными сигналами до появления ЭВМ являлись
практически непреодолимыми.
Однако с появлением современной вычислительной техники положение радикально
изменилось. Сегодня этот подход стал вполне практичным [21, 22] и, по-видимому, яв-
ляется наиболее общим методом, позволяющим, используя алгоритмы быстрого преоб-
разования Фурье, определять искажения ЧМ сигналов с любым законом модуляции при
их прохождении через линейные системы с произвольной амплитудно-фазовой харак-
теристикой.
Другой подход, имеющий более общий характер, развивался многими учеными и в
настоящее время используется очень часто. В литературе его принято называть квази-
стационарным. Первую работу в этом направлении выполнили американские ученые
Карсон и Фрай [23]. В дальнейшем квазистационарный метод развивался многими
крупными учеными в разных странах: знаменитым голландцем Ван дер Полем [24], со-
ветскими учеными И.С. Гоноровским [25] и СВ. Бородичем [26], англичанином Мед-
харстом [27]. Фундаментальные исследования искажений ЧМ сигналов со случайной
модуляцией были выполнены СВ. Бородичем [28], В.А. Смирновым [29], Медхарстом
[30] и основоположником статистической радиотехники Райсом [31, 32]. Оригиналь-
ный метод анализа ЧМ искажений, который развивался СВ. Бородичем с 1950 года,
изложен в его монографии [33].
Весьма мощный современный метод анализа нелинейных искажений при прохож-
дении любых сигналов (в том числе и ЧМ сигналов) через линейные и нелинейные це-
пи был независимо предложен румынским ученым Мирча [34] и американцами Бедро-
сяном и Райсом [35]. Этот метод основан на использовании рядов Вольтерра, назван-
ных так в честь известного итальянского математика конца XIX века, одного из созда-
телей теории линейных интегральных уравнений.
В работах М.А. Быховского [36, 37] этим методом были исследованы линейные и
нелинейные искажения, возникающие в различных системах обработки ЧМ сигналов. В
ГЛАВА ШЕСТАЯ 165

одной статье [38] был предложен комбинированный метод анализа линейных и нели-
нейных искажений ЧМ сигналов, объединяющий достоинства квазистационарного ме-
тода и метода, основанного на применении рядов Вольтерра.
До сих пор речь шла о расчете искажений ЧМ сигналов в линейных системах с по-
стоянными параметрами. Однако многим радиоканалам (коротковолновому, тропо-
сферному и т. д.) присуща многолучевость, при которой в место приема приходят с
различной задержкой и случайными амплитудой и фазой несколько ЧМ сигналов. Час-
тотная характеристика такого канала математически описывается случайным процес-
сом. Искажения в таком канале также случайны, и весьма важно знать их распределе-
ние вероятностей.
Данная весьма сложная и интересная проблема изучалась несколькими исследова-
телями. По-видимому, первой теоретической работой в этом направлении была статья
профессора В.А. Смирнова, рассмотревшего еще в 1945 году искажения ЧМ сигналов в
коротковолновом канале [39].
Исследования искажений ЧМ сигналов при передаче многоканальной телефонии в
тропосферных системах связи были выполнены в разные годы в СССР А.В. Просиным
[40], И.А. Гусятинским, Э.Я. Рыскиным, И.Л. Паперновым [41, 42], В.Е. Розенфельдом
[43] и в США Белло и Нелиным [44]. Развитая в этих работах теория позволяет опреде-
лять распределение вероятностей искажений ЧМ сигналов в тропосферных системах
связи, в которых применяется разнесенный прием сигналов любой кратности.
Полученные результаты лежат в основе методик проектирования тропосферных
систем и позволяют определять, исходя из известных статистических характеристик
тропосферного канала и заданных требований к искажениям ЧМ сигналов, полосу час-
тотного канала, в котором передаются ЧМ сигналы, и необходимую кратность разне-
сенного приема ЧМ сигналов.
1.3.3. Помехоустойчивость приема ЧМ сигналов
Проблема помехоустойчивости приема ЧМ сигналов также привлекала пристальное
внимание исследователей в течение длительного времени.
Выше уже упоминалось, что Армстронг экспериментально доказал, что широкопо-
лосные ЧМ сигналы по сравнению с AM сигналами позволяют при одном и том же от-
ношении сигнал/шум на входе приемника принимать сообщения с более высоким каче-
ством. Он же экспериментально установил, что приему ЧМ сигналов присущ порого-
вый эффект, заключающийся в том, что с уменьшением отношения сигнал/шум на вхо-
де приемника начиная с определенного значения качество приема (отношение сиг-
нал/шум на выходе частотного дискриминатора) начинает резко снижаться.
Энергетику ЧМ радиолинии и параметры ЧМ сигнала (девиацию частоты) можно
определить, только зная пороговую кривую зависимость отношения сигнал/шум на
выходе частотного демодулятора от отношения сигнал/шум на его входе.
В первых исследованиях такая зависимость определялась в надпороговой области
(большие значения отношения сигнал/шум на входе демодулятора). Одними из первых
теоретических работ, в которых была определена эта зависимость в надпороговой об-
ласти, были работы Л.И. Мандельштама [45], В.И. Сифорова [46], В.Б. Пестрякова [47],
Кросби [48] и Родера [49].
166 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

Результаты этих исследований сегодня стали в радиотехнике общим местом и при-
водятся во всех учебниках и радиотехнических справочниках. Они показали, что спек-
тральная плотность мощности шума на выходе демодулятора в надпороговой области
имеет треугольную форму, то есть возрастает с увеличением частоты. Отсюда, в част-
ности, следовало, что при передаче сообщений целесообразно применять предискаже-
ния, передавая более высокочастотные составляющие модулирующего сигнала более
высоким уровнем. Во всех действующих системах, в которых используется ЧМ, пре-
дискажения всегда применяются.
Определение зависимости отношения сигнал/шум как в пороговой, так и в надпоро-
говой области оказалось весьма сложной задачей, которая рассматривалась рядом
крупных ученых. Спустя более чем десять лет после опубликования упомянутых выше
работ Л.И. Мандельштама и других Д. Миддлтоном [50] была получена полная, но
весьма сложная формула для расчета спектра шума на выходе частотного дискримина-
тора при любых отношениях сигнал/шум на его входе.
Фундаментальную работу, посвященную пороговому эффекту ЧМ, выполнил Райе
[51]. Он построил простую физическую модель порогового эффекта, которая впослед-
ствии использовалась в различных задачах многими исследователями. Эта модель учи-
тывает, что шум, возникающий на выходе частотного дискриминатора, имеет две со-
ставляющие: надпороговую с треугольным спектром и пороговую с равномерным
спектром. Последняя обусловлена короткими импульсами, возникающими на выходе
частотного дискриминатора в моменты времени, когда огибающая действующего на
его входе шума превышает амплитуду ЧМ сигнала. Райе вывел формулу, позволяющую
определить частоту появления пороговых импульсов на выходе частотного дискрими-
натора. Полезные рецепты по расчету пороговых кривых были предложены Рыскиным
[52] и Малолетним [53].
В 60-е годы с началом развития спутниковых и тропосферных линий связи интерес
к исследованиям помехоустойчивости приема ЧМ сигналов резко возрос. Большую ак-
туальность приобрел вопрос об уменьшении порогового уровня ЧМ, так как это позво-
лило бы уменьшить энергетику спутниковых и тропосферных радиолиний, что дало бы
весьма значительный экономический эффект. Традиционные частотные дискриминато-
ры, которые до этого почти повсеместно использовались в системах с ЧМ, имели оди-
наковый пороговый уровень. Поэтому начались поиски демодуляторов ЧМ сигналов,
которые имели бы пониженный пороговый уровень. Однако известно, что новое - это
чаще всего хорошо забытое старое. Действительно, инженеры вспомнили, что около
тридцати лет назад были изобретены несколько видов следящих демодуляторов: с об-
ратной связью по частоте (ОСЧ), изобретенный американцем Чеффи [54], следящий
фильтр (СФ), изобретателем которого являлся советский ученый А.С. Виницкий [55], и
синхронно-фазовый детектор (СФД), изобретенный французом Де Бельсизом [56].
Следящие демодуляторы еще раньше привлекали внимание исследователей. Труд-
но сказать, что двигало ими - интересы практики либо простая любознательность. Од-
нако в 1958 и в 1960 годах были опубликованы книги профессора Горьковского уни-
верситета Д.В. Агеева, его сотрудника Я.Г Родионова [57] и московского специалиста
Л.Я. Кантора [58], в которых рассматривались вопросы, связанные с устойчивостью та-
ких демодуляторов, а также с искажениями, которые в них возникают при демодуляции
ЧМ сигналов.
ГЛАВА ШЕСТАЯ 167

С 1960 года начались интенсивные экспериментальные и теоретические работы по
исследованию порогового эффекта в следящих демодуляторах.
Первая попытка дать теоретический анализ этого явления в демодуляторах ОСЧ
была сделана Инлоу [59], а обширное экспериментальное исследование таких демоду-
ляторов - в работе Чеффи и Джигера [60]. Девеле [61] и Таусворт [62] выполнили экс-
периментальные исследования пороговых характеристик следящих демодуляторов
СФД.
К 1960 году были уже получены многие фундаментальные результаты статистиче-
ской теории связи: был создан мощный математический аппарат синтеза оптимальных
демодуляторов и анализа нелинейных радиотехнических устройств, подверженных
действию шума с известными статистическими свойствами. Аппарат синтеза создавал-
ся практически одновременно учеными СССР и США: И.А. Большаковым и В.Г Репи-
ным [63], Р.Л. Стратоновичем [64], Леганом и Парком [65], Кушнером [66]. Методы
статистического анализа нелинейных радиотехнических устройств были разработаны
Райсом [67], Бунимовичем [68], Миддлтоном [69], Стратоновичем [70], Тихоновым [71]
и другими. На этой основе были синтезированы оптимальные демодуляторы ЧМ сигна-
лов (оптимальной структурой демодулятора для ЧМ сигналов оказался СФД) и создана
методика расчета их пороговых характеристик. Значительные результаты в этом на-
правлении были получены учеными Витерби [72], Ван Трисом [73], Снайдером [74],
Тихоновым [75], исследовавшими помехоустойчивость СФД.
Теоретические и экспериментальные исследования основных видов следящих де-
модуляторов, имевшие большую практическую значимость, были выполнены в лабора-
тории Л.Я. Кантора. Им была развита теория помехозащищенности демодуляторов
ОСЧ [76], основанная на райсовской модели импульсного шума [51], возникающего
при приеме ЧМ сигналов.
Демодуляторы СФ и СФД были детально исследованы Ю.А. Афанасьевым и
В.В. Логиновым [77, 78].
Весьма полная и строгая теория помехозащищенности основных типов следящих
демодуляторов, основанная на применении для определения статистических характери-
стик шума на выходе демодулятора теории марковских случайных процессов и уравне-
ний Фоккера - Планка, была развита в работах В.М. Дорофеева [79, 80] и А.В. Белоуса
[81],[82]. Подобные исследования были выполнены также Я.Г Родионовым [83]. В ряде
книг представлены основные результаты весьма многочисленных исследований следя-
щих демодуляторов [83, 84 и 85].
Таким образом, проблема снижения порога при приеме ЧМ сигналов к 1975 году,
после пятнадцати лет интенсивных исследований, была практически решена. Следящие
демодуляторы широко применялись в спутниковых [84], а также тропосферных [86]
линиях связи.
1.3.4. Воздействие радиопомех на системы с ЧМ
С распространением систем с ЧМ в радиовещании, а затем и в радиорелейной, спутни-
ковой и подвижной связи встал вопрос об их электромагнитной совместимости, то есть
об обеспечении совместной работы нескольких радиостанций в общей полосе частот в
условиях, когда на входе приемников действуют не только полезные сигналы от этих
168 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

станций, но и помехи от других радиостанций. Для того чтобы определить необходи-
мое отношение сигнал/помеха, при котором выполняются требования к качеству прие-
ма полезных сообщений, потребовались исследования искажений, обусловленных воз-
действием на демодулятор ЧМ сигналов радиопомех с ЧМ.
Очевидно, первое подобное исследование было выполнено еще в 1942 году Уиле-
ром [87].
Искажения полезного сообщения из-за действия ЧМ радиопомех состоят в том, что
на выходе частотного дискриминатора появляются колебания с частотой, равной раз-
ности мгновенных частот полезного и мешающего ЧМ сигналов. Определив энергети-
ческий спектр этих колебаний, нетрудно найти ухудшение качества приема полезного
сигнала из-за действия помех и, следовательно, защитное отношение.
Обстоятельные исследования данного вопроса применительно к радиорелейным и
спутниковым системам были выполнены Бородичем [88], Медхарстом [89]. Воздейст-
вие радиопомех на следящие демодуляторы исследовались Хамером [90], Герасимовым
и Охтяркиным [91], Кантором, Дорофеевым и Дьячковым [92, 93], а также другими ис-
следователями.
В работе М.А. Быховского [94] был предложен асимптотический метод и получены
простые расчетные формулы для вычисления мощности продуктов искажений в теле-
фонном канале систем с ЧМ при воздействии на них помех от других систем с разными
видами модуляции.
Исследования, связанные с воздействием радиопомех на системы с ЧМ, активно ве-
лись до 1980 года. Обстоятельный обзор результатов по данному вопросу был дан в ра-
боте М.С. Жерюшена [95]. Эти результаты находят широкое применение при частот-
ном планировании сетей наземного и спутникового радиовещания, сетей подвижной
связи, при анализе электромагнитной совместимости станций радиорелейных линий
связи и земных станций спутниковых систем, при определении необходимого углового
разноса между геостационарными спутниками связи, что в конечном счете определяет
эффективность использования геостационарной орбиты.
2. Техника ЧМ. Нетрадиционные проблемы ЧМ
Очень трудно отрицать возможность реализации
новых идей - то, что было мечтой, сегодня стано-
вится надеждой, а завтра - реальностью.
Роберт Годдард
История развития техники (и теории ЧМ) ярко демонстрирует справедливость мысли
американского ученого, одного из основателей космонавтики Р Годдарда, вынесенной
в эпиграф. Действительно, несмотря на колоссальный темп прогресса техники в XX ве-
ке, многие важные технические идеи стали актуальными и были воплощены в реальных
системах связи только через несколько десятилетий после своего рождения.
ГЛАВА ШЕСТАЯ 169

Обращает на себя внимание многозначность технических решений практически
любой из рассматриваемых технических проблем. Это отражает неповторимость твор-
ческой личности ученых и изобретателей и сближает технику с поэзией и с изобрази-
тельным искусством, где существуют сотни произведений, посвященных той или иной
проблеме человеческого существования, оригинальность которых определяется уни-
кальностью мироощущения и подхода к этим проблемам художника.
2.1. Техника ЧМ
Удивительно, что, несмотря на десятилетия, прошедшие с момента открытия ЧМ, по-
ток изобретений, направленных на совершенствование устройств формирования и де-
модуляции ЧМ сигналов, не иссякает. Ежегодно в бюллетенях изобретений всех стран
мира публикуются многие десятки подобных изобретений. Это говорит о том, что в об-
ласти ЧМ еще не исчерпаны возможности приложения творческих поисков инженеров.
2.1.1. Формирование сигналов ЧМ
Один из первых методов формирования ЧМ сигналов в дуговом генераторе колебаний
Дудделя и Паульсена состоял в намагничивании сердечников катушек контура, входя-
щих в состав генератора, из-за чего изменялась их индуктивность и, следовательно,
частота генерируемых колебаний.
В 1932 году Каменским и Зетленком [7] был предложен метод формирования фазо-
модулированных колебаний со стабильной несущей частотой путем сложения двух ко-
лебаний, сдвинутых по фазе на 90°, амплитудно-модулированных в противофазе.
Формируемый таким образом сигнал имеет вид:
S(t) — А [(1 — л77 sin Qt) sin со0' + (1 + т sin Q00 cos cor] =
= A [sin (co0r + 45°) + m sin Qt cos (co0/ + 45°)].
Здесь А и co0 - амплитуда и частота формируемого сигнала, Q - частота модули-
рующего сигнала, am - индекс модуляции.
Фаза этого сигнала изменяется по закону:
ф(г) = arctg (т sin Qt)
При малых индексах модуляции т « 1 имеем ф(/) « т sin Qt.
Амплитудная модуляция сигнала S(t) устраняется ограничителем, а индекс модуля-
ции увеличивается путем применения умножения его частоты.
Система формирования ЧМ сигнала, предложенная в 1936 году Армстронгом, по
существу мало отличается от описанной выше. В ней использовался балансный моду-
лятор, в котором модулировалась несущая со стабильной частотой «о- Сигнал с выхода
этого модулятора складывается с несущей, прошедшей фазовращатель на 90° В ре-
зультате формируемый сигнал имеет вид S(t).
S(t) = A [sin ov + т sin Qt coscoo']
Передатчики, основанные на преобразовании AM в ФМ, получались достаточно
сложными, и инженеры вели поиски способов формирования ЧМ колебаний с болыии-
170 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

ми индексами путем непосредственного воздействия на частоту колебаний опорного
генератора изменением реактивных элементов его контура.
Долгие годы ЧМ осуществлялась с помощью реактивной лампы - активного управ-
ляемого двухполюсника с емкостным либо индуктивным сопротивлением, который
еще в 1927 году изобрел крупнейший советский специалист в области радиотехники
академик Л. Минц - создатель многих мощных радиовещательных станций в СССР,
руководитель работ по строительству синхрофазотронов.
В 1931 году известный советский ученый Г Брауде предложил метод синтеза
управляемых двухполюсников с произвольным комплексным сопротивлением [96].
Этот двухполюсник состоял из двух последовательно соединенных комплексных со-
противлений, параллельно которым был подсоединен триод, сетка которого была со-
единена со средней точкой комплексных сопротивлений. В таком двухполюснике раз-
ность фаз между током и напряжением определялась разностью фаз между напряжени-
ем на комплексном сопротивлении, включенном между сеткой и катодом триода, и на-
пряжением между анодом и катодом. Величина сопротивления двухполюсника изменя-
лась путем подачи управляющего напряжения на сетку триода, которое изменяло вели-
чину тока, протекающего через двухполюсник. Обеспечивая сдвиг фаз, равный 90° ли-
бо -90°, можно было получить управляемую индуктивность либо емкость. Включая та-
кой двухполюсник в колебательный контур задающего генератора, можно было осуще-
ствлять его частотную модуляцию в достаточно широких пределах. Реактивная лампа
широко применялась в передатчиках ЧМ сигналов. Следует отметить, что данное изо-
бретение весьма важно не только для техники ЧМ, но и для радиотехники в целом. Ис-
пользуя управляемые двухполюсники, можно синтезировать произвольные управляе-
мые четырехполюсники (управляемые фильтры, фазовращатели и т. п.), которые могут
быть полезны в различных устройствах обработки радиосигналов.
В США осуществление ЧМ с помощью реактивной лампы было предложено в 1940
году Кросби [97].
ЧМ весьма часто осуществляется с помощью варикапов - управляемых напряжени-
ем полупроводниковых элементов с емкостным сопротивлением.
Оригинальное и полезное изобретение было сделано в 1970 году советскими изо-
бретателями Map гол иным и Цирлиным [98]. Они предложили простой преобразователь
фазовой модуляции в частотную, с помощью которого можно также увеличивать ин-
декс модуляции. Этот преобразователь позволяет, в частности, достаточно просто пре-
образовывать ФМ сигнал со стабильной несущей частотой, сформированный, напри-
мер, методом преобразования AM - ФМ в ЧМ сигнал с большим индексом модуляции.
При этом отпадает необходимость применяемых каскадов умножения частоты с боль-
шим коэффициентом умножения.
Устройство для формирования ЧМ сигнала со стабильной несущей частотой и про-
извольным индексом модуляции было предложено М.А Быховским [99]. В этом уст-
ройстве резонансный фильтр в цепи обратной связи генератора реализован как син-
хронный фильтр, резонансная частота которого определяется высокостабильным немо-
дулированным генератором гармонических колебаний. На выходе фильтра в цепь об-
ратной связи включен также фазовый модулятор.
В настоящее время создана [100] методология проектирования многих видов уст-
ройств формирования ЧМ сигналов.
ГЛАВА ШЕСТАЯ 171

В первых приемниках ЧМ сигналов, созданных Армстронгом, для демодуляции ЧМ
сигналов использовался двухтактный частотный дискриминатор. В этом дискримина-
торе имелись два контура, расстроенных в разные стороны относительно несущей час-
тоты ЧМ сигнала. В каждом из них осуществлялось преобразование ЧМ в AM, и сигнал
с AM детектировался с помощью амплитудного детектора (АД). Поскольку амплитуд-
ная модуляция в контурах осуществлялась в противофазе, то, вычитая сигналы, дейст-
вующие на выходе АД, получали демодулированный сигнал. Дискриминатор Армст-
ронга [6] обладал большей линейностью, нежели известный до него аналогичный дис-
криминатор с одним расстроенным контуром.
В 1937 году американскими изобретателями Фостером и Сил и был предложен дру-
гой тип дискриминатора [101]. В этом дискриминаторе формировались два напряже-
ния, сдвиг по фазе между которыми изменялся в зависимости от изменения мгновенной
частоты ЧМ сигнала. На несущей частоте ЧМ сигнала этот сдвиг равнялся ровно 90°
Сумма и разность этих напряжений подавалась на два амплитудных детектора, сигналы
на выходе которых комбинировались так, что на выходе частотного дискриминатора
образовывалось напряжение, пропорциональное мгновенной частоте ЧМ сигнала.
Обычные частотные дискриминаторы требовали установки перед ними ограничи-
телей, устраняющих паразитную амплитудную модуляцию ЧМ сигнала. Дробный дис-
криминатор, предложенный в 1949 году Новаковским и Самойловым [102], выполнял
также и функции ограничителя, что позволяло упростить приемники ЧМ сигналов. В
настоящее время этот тип дискриминатора практически не используется.
Теоретический анализ дискриминационных характеристик различных видов дис-
криминаторов выполнил известный советский специалист в области радиоприемной
техники профессор Н.И. Чистяков [103].
Весьма интересный тип дискриминатора был изобретен в 1959 году [104]. В этом
дискриминаторе использовался фазовый детектор (ФД), на один из входов которого
подавался непосредственно ЧМ сигнал, а на другой вход - этот же сигнал, но после фа-
зовращателя на 90° и задержки на время т. Разность фаз между сигналами, действую-
щими на входах ФД, изменяется по закону сот, где со - мгновенная частота ЧМ сигна-
лов, и, таким образом, на выходе ФД формируется напряжение, пропорциональное
мгновенной частоте ЧМ сигнала. Кроме того, дискриминационная кривая такого дис-
криминатора периодична (ее период равен 1/т). Поэтому он может быть использован
для демодуляции нескольких ЧМ сигналов, несущие частоты которых разнесены на 1/т.
В том случае, если на его вход одновременно поступают несколько ЧМ сигналов с час-
тотным разносом 1/т и с одинаковым законом модуляции, то на выходе такого дискри-
минатора формируется суммарное напряжение, обусловленное частотным детектиро-
ванием всех разнесенных сигналов.
Принципиально иной тип для демодуляции ЧМ сигналов был предложен несколь-
кими изобретателями в конце 30-х - начале 40-х годов.
В 1939 году Чэффи был предложен следящий демодулятор с обратной связью по
частоте [54]. В этом демодуляторе на входе был установлен смеситель, в котором ин-
декс модуляции ЧМ сигналов уменьшался за счет того, что на другой вход смесителя
поступал ЧМ сигнал от генератора, управляемого по частоте напряжением, поступаю-
щим с выхода частотного дискриминатора (ЧД). На вход ЧД поступал ЧМ сигнал с
172 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

уменьшенной девиацией частоты, прошедший узкополосный резонансный фильтр, ус-
тановленный на выходе смесителя.
В 1940 году Виницкий изобрел следящий фильтр (СФ) [55] - устройство, в котором
ЧМ сигнал проходил через узкополосный резонансный фильтр, перестраиваемый по
частоте напряжением, формируемым в ЧД, подключенном к выходу этого фильтра.
В 1932 году был предложен синхронно-фазовый детектор (СФД) [56] - устройство,
представляющее собой по существу фазовую автоподстройку частоты.
Регенеративный следящий демодулятор ЧМ сигналов, функционально подобный
ОСЧ, в котором после узкополосного резонансного фильтра вместо ЧД установлен ум-
ножитель частоты, был предложен в 1952 году [105].
В 1963 году было изобретено другое регенеративное устройство, названное его ав-
торами И.А. Гусятинским и Ю.И. Марголиным следящим гетеродином (СГ) [106]. Это
устройство близко по своей идее к СФ, в котором перестраиваемый фильтр выполнен
как фильтр Юзвинского - русского изобретателя, предложившего его в качестве эле-
мента радионавигационной системы. Следящий гетеродин применяется в отечествен-
ных тропосферных линиях связи.
Долгое время следящие демодуляторы не находили практического применения из-
за своей сложности. Однако начиная с 1960 года такие демодуляторы начали использо-
ваться в качестве порогопонижающих устройств во многих системах спутниковой и
тропосферной связи [82, 84].
2.1.2. Разнесенный прием ЧМ сигналов
Необходимость в применении разнесенного приема в каналах связи, в которых имеют
место замирания сигнала, обусловленные многолучевым характером распространения
радиоволн, была осознана известными американскими специалистами Бевереджем и
Петерсоном еще в середине 20-х годов [107].
Этот вид приема начал широко применяться в системах с ЧМ с созданием тропо-
сферных систем связи. Он также применяется в системах подвижной связи. Система
разнесенного приема с оптимальным когерентным сложением принимаемых ЧМ сигна-
лов впервые была предложена Грэнлундом [108] в 1956 году. Эта система содержала в
каждой ветви разнесения блоки фазирования, которые, используя в качестве единого
опорного сигнала суммарный сигнал, сформированный на ее выходе, фазировали сиг-
налы всех ветвей разнесения.
Однако, как это часто бывает, работа Грэнлунда, опубликованная в одном из техни-
ческих отчетов Массачусетского технологического института, долгое время оставалась
неизвестной специалистам, и в разных странах были независимо разработаны близкие
либо практически тождественные с ней системы разнесенного приема.
В первом поколении тропосферных систем, созданных в СССР, применялась сис-
тема сдвоенного приема сигналов с линейным когерентным сложением, предложенная
А.В. Соколовым и И.С. Печорским [109]. В этой системе подстройка фаз складываемых
сигналов осуществлялась за счет управления фазой гетеродина, сигнал которого являл-
ся опорным для преобразователей частоты, включенных в ветви разнесения. Сигнал
управления фазой гетеродина вырабатывался путем сравнения фаз складываемых сиг-
налов в фазовом детекторе. Устройство, описанное в статье Ю.В. Шашина [110], прак-
ГЛАВА ШЕСТАЯ 173

тически не отличалось от системы Грэнлунда и использовалось в военных системах
связи. Аналогичное устройство было создано в Англии Шэрманом [111].
В тропосферной системе третьего поколения, созданной в 1973 году в СССР и
обеспечивающей передачу ста двадцати телефонных каналов, использовались [112]
системы оптимального когерентного сложения и демодулятор следящий гетеродин.
Следует остановиться на двух важных теоретических работах Ван Триса [113] и
В.И. Тихонова [114], в которых был выполнен синтез устройств оптимального коге-
рентного сложения ЧМ сигналов. В этих работах разными методами была получена
практически та же самая структура устройства, к которой, исходя из эвристических со-
ображений, ранее приходили многие изобретатели.
То, что теоретические работы Ван Триса и Тихонова привели к результату, который
практикам был известен ранее, нисколько не умаляет их большой значимости. Ведь и за-
коны движения небесных тел были известны задолго до создания небесной механики,
основанной на законах Ньютона и теории относительности Энштейна, а интегрировать
умел еще Архимед до создания Лейбницем строгого и полного интегрального исчисления.
Ценность теории состоит, в частности, в том, что знания в определенной области из
сферы искусства, основанного на творческой интуиции и доступной лишь немногим из-
бранным, переходят в сферу культуры, доступной любому образованному специалисту.
Теоретические работы Ван Триса и Тихонова позволили систематизировать все из-
вестные устройства когерентного сложения разнесенных сигналов, выделив из них те,
которые позволяют достичь потенциальной помехоустойчивости приема ЧМ сигналов.
Это дало возможность инженерам обоснованно выбирать для конкретных технических
задач наиболее подходящие решения.
В работах М.А. Быховского [115, 116] был дан анализ всех известных устройств ко-
герентного сложения ЧМ сигналов и разработана методика их проектирования.
Интересная и достаточно простая система некогерентного сложения демодулиро-
ванных частотно-разнесенных ЧМ сигналов, в основе которой лежало использование
устройства, эквивалентного многочастотному дискриминатору [104], была использова-
на в советских тропосферных системах второго поколения [117].
Следует отметить, что в рассмотренных до сих пор системах разнесенного приема
путем сложения разнесенных сигналов уменьшались флуктуации уровня демодулируе-
мого ЧМ сигнала.
Однако линейные искажения этого сигнала, обусловленные многолучевым характе-
ром распространения в тропосферном канале, оставались значительными. Это не по-
зволяло увеличить девиацию частоты передаваемых по тропосферному каналу ЧМ сиг-
налов и, следовательно, повысить помехоустойчивость приема этих сигналов.
В одной из фундаментальных работ в области радиосвязи, выполненной в 1958 году
американскими учеными Прайсом и Грином [118], было показано, что, применяя для
передачи в многолучевом канале широкополосные сигналы, можно построить систему
приема так, что в ней будет возможно разделение сигналов отдельных лучей, выравни-
вание их относительных задержек, фазирование и оптимальное когерентное сложение.
Такая система широко известна специалистам под названием «RAKE».
В изобретении М.А. Быховского [119] предложена оптимальная система приема
частотноразнесенных ЧМ сигналов, основанная на принципах системы «RAKE». Такая
система позволяет передавать по многолучевому каналу ЧМ сигналы с большей девиа-
174 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

цией частоты, нежели при использовании обычных систем разнесенного приема и, сле-
довательно, увеличивать помехоустойчивость приема на тропосферных линиях.
2.2. Нетрадиционные проблемы частотной модуляции
Идеи, о которых идет речь в данном разделе, возникли не сегодня, но до сего времени
они не получили практического применения. Это, однако, не умаляет их познаватель-
ной ценности. Эти идеи неожиданны, и уже одно это делает их интересными. Ведь прав
Цвейг, сказавший: «Прекрасна истина, кажущаяся неправдоподобной». Эти идеи зна-
чительны тем, что расширяют наши знания о свойствах ЧМ. Что касается их практиче-
ского применения, то, кто знает, может быть, завтра они найдут столь же широкое
практическое применение, как и ЧМ сегодня, а может быть, они послужат стимулом
для новых важных изобретений, которые будут сделаны в будущем. Ведь бесполезных
знаний нет.
Первая из упомянутых идей была выдвинута в 1962 году сотрудником Американ-
ской радиокорпорации (RCA) Пауэром [120]. Она состояла в том, что возможна одно-
полосная ЧМ (ОЧМ). Даже сегодня немногие специалисты знают о существовании та-
кого вида модуляции.
Изобретатель ОЧМ, по-видимому, стремился к созданию метода передачи сигна-
лов, который, не уступая обычной ЧМ в помехоустойчивости, позволял бы эффективно
использовать радиочастотный спектр. Создание спектрально-эффективных методов пе-
редачи сигналов является весьма важной современной задачей, так как XX век для че-
ловечества оказался веком наступления дефицита многих природных ресурсов, в том
числе острого дефицита радиочастотного спектра, обусловленного бурно возрастаю-
щими потребностями в развитии многих видов радиосвязи.
Исследования ОЧМ проводились в течение почти десяти лет, и в них принял уча-
стие ряд известных американских ученых.
Сигнал ОЧМ может быть записан в виде:
S(t) = exp[mV(t)] sin [со0/ + mV(t)],
где V(t) - сигнал, модулирующий несущую по фазе, соо - несущая частота, V(t)- пре-
образование Гильберта от сигнала V(f), dim - индекс модуляции.
Как видно из приведенной формулы, амплитуда сигнала ОЧМ, в отличие от обыч-
ной ЧМ, изменяется в процессе модуляции.
Этапы исследований ОЧМ были аналогичны этапам исследований обычной ЧМ,
путь познания тоже не был столбовой дорогой, хотя научный арсенал в 60-е годы, ко-
гда была предложена ОЧМ, был гораздо основательнее, чем в 20-е, когда начались ис-
следования ЧМ.
Первые исследования ОЧМ [121, 122] были посвящены определению ее спектра. В
качестве простейшей модели сообщения, как и в работах Карлсона, Родера и Ван дер
Поля, посвященных ЧМ, было выбрано гармоническое колебание. Результаты этих ис-
следований оказались обнадеживающими, так как было установлено, что ширина спек-
тра ОЧМ уже, чем у ЧМ, то есть данный вид модуляции представлялся спектрально бо-
лее эффективным, чем ЧМ.
ГЛАВА ШЕСТАЯ 175

В работе Кана и Томаса [123] был синтезирован оптимальный следящий демодуля-
тор сигналов ОЧМ. В предыдущих разделах уже отмечалось, что для сигналов ЧМ ре-
зультаты синтеза оптимальных демодуляторов и систем разнесенного приема привели к
возникновению устройств, которые на основании эвристических соображений были
изобретены инженерами десятилетиями раньше. В радиотехнике не так уж много при-
меров, иллюстрирующих прогностическую мощь современной теории оптимального
приема сигналов, когда эта теория приводит к устройствам, до которых ранее не могли
додуматься изобретатели. Демодулятор Кана - Томаса - один из таких весьма интерес-
ных примеров.
Оптимистические оценки перспективности ОЧМ начали уменьшаться после работы
Мазо и Залца [124], которые определили спектр ОЧМ для более реальной модели моду-
лирующего сигнала в виде гауссовского процесса. Это исследование показало, что, к
сожалению, ширина спектра сигналов ОЧМ при больших индексах модуляции в
раза больше, чем у обычной ЧМ.
До 1970 года были выполнены несколько экспериментальных работ [125, 126] по
определению помехоустойчивости приема сигналов ОЧМ и их искажений в линейных
фильтрах. Эти исследования показали, что из-за значительных вариаций амплитуды
ОЧМ сигнала его помехоустойчивость ниже, чем у ЧМ. Кроме того, в линейных фильт-
рах возникают большие нелинейные искажения сигналов ОЧМ, нежели искажения в
таких же фильтрах сигналов ЧМ.
Люди, для которых практичность идеи является единственным критерием ее ценно-
сти, наверное, сочтут историю ОЧМ не заслуживающей серьезного внимания. Однако
думается, с такой точкой зрения не следует соглашаться. Исследования ОЧМ состав-
ляют один из весьма оригинальных разделов теории модуляции, раскрывающий весьма
интересные закономерности, присущие разным методам передачи сообщений по кана-
лам связи.
Знания таких закономерностей формируют менталитет специалиста, его «чутье»,
обогащают его дух, интуицию, без которых творчество невозможно. Как хороший
шахматист не может обойтись без знаний десятков дебютов шахматных партий, сыг-
ранных до него другими шахматистами, так и серьезный исследователь не может обой-
тись без свободного владения всей совокупностью теоретических основ той области, в
которой он работает.
Другая замечательная идея принадлежит американскому ученому Багдади [127],
который экспериментально доказал возможность разделения двух ЧМ сигналов, пере-
даваемых в общей полосе частот и имеющих разные амплитуды, путем их специальной
обработки.
Эта идея, отмечал сам Багдади, указывает на возможность создания на базе ЧМ
систем связи, более экономно использующих радиочастотный спектр.
Это может быть достигнуто, во-первых, путем использования устройств разделения
для подавления радиопомех, приходящих на вход ЧМ приемника от других ЧМ систем.
При этом уровень радиопомех может быть гораздо большим, чем это допустимо при
применении традиционных методов приема ЧМ сигналов, рассчитанных на их прием в
присутствии лишь собственного шума приемника. Во-вторых, появляется возможность
увеличить пропускную способность существующих систем связи с ЧМ, передавая в том
же частотном канале с помощью второго ЧМ сигнала дополнительную информацию.
176 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

Идея Багдади получила свое развитие в двух независимо выполненных работах,
опубликованных в конце 1979 и в начале 1980 года [128, 129]. В этих работах был вы-
полнен синтез оптимального следящего устройства для разделения двух ЧМ сигналов.
Это устройство содержало два СФД, охваченных перекрестными связями. Исследова-
ние динамики слежения за фазой разделяемых сигналов и помехоустойчивости их
приема в оптимальном устройстве выполнено в работах Кассара, Шахтера, Симовича
[130] и Быховского [131].
Детальным теоретическим исследованиям помехоустойчивости устройства Багда-
ди, разделения двух ЧМ сигналов и более общей и эффективной структуры, названной
итерационным компенсатором помех, посвящены две работы М.А. Быховского [132,
133]. Полученные результаты подтвердили правильность выводов Багдади и позволили
создать методику проектирования таких компенсаторов помех.
Компенсатор Багдади, в принципе, не позволяет разделить два ЧМ сигнала с одина-
ковыми амплитудами. В работах А.С. Котоусова [134] и М.А. Быховского [135] было
показано, что если между разделяемыми сигналами имеется фиксированный фазовый
сдвиг, то разделение возможно; была дана оценка помехоустойчивости приема таких
сигналов. При фазовом сдвиге, равном 90°, возможно полное разделение двух ЧМ сиг-
налов. Система передачи, использующая это свойство, была предложена в работах
М.А. Быховского [136], [137].
Результаты выполненных исследований показали перспективность идей Багдади.
Используя сигналы с ЧМ и нетрадиционные методы приема, можно в одном частотном
канале передавать значительно больший объем информации, нежели в обычных систе-
мах связи с ЧМ.
3. Заключение
Выше были затронуты только те аспекты истории ЧМ, которые связаны с передачей по
линиям связи аналоговых сообщений. Ничего не было сказано о применениях ЧМ в об-
ласти передачи цифровых сигналов, в радиолокации. История развития этих областей
также интересна и поучительна.
История развития ЧМ является лишь небольшим фрагментом истории радиотехни-
ки - молодой области науки и техники, которая в XX веке оказала и продолжает оказы-
вать огромное благотворное влияние на развитие нашей цивилизации. Это история
творческих поисков сотен и тысяч людей - инженеров, изобретателей, ученых. Это ис-
тория преобразования человеческой жизни путем внедрения результатов научных по-
исков в быт народов, живущих на Земле.
То, что создавалось и создается этими людьми, имеет не только практическую, но и
значительную познавательную ценность. Причем второе не менее важно, чем первое,
так как любое продвижение в познании есть развитие человеческого духа, которое под-
готавливает следующий успех, и в результате на каком-то этапе рождаются революци-
онные изобретения, меняющие жизнь живущих на Земле людей.
Процесс развития науки можно уподобить процессу коллективного создания ог-
ромного художественного полотна: каждый ученый, изобретатель, инженер создает от-
ГЛАВА ШЕСТАЯ 177

дельный фрагмент этой картины, некоторые из этих фрагментов сами по себе являются
шедеврами, и все они складываются в единое и гармоничное произведение, наполнен-
ное мыслью и красотой, - как будто кто-то свыше чудесным образом руководит этим
процессом.
На примере истории ЧМ мы видим, что каждая техническая проблема порождает
много разных решений (вспомним, например, о множестве демодуляторов и устройств
формирования ЧМ сигналов), которые часто оказываются эквивалентными, но несут на
себе отпечаток творческой индивидуальности тех, кто предложил эти решения. На
примере истории развития ЧМ отчетливо видно, что «нет национальной науки, как нет
национальной таблицы умножения», - эту благородную мысль высказал в начале XX
века классик русской литературы А.П. Чехов.
Действительно, для Господа не существует пасынков, и ни один из народов он не
обделил способностью к творчеству. Те, кто участвовал в развитии ЧМ, имели разное
гражданство, принадлежали к различным нациям и говорили на разных языках, но по
воле Всевышнего они согласно участвовали в едином творческом процессе.
История ЧМ иллюстрирует, что далеко не всегда стимулом к творчеству являются
запросы практики. Весьма часто это внутренние стимулы, присущие творческой лично-
сти, которая по самой своей природе стремится к неизведанному. Только так можно
объяснить появление идей и изобретений, на десятилетия опережающих запросы прак-
тики, а таких, как видно на примере истории ЧМ, немало.
Полет мысли всегда стремителен, он опережает течение реальной жизни. Именно
об этом говорит закон развития Гегеля, утверждающий, что развитие общества, науки,
техники осуществляется по спирали. Через определенный промежуток времени люди
возвращаются к прежним идеям, о которых думали жившие до них, но уже на более
высоком уровне.
История ЧМ не завершена. В этой области еще будут рождаться новые идеи и изо-
бретения, которые окажут влияние на развитие других областей человеческого знания.
Завершим данный очерк истории ЧМ прекрасными стихами известного дагестанского
поэта Расула Гамзатова:
Мы все б тусклей гораздо жили
Или не жили бы давно,
Когда б на миг предположили,
Что все уже совершено,
Что за далекими горами
Не блещет новая гора,
Что завтра повторим мы с вами
Лишь то, что сказано вчера.
Настанет день, свершится чудо,
Нам все представится иным.
Еще неведомый покуда
Мы с вами подвиг совершим.
И может, в недрах сердца где-то
Я песню лучшую свою
Ношу, и хоть она не спета,
Я все-таки ее спою.
178 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

Глава 7.
Биографии выдающихся
отечественных ученых
Краткий очерк жизни и деятельности
ученого и инженера Виктора Семеновича Мельникова
Только размер потери и делает смертного равным
Богу.
Иосиф Бродский
1. Введение
Один из печальных и трудно осознаваемых феноменов истории русской науки состоит
в том, что достижения ряда выдающихся отечественных ученых, имеющие порой ми-
ровой приоритет, часто не вливались в мировую науку, оставаясь неизвестными за ру-
бежом, и не оказывали должного влияния на ее развитие. Печально также то, что имена
ученых - творцов этих достижений нередко предавались забвению на родине.
Так было, например, с результатами научной деятельности великого русского уче-
ного М.В. Ломоносова, открытия которого стали широко известными русской и зару-
бежной научной общественности только в 1902 году благодаря энтузиазму и историче-
ским исследованиям русского химика Б.Н. Меншуткина, опубликованным к полутора-
вековому юбилею первой русской химической лаборатории, основанной М.В. Ломоно-
совым.
О результатах исследований выдающегося русского электротехника - первооткры-
вателя электрической дуги профессора В.В. Петрова - мировой науке также стало из-
вестно только в конце XIX века, почти через столетие после его смерти, когда студент
Санкт-Петербургского университета И.А. Гершун, впоследствии профессор, будучи на
каникулах в городе Вильно, случайно наткнулся на его труды и опубликовал статью о
своем открытии в журнале «Электричество».
Уже в наше время, в 40-х годах, была отклонена как бесполезная заявка на изобре-
тение лазера, поданная советским физиком В.А. Фабрикантом. Вновь это открытие бы-
ГЛАВА СЕДЬМАЯ 179

ло сделано через двенадцать лет, и за него советским (Н.Г Басову и A.M. Прохорову) и
американскому (Ч. Таунсу) ученым в 1964 году была присвоена Нобелевская премия в
области физики.
Судьба не была благосклонной и к Виктору Семеновичу Мельникову - крупному
советскому ученому, специалисту в области радиоприемной техники, внесшему весьма
значительный вклад в развитие теории передачи дискретных сигналов. Прошло более
тридцати лет с того дня, как «дверь он запер на цепочку лет», и сегодня, к сожалению,
память об этом ярком и талантливом человеке хранит лишь небольшое число его кол-
лег и сотрудников. А ведь с именем этого человека связаны яркие страницы в истории
российской науки.
Теория связи - одно из значительных достижений человеческой мысли, эта теория
уже сыграла и по-прежнему продолжает играть ведущую роль в разработке новых ин-
формационных технологий, которые, как известно, приобретают все большее значение
в жизни каждого человека, живущего на Земле.
Особенно важны два раздела теории связи - теория потенциальной помехоустойчи-
вости, дающая ключ к нахождению оптимальных методов обработки принимаемой ин-
формации, пораженной действующими в канале связи шумами, и теория информации,
определяющая предельную пропускную способность каналов и предельную избыточ-
ность сообщений, подлежащих передаче. Первая теория была создана в 1946 году вы-
дающимся советским ученым В.А. Котельниковым, ставшим впоследствии вице-
президентом Академии наук СССР, вторая в 1948 году знаменитым американским
ученым К. Шенноном. Обе эти теории претерпели существенные изменения и сейчас
развиваются многими учеными.
B.C. Мельников был одним из тех, кто в числе первых осознал значение теории по-
тенциальной помехоустойчивости для конструирования систем передачи по радиокана-
лам с замираниями и внес весьма существенный вклад в ее развитие. Его имя, безус-
ловно, должно занять почетное место в истории науки.
2. Жизнь и деятельность B.C. Мельникова
B.C. Мельников родился 13 февраля 1911 года в сибирском городе
Иркутске в семье профессионального русского революционера. Его
отец, активный участник Октябрьской революции, во время колча-
ковского мятежа в 1919 году был расстрелян. Мать Виктора Семе-
новича была фельдшером. Ей пришлось воспитывать сына одной. В
1930 году Мельников окончил среднюю школу в городе Улан-Удэ
и в течение года работал радиомонтером в конторе связи. Мечта
получить высшее образование и стать специалистом в новой в те
годы и весьма перспективной области радио позвала его в Москву.
С 1931 по 1937 год он - студент Московского института инженеров
связи (МИИС), который сегодня называется Московским техническим университетом
связи и информатики (МТУСИ).
Способный молодой инженер, Мельников сразу после окончания института был ос-
тавлен в аспирантуре на кафедре радиоприемных устройств. В 1938 году его пригла-
шают в Центральный научно-исследовательский институт связи (ЦНИИС) единст-
180 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

венный в те годы ведомственный институт Министерства связи, где он возглавляет
лабораторию радиоприемных устройств.
С 1939 по 1959 год в лаборатории Мельниковым разрабатывается разнообразное
радиоприемное оборудование магистральной телеграфной связи для работы по корот-
коволновым радиоканалам буквопечатающих аппаратов Бодо и Крида, создается спе-
циальная аппаратура. В 40-50-е годы коротковолновая связь была единственным видом
магистральной радиосвязи, имевшей для страны чрезвычайно важное значение. Разра-
ботки Мельникова были внедрены во время Великой Отечественной войны на магист-
ральной линии Москва - Иркутск, связывавшей центр государства с удаленными рай-
онами Дальнего Востока, а также на Бутовском приемном центре под Москвой.
Работы Виктора Семеновича получили признание. В 1945 году ему присваивается
почетное звание «Мастер связи», в 1950-м он становится лауреатом Сталинской пре-
мии, а в 1951 и 1954 годах его награждают медалями «За трудовое отличие» и «За тру-
довую доблесть».
В течение почти двадцати лет, начиная с 1939 года, Мельников поддерживает тес-
ные связи с кафедрой радиоприемных устройств Московского института инженеров
связи, возглавляемой известным специалистом в области радиоприемной техники про-
фессором Н.И. Чистяковым. С 1956 года B.C. Мельников - доцент этой кафедры.
В 1949 году Министерство связи для разработки проблем радиосвязи организует
новый специализированный институт НИИ-100, который становится одним из ведущих
институтов страны в области систем радиосвязи и радиовещания. Этот институт с 1964
года называется Научно-исследовательским институтом Радио (НИИ Радио). В НИИ-
100 в 1949 году переводятся все научные лаборатории ЦНИИСа, занимающиеся про-
блемами радиосвязи, в том числе и лаборатория В.С Мельникова.
В 50-е годы Мельников уже является одним из авторитетнейших советских специа-
листов в области радиосвязи. Он руководит группой радио в Техническом совете Ми-
нистерства связи, а в 1953 году возглавляет разработку Генеральной схемы развития
радиосвязи и радиовещания в СССР, которой Министерство связи руководствовалось
вплоть до 60-х годов. В течение ряда лет B.C. Мельников был членом редколлегии по-
пулярного в СССР журнала «Радио».
В середине 50-х годов научные исследования указывают на возможность использова-
ния новых механизмов распространения радиоволн путем их рассеяния от неоднородно-
стей электронной плотности ионосферы, вызванных в том числе следами метеоров, попа-
дающих в атмосферу Земли из космического пространства. Достоинством систем радио-
связи, использующих эти механизмы распространения радиоволн, по сравнению с корот-
коволновой связью, являлась большая надежность линий связи, что было особенно важно
для районов Севера, в которых магнитные бури в годы повышенной солнечной активно-
сти часто приводили к длительным перерывам коротковолновой связи.
В 1961 году по инициативе B.C. Мельникова в НИИ Радио организуется лаборато-
рия по созданию новых систем радиосвязи на ультракоротких волнах (УКВ) с исполь-
зованием механизмов ионосферного и метеорного рассеяния радиоволн. Он возглавля-
ет новые разработки как главный конструктор. Завершены они были уже после скоро-
постижной кончины B.C. Мельникова, которая последовала 11 июня 1965 года.
Неожиданный уход из жизни B.C. Мельникова стал большой потерей для отечест-
венной науки. Его смерть отозвалась болью в сердцах всех, кто знал этого талантливого
человека. Вспоминаются грустные строки Иосифа Бродского:
ГЛАВА СЕДЬМАЯ 181

Без злых гримас, без промышленья злого,
из всех щедрот Большого Каталога
Смерть выбирает не красоты слога,
но неизменно самого певца.
Впоследствии из лаборатории Виктора Семеновича выделились две группы, кото-
рые возглавили крупные отечественные специалисты Н.Н. Шумская и А.А. Магазан-
ник. В начале 70-х годов ими были завершены работы по созданию аппаратуры линий
связи ионосферного и метеорного рассеяния. Линия ионосферного рассеяния была по-
строена в районе города Мурманска, а линия метеорного рассеяния соединила города
Красноярск и Норильск. Однако ввиду бурного развития радиорелейной связи, в том
числе на основе механизма тропосферного рассеяния, и спутниковых систем этот вид
связи в СССР распространения не получил.
B.C. Мельников был не только крупным инженером - разработчиком аппаратуры
радиосвязи, но и ученым-теоретиком в области помехоустойчивости систем передачи
цифровых (или, как тогда говорили, телеграфных) сигналов.
Он начал публиковать свои работы после окончания Великой Отечественной войны -
в 1947 году. Его научная активность особенно возросла после 1958 года. В цикле весь-
ма интересных и глубоких работ, опубликованных после 1958 года, он существенно
развил теорию потенциальной помехоустойчивости, созданную академиком В.А. Ко-
тельниковым, рассмотрев ряд весьма важных задач радиоприема сигналов в каналах
связи с замираниями, обусловленными многолучевым характером распространения ра-
диоволн. Этот цикл работ в 1962 году был представлен на соискание ученой степени
доктора технических наук. Оппонентами на защите его диссертации были известные
советские ученые Б.Р Левин, В.И. Бунимович - специалисты в области статистической
радиотехники и Н.Т. Петрович - специалист в области систем радиосвязи.
3. Научные труды B.C. Мельникова
До 1958 года были опубликованы всего четыре работы Мельникова. Первая - доклад на
Всесоюзной конференции Общества имени А.С. Попова [1]. В ней была исследована
оригинальная система двукратного разнесенного приема сигналов частотной телегра-
фии путем их сложения на общем амплитудном ограничителе. Другая статья [2] по-
священа исследованию помехоустойчивости нескольких конкретных систем частотного
телеграфирования. Его брошюра о частотном телеграфировании [3] содержала описа-
ние систем частотного телеграфирования, используемых в те годы на отечественных
коротковолновых радиолиниях, и в частности описание весьма эффективной, позво-
лившей в два раза увеличить пропускную способность радиолинии, отечественной сис-
темы двухканального частотного телеграфирования (ДЧТ), изобретенной в 1933 году
академиком А.Н. Щукиным и позднее усовершенствованной и внедренной советским
инженером И.Ф. Агаповым. Мельников написал также обширный раздел учебника [4]
по радиоприемной технике. В этом разделе впервые в учебной литературе были описа-
ны основные известные в те годы методы передачи и приема радиотелеграфных сигна-
лов, а также дано сравнение их помехоустойчивости. В течение ряда лет подготовка
студентов во всех институтах связи страны по курсу «Радиоприемные устройства»
осуществлялась по данному учебнику.
182 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

Наиболее оригинальные и важные теоретические работы Мельникова были опуб-
ликованы, как уже отмечалось, после 1958 года. Эти работы развивали теорию помехо-
устойчивости приема сигналов в цифровых системах связи, основы которой были за-
ложены в 1946 году в докторской диссертации В.А. Котельникова.
Несмотря на новаторский характер теории Котельникова, дававшей инженерам
мощнейший инструмент для синтеза оптимальных, то есть обладающих наивысшей
помехоустойчивостью, устройств приема сигналов и для количественной оценки их
помехоустойчивости, эта теория не сразу стала широко известна и не получила призна-
ния инженеров. Одна из причин этого заключалась в том, что докторская диссертация
В.А. Котельникова с изложением основ приема сигналов в цифровых системах связи
была опубликована в виде книги только в 1956 году. Другими причинами стало то, что
в ней был применен сложный и в те годы мало знакомый инженерам математический
аппарат, а также то, что используемые в теории математические модели принимаемых
сигналов и помех казались многим неадекватными реальным условиям радиоприема
сигналов на коротких волнах, которые в то время служили только для организации ма-
гистральных радиоканалов. В таких каналах имеют место замирания сигналов, а поме-
хи не имеют, как в теории, гауссовского распределения.
Сам В.А. Котельников после защиты диссертации уже не работал активно в откры-
той им новой области. Его научные интересы переместились на проблемы, связанные с
радиолокацией планет Солнечной системы; за эту разработку ему и другим ученым
впоследствии была присуждена Ленинская премия.
Исследования в области помехоустойчивости приема сигналов, начатые В.А. Ко-
тельниковым, получили в СССР весьма существенное развитие прежде всего благодаря
работам Л.М. Финка и B.C. Мельникова.
Результаты работ Л.М. Финка были обобщены в 1958 году в его докторской диссер-
тации «Элементы теории радиотелеграфной связи». Результаты трудов B.C. Мельнико-
ва были представлены в его докторской диссертации «Вопросы теории помехоустойчи-
вости телеграфных систем», защищенной им в 1962 году. Отметим, что, выходя на за-
щиту диссертации, B.C. Мельников не имел степени кандидата технических наук, и
ему, с учетом выдающегося научного вклада в теорию связи, сразу была присвоена
ученая степень доктора наук - случай в отечественной науке весьма неординарный.
После работ Л.М. Финка и B.C. Мельникова исследования в СССР в данной облас-
ти развернулись весьма широко, и ряд отечественных ученых внес существенный вклад
в развитие теории потенциальной помехоустойчивости дискретных систем связи.
В работах Мельникова была определена потенциальная помехоустойчивость всех ос-
новных используемых в те годы методов передачи сигналов с помощью амплитудной,
фазовой и частотной манипуляции и двухканальной частотной телеграфии (ДЧТ) [5, 6].
В докторской диссертации B.C. Мельникова [14] были определены законы распреде-
ления амплитуды и фазы сигнала, ортогональные компоненты которых распределены по
закону Коши или по нормальному закону с нулевым средним и разными дисперсиями. В
случае одинаковых дисперсий амплитуда сигнала распределена по закону Рэлея, а фаза -
равномерно в интервале [0,2л]; в случае же разных дисперсий распределение амплитуды
сигнала подчиняется закону Хойта, а фаза имеет неравномерное распределение.
B.C. Мельников рассматривал в основном одиночный прием узкополосных теле-
графных сигналов в условиях действия аддитивного белого гауссовского шума и быст-
рых гладких замираний. Он был одним из первых, кто начал изучать влияние характера
ГЛАВА СЕДЬМАЯ 183

замираний на помехоустойчивость приема сигналов. В его работах рассматривались
замирания сигналов по законам Рэлея, Хойта и Коши [7].
В труде о потенциальной помехоустойчивости сигналов частотного телеграфирова-
ния [7] B.C. Мельников впервые описал влияние неполного разделения сигналов ЧМн в
месте приема, обусловленного недостаточной величиной частотного разноса, на потен-
циальную помехоустойчивость их приема. Результаты работы давали возможность оп-
ределить минимально необходимый частотный разнос между сигналами нажатия и пау-
зы в канале с замираниями.
Интересна одна из первых и немногих работ на эту тему [9], в которой рассматри-
вались вопросы приема сигналов в системе с обратной связью при прерывистой радио-
связи. В такой системе передача информации осуществляется лишь в те периоды вре-
мени, когда коэффициент передачи канала достаточно велик и существуют условия,
наиболее благоприятные для приема. Результаты данной работы имеют отношение, в
частности, к системе метеорной связи. Однако подобные же задачи решались уже в 70-х
годах применительно к тропосферным многоканальным системами связи. В работе
B.C. Мельникова было показано, что введение прерывистой связи при рэлеевских за-
мираниях позволяет весьма существенно повысить пропускную способность канала. В
работах о приеме сигналов [10, 11] рассмотрен прием с предсказанием сигналов ФМн и
ЧМн. Это также весьма интересные и оригинальные работы, посвященные автокорре-
ляционным связям между предшествующей и последующей телеграфными посылками
при сигналах со случайной амплитудой и фазой.
Результаты работы об идеальном приеме с предсказаниями сигналов частотного те-
леграфирования при замирании [10] показали, что в системе ЧМн с предсказанием при
коэффициенте корреляции R, близком к 1 (R « 1), можно существенно повысить поме-
хоустойчивость приема по сравнению с помехоустойчивостью при традиционном
приеме этих сигналов. По существу, оптимальная система осуществляет раздельный
прием сигналов нажатия и паузы, и за счет этого достигается эффект сдвоенного разне-
сенного приема. Подобный принцип использовался впоследствии в отечественных сис-
темах ионосферного рассеяния [18].
Результаты работы об идеальном приеме с предсказанием сигналов фазового теле-
графирования при замираниях [И] показали, в частности, что система ФМн в канале
радиосвязи с изменяющимися во времени параметрами (R < 1) имеет конечную вероят-
ность ошибки даже при отсутствии шума, и поэтому применение таких систем в по-
добных каналах неперспективно.
В работе о потенциальной помехоустойчивости телеграфных сигналов при много-
лучевом распространении [12] впервые строго рассмотрен прием сигналов ЧМн конеч-
ной длительности Т в двухлучевом канале связи с конечным запаздыванием, величина т
которого может изменяться в пределах 0 < т <Т Впервые работа систем связи описыва-
лась достаточно общей моделью, адекватной реальным физическим условиям распро-
странения радиоволн. Результаты работ, выполненных до опубликования этого труда
[12], были получены фактически для случая Г» т. Тогда для определения помехо-
устойчивости систем достаточно знания статистических характеристик квадратурных
составляющих принимаемых сигналов, а не реальной структуры многолучевости в мес-
те приема.
В диссертации B.C. Мельникова [14] были изложены важные результаты, относя-
щиеся к потенциальной помехоустойчивости систем разнесенного приема при частотно
184 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

и пространственно разнесенном приеме сигналов. Он анализировал также вопросы,
связанные с технической реализацией систем оптимального приема [13, 14].
Посмертно были опубликованы три работы B.C. Мельникова [15, 16, 17]. В первой
из них рассматривался вопрос мониторинга телеграфных линий, во второй была дана
оценка надежности многопролетной линии связи, а в третьей - оценка влияния разных
факторов, характерных для радиоканала, на возможность и точность эксперименталь-
ного определения вероятности ошибочного приема сигналов и надежности связи.
Читая работы B.C. Мельникова (как и работы самого В.А. Котельникова), нельзя
избавиться от чувства, что постановка рассматриваемых в них проблем диктовалась не
столько утилитарными соображениями, вытекающими из прикладных задач, стоящих
на повестке дня, сколько внутренней логикой науки - стремлением познать непознан-
ное, тем, что называют любовью к истине, способностью мечтать.
Это состояние человеческой души ярко передано словами английского поэта Джона
Китса:
Пусть Мечта твоя летает
Где желает, как желает,
Лишь на пользу не глядит -
Польза радости вредит.
О, крылатая Мечта!
Разорви скорее эти
Здравого рассудка сети;
Отпусти Мечту в полет,
Радость дома не живет...
Альберт Эйнштейн, говоря как-то о работах Нильса Бора, употребил выражение
«музыкальность мысли». Думается, что к мыслям, содержащимся в работах B.C. Мель-
никова, это выражение можно отнести с полным правом.
4. Заключение
История науки и техники, жизнь, прожитая их творцами, иллюстрирует реальность
многих понятий, связанных с духовным миром человека. Этот мир, безусловно, суще-
ствует, и изучение жизни людей, наделенных творческой энергией и даром созидания, -
мудрецов, героев, поэтов (а ученых и инженеров, без сомнения, можно поставить с ни-
ми в один ряд), - позволяет проникнуть в тайны этого мира, который развивается по
высшим законам - законам Красоты.
Словно подчиняясь грандиозному замыслу одного Дирижера, постоянно, уже много
тысячелетий ни на минуту не прекращаясь, звучит прекрасная песня, исполняемая ог-
ромным стройным хором творцов, живущих в разное время и в разных странах. Каж-
дый имеет яркую индивидуальность и, вступая в хор, подхватывает и продолжает ме-
лодию, исполненную до него, внося в нее новые прекрасные оттенки.
Участие в этом замечательном действе доставляет огромную радость и позволяет
людям наиболее полно выразить свою человеческую сущность в процессе созидания,
результаты которого определяют прогресс человеческой цивилизации. Чувства, кото-
глава седьмая 185

рые испытывают при этом исполнители, очень точно выражены Эйнштейном: «Каж-
дый день я бесчисленный раз вспоминаю, что в основе моей внешней и внутренней
жизни - труд ныне живущих и уже умерших людей, а, значит, я должен напрячь все
свои силы, чтобы дать не менее того, что уже получил и продолжаю получать».
Виктор Семенович Мельников был одним из таких ярких созидателей. Вся его не-
долгая жизнь была направлена на совершенствование систем магистральной цифровой
связи и познание основных закономерностей приема сигналов в условиях многолучево-
го распространения радиоволн. Это была жизнь человека, в самом начале своего жиз-
ненного пути осознавшего свое предназначение и сделавшего все от него зависящее,
чтобы данный ему свыше талант раскрылся в полной мере.
К активной разработке теории радиоприема он обратился в 1958 году, когда ему
было 47 лет, будучи сложившимся и известным специалистом. Люди в этом возрасте не
часто открывают новую страницу в своей жизни. Количество опубликованных им ра-
бот невелико, однако они весьма изящны и до сих пор имеют большое познавательное
значение, так как в них рассмотрены сложные проблемы приема сигналов с учетом ре-
альных особенностей их передачи по многолучевым каналам. Результаты этих работ
явились исходным пунктом исследований, проведенных другими учеными в после-
дующие годы. После 1958 года судьба отвела ему всего семь лет жизни, и за это время
он провел исследования и опубликовал свои основные работы. Это были годы его
творческого расцвета, и, безусловно, если бы не скоропостижная смерть, которая пре-
рвала его творчество, он дал бы миру еще многое.
На работы B.C. Мельникова в 60-е годы делались ссылки во многих научных пуб-
ликациях, в том числе в книгах, посвященных помехоустойчивости систем радиосвя-
зи. Но постепенно его имя стало забываться, и ныне о нем знают лишь немногие спе-
циалисты.
Дух человека, и в первую очередь человека творческого, бессмертен. Если обра-
титься к прошлому, к истории, то можно услышать приходящий из пространства хор
голосов, произносящий слова просьбы, услышанные и записанные знаменитым поэтом
Р Киплингом. С этой просьбой обращаются к потомкам души живших прежде на Зем-
ле ученых. В этом хоре звучит и голос B.C. Мельникова:
По вкусу если труд был мой
Кому-нибудь из вас,
Пусть буду скрыт я темнотой,
Что к вам придет в свой час,
И, память обо мне храня
Один короткий миг,
Расспрашивайте про меня
Лишь у моих же книг.
Имя B.C. Мельникова, безусловно, должно войти в анналы истории отечественной
науки и техники. Дагестанская пословица гласит: «Если ты выстрелишь в прошлое из
пистолета, будущее выстрелит в тебя из пушки». Нам, российским связистам, надо бе-
режно относиться к прошлому своей отрасли, к ее истории, хранить память о тех, кто
связал с ней свою жизнь и многое сделал для ее развития.
186 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

Список научных трудов B.C. Мельникова
[I] Мельников B.C. Сложение приемников при приеме на разнесенные антенны / Доклад
на Всесоюзной конференции Научно-технического общества им. А.С. Попова. 1947
[2] Мельников B.C. Помехоустойчивость систем частотного телеграфирования / Инфор-
мационный сборник «Частотная манипуляция на радиотелеграфных связях». - Связь-
издат. 1949.
[3] Мельников B.C. Частотное телеграфирование. - Связьиздат. 1952.
[4] Чистяков В.И., Сидоров В.М., Мельников B.C. Помехоустойчивость телеграфных сис-
тем и исходные данные о сигнале и помехе для ее определения / Радиоприемные уст-
ройства, гл. XVII, §11.- Связьиздат, 1958 и 1959.
[5] Мельников B.C. Приложение теории потенциальной помехоустойчивости к задачам
коротковолновой телеграфной связи. - Электросвязь, 1958, № 6.
[6] Мельников B.C. Потенциальная помехоустойчивость амплитудного и двухканального
частотного телеграфирования при замираниях. - Электросвязь, 1959, № 3.
[7] Мельников B.C. О потенциальной помехоустойчивости сигналов частотного телегра-
фирования при распределении их компонентов по закону Коши. Сборник трудов
Гос. НИИ МС, вып. 2 (16), 1959.
[8] Мельников B.C. Разнос сигналов частотного телеграфирования при замираниях и иде-
альном приеме. - Электросвязь, 1960, № 3.
[9] Мельников ВС. Оценка средней скорости телеграфирования при прерывной работе
радиосвязи и частотной модуляции. - Радиотехника, 1959, № 4.
[10] Мельников B.C. Идеальный прием с предсказанием сигналов частотного телеграфиро-
вания при замираниях. - Сб. трудов Гос. НИИ МС, вып. 3 (24), 1961.
[II] Мельников B.C. Идеальный прием с предсказанием сигналов фазового телеграфирова-
ния при замираниях. - Радиотехника, 1962, № 1.
[12] Мельников B.C. Потенциальная помехоустойчивость телеграфных сигналов при мно-
голучевом распространении. - Сб. трудов Гос. НИИ МС, вып. 1 (25), 1962.
[13] Мельников B.C. Сложение постоянных напряжений по формуле геометрического
суммирования. - Электросвязь, 1961, № 9.
[14] Мельников B.C. Вопросы теории помехоустойчивости телеграфных сигналов / Док-
торская диссертация. - Минсвязи СССР, Гос. НИИ. Москва, 1962.
[15] Мельников B.C. О необходимом объеме статистического материала при эксперимен-
тальном определении вероятности ошибочного приема телеграфных сигналов / Сбор-
ник трудов Гос. НИИ МС, № 2 (38), 1965.
[16] Мельников B.C. Оценка надежности многопролетной линии Сборник трудов Гос.
НИИ Минсвязи. 1965, № 3 (39).
[17] Мельников B.C. К определению качественных показателей линий радиотелеграфной
связи. - Радиотехника, 1968, № 12.
[18] Шумская Н.Н., Вязников В.В., Гаспарьянц Э.М., Фикс Я.А., Шергина З.А. Радиолинии
ионосферного рассеяния метровых волн. - Связь, 1973.
ГЛАВА СЕДЬМАЯ 187

Ученый и разработчик отечественных
систем радиорелейной и спутниковой связи
Сергей Владимирович Бородич
Мир стареет в былых надеждах,
Но сегодня, как и вчера,
На плечах эту землю держат
И несут на себе Мастера!
Руки вещие простирая
К перекресткам звездных миров,
Время движется Мастерами
И надеется на Мастеров.
Роберт Рождественский
1. Введение
XX век сопровождался колоссальным техническим прогрессом. Развитие транспорта
сблизило людей, живущих в разных странах и на разных континентах, после открытия
атомной энергии фантастически возросла мощь человеческой цивилизации, запуск ис-
кусственных спутников Земли знаменовал начало освоения человечеством Вселенной.
XX век сопровождался также и бурно протекающими интеллектуальными и соци-
альными процессами на Земле, формированием ноосферы - сферы человеческого духа
(по определению Вернадского). Ноосфера начала оказывать серьезнейшее влияние на
материальные, экономические и социальные процессы в человеческом обществе.
Одна из особенностей XX века - начало формирования информационного общест-
ва, в котором каждый из живущих на Земле людей имеет возможность мгновенного
доступа к любой необходимой ему информации, накапливаемой в специальных банках
данных, имеет возможность связаться с любым другим человеком. Бурный рост обмена
потоками информации между разными городами и странами потребовал решения мно-
гих сложнейших технических проблем, связанных с созданием систем фиксированной
связи (радиорелейных и спутниковых линий связи). Эта работа потребовала творческих
усилий десятков, а может быть, и сотен тысяч людей.
В СССР одним из признанных лидеров данного направления, который внес весьма
значительный научный вклад в разработку и создание отечественных радиорелейных
линий прямой видимости (РРЛ) и тропосферных РРЛ (ТРРЛ), в развитие спутниковой
связи, был крупный ученый Сергей Владимирович Бородич.
188 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

2. Краткий очерк жизни и деятельности СВ. Бородича
Сергей Владимирович Бородич родился 27 июля 1914 года в селе
Подушкино Звенигородского уезда Московской губернии в семье
народного учителя. Его мать также была педагогом. Он был вторым
ребенком в семье.
Дети получили хорошее воспитание, и оба впоследствии вы-
брали жизненный путь, связанный с наукой. Сам Сергей Владими-
рович стал доктором технических наук, профессором, его старшая
сестра в течение многих лет преподавала филологию в Московском
государственном университете и также имела звание профессора.
Отец скончался в 1928 году, и Бородич из-за материальных затруднений в семье в
этом же году после окончания семилетки был вынужден поступить на специальные
электротехнические курсы. После окончания курсов он в течение трех лет (1932-1934)
работал во Всесоюзном электротехническом институте (ВЭИ) в должности техника-
электрика. В те годы этот институт был одним из ведущих научных институтов СССР,
где, в частности, разрабатывались проблемы телевидения и УКВ связи. Там работал ряд
выдающихся советских ученых - известный специалист в области телевидения профес-
сор П.В. Шмаков, исследователь в области распространения радиоволн академик
Б.А. Введенский и другие.
Природа наделила Сергея Владимировича талантом, а семья привила трудолюбие и
стремление к знаниям и созиданию.
В 1935 году Бородич поступает в Московский институт инженеров связи, который
успешно заканчивает в 1940 году, - он получает диплом инженера-электрика по радио-
связи с отличием.
Молодого инженера направили на работу в антенную лабораторию Центрального
научно-исследовательского института связи (ЦНИИС), единственного в те годы ведом-
ственного исследовательского института Министерства связи, который занимался про-
блемами как проводной, так и радиосвязи. В этой лаборатории он работал до 1941 года
- до начала Великой Отечественной войны.
В предвоенный период Бородич работает под руководством Б.П. Терентьева - из-
вестного советского ученого и инженера в области передающих устройств, занимается
теоретическими и экспериментальными исследованиями различных схем передатчиков
и антенн для «кардиоидного приема».
В 1941 году Сергея Владимировича призывают в действующую армию, где он бу-
дет служить до окончательной победы над нацистской Германией, занимая в войсках
должности сначала командира радиовзвода, а затем помощника начальника по радио-
связи стрелковой дивизии. Он принимает участие в боях с немецкими захватчиками.
Этот период жизни Сергея Владимировича отмечен боевыми наградами: двумя орде-
нами «Отечественной войны» (II степени - 1943 г.; I степени - 1944 г.) и медалью «За по-
беду над Германией» (1946 г.). В 1945 году по запросу Наркомата связи Бородич был де-
мобилизован и поступил на работу в лабораторию УКВ ЦНИИСа старшим инженером.
Безусловно, война на пять лет задержала формирование Бородича как ученого, од-
нако судьбой его жизненная стезя была, по-видимому, предопределена. В 1946 году
ГЛАВА СЕДЬМАЯ 189

Сергей Владимирович становится аспирантом, продолжая работать младшим научным
сотрудником в той же лаборатории. Под руководством Б.П. Терентьева он занимается
разработкой передающего устройства оконечной двенадцатиканальной аппаратуры, ра-
ботающей в диапазоне дециметровых волн (ДЦВ), - прообраза первых отечественных
радиорелейных станций.
В конце 1949 года на базе нескольких лабораторий ЦНИИСа, занимающихся про-
блемами радиосвязи, Министерство связи организует новый научный институт НИИ-
100, который с 1964 года и по настоящее время называется Научно-исследовательский
институт Радио (НИИР). В этот институт, который в настоящее время является одним
из ведущих научных институтов страны в области радиосвязи, и переводится СВ. Бо-
род ич.
В 1949 году завершается первый период профессиональной деятельности Сергея
Владимировича, он заканчивает работу над кандидатской диссертацией, защита кото-
рой успешно проходит в Московском энергетическом институте в начале 1951 года. В
диссертации Бородичем были выполнены серьезные научные исследования, связанные
не только с созданием передающих устройств, но и с глубокой теоретической разра-
боткой вопросов создания новых тогда видов радиорелейной связи на ДЦВ. Им прове-
дены, в частности, исследования помехоустойчивости приема сигналов радиорелейных
систем с временным разделением каналов с импульсно-временной и кодово-
импульсной модуляцией.
Во многих странах, особенно в США, после окончания войны начинает интенсивно
развиваться радиорелейная связь. Потенциал развития этого вида связи в СССР с его
огромной территорией был весьма велик, и ее развитию правительством придается
большое значение.
Попытки Министерства связи заказать разработку и выпуск оборудования многока-
нальных РРЛ прямой видимости гражданского назначения в организациях Министер-
ства промышленности средств связи успеха не имели, так как эти организации были
перегружены оборонными заказами. Министерством связи эта разработка поручается
НИИРадио, в котором в 1951 году организуется лаборатория радиорелейной связи. Эту
лабораторию возглавил СВ. Бородич, а в 1958 году на ее базе был организован отдел,
которым он руководил в течение пятнадцати лет.
Под руководством Сергея Владимировича в 1951-1956 годах была разработана пер-
вая отечественная аппаратура РРЛ с частотным уплотнением каналов и частотной мо-
дуляцией (ЧУ-ЧМ) «Стрела-П», «Стрела-М» и «Стрела-Т» для передачи сигналов 24-
канальной телефонии и телевидения.
На этом оборудовании были созданы первые в СССР РРЛ (Москва - Щелково, Мо-
сква - Рязань, Москва - Тула и др.).
В 1956-1958 годах СВ. Бородич руководил разработкой отечественной аппаратуры
с ЧУ-ЧМ РРЛ второго поколения Р60/120, которая позволяла передавать до ста двадца-
ти телефонных каналов, а также сигналы телевидения. Это оборудование широко ис-
пользовалось при создании сети РРЛ в СССР и на некоторых линиях оно работало до
середины 80-х годов.
Радиорелейные линии первого и второго поколений работали в диапазоне частот 2
ГГц. Эти РРЛ обеспечили насущные потребности страны в линиях межгородской теле-
190 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

фонной связи и в подаче программ центрального телевидения в наиболее крупные об-
ластные и республиканские центры страны.
В начале 50-х годов был открыт новый механизм распространения ДЦВ на дальние
расстояния - тропосферное рассеивание. Исследования, проведенные в США, Англии и
СССР, показали возможность создания многоканальных тропосферных РРЛ (ТРРЛ), в
которых, в отличие от РРЛ прямой видимости, длина пролета между соседними стан-
циями может доходить до 400-800 километров. Для экономически и стратегически
важных районов Сибири и Дальнего Севера с весьма низкой плотностью населения и
слабым развитием всех видов связи строительство ТРРЛ в середине 50-х годов было
чрезвычайно важным и перспективным.
Разработка 60-канальной аппаратуры ТРРЛ первого поколения «Горизонт-М», где
сигналы многоканальной телефонии передавались с использованием ЧМ и применялся
четырехкратный разнесенный прием (двукратный по частоте и двукратный по про-
странству) была выполнена в 1959-1965 годах под непосредственным руководством
СВ. Бородича. На этом оборудовании была построена сеть «Север», обеспечивающая
надежной телефонной связью населенные пункты СССР, расположенные за Полярным
кругом, в районах Камчатки и Дальнего Востока. До того времени весьма ненадежная
связь поддерживалась с ними с помощью двух- и четырехканальных KB линий связи или,
в некоторых случаях, с помощью линий связи ионосферного и метеорного рассеяния.
За разработку аппаратуры РРЛ и ТРРЛ СВ. Бородич в 1953 году был награжден
профессиональным знаком «Почетный радист», в 1954-м - медалью «За трудовую доб-
лесть», а в 1966 году - орденом «Знак Почета». В 1955 году ему было присвоено звание
«Мастер связи».
Параллельно с разработкой радиорелейного оборудования Бородич после защиты
кандидатской диссертации активно продолжает научные исследования. С 1954 по 1967
год он публикует свои основные, ставшие классическими теоретические статьи, в кото-
рых развивает методику расчета нелинейных искажений многоканальных телефонных
сигналов, обусловленных прохождением ЧМ сигналов через разные элементы высоко-
частотного тракта радиорелейных систем связи. Эта методика широко использовалась
специалистами при проектировании аппаратуры РРЛ и ТРРЛ. Результаты исследований
СВ. Бородича вошли в справочники и учебники по радиорелейной и спутниковой связи,
опубликованные в СССР В 1967 году он защищает докторскую диссертацию, обобщаю-
щую результаты его пятнадцатилетних исследований в области радиорелейной связи.
В 1968 году директор НИИР профессор А.Д. Фортушенко назначает СВ. Бородича
своим первым заместителем по науке - в этой должности он проработал двадцать лет.
С 1968 года его интересы сосредотачиваются в основном на проблемах развития спут-
никовой связи, хотя проблемы развития новых поколений РРЛ и ТРРЛ оставались в по-
ле его зрения и он продолжал курировать проводившиеся в институте разработки. В 60-
е годы венгерскими и советскими специалистами совместно прорабатывается проект
радиорелейной аппаратуры «Дружба». Руководит этим проектом СВ. Бородич. За ус-
пешно выполненную работу в 1969 году его награждают венгерским Орденом Труда
Золотой Степени.
СВ. Бородич как Главный конструктор руководил созданием приемо-передающей
аппаратуры земных станций спутниковой линии связи, работающей на линии Москва -
Владивосток через первый отечественный спутник связи «Молния-1».
ГЛАВА СЕДЬМАЯ 191

В 1972 году создается международная система спутниковой связи социалистиче-
ских стран «Интерспутник», и Бородич руководит созданием оборудования для этой
системы. За проектирование и создание системы международной спутниковой связи
«Интерспутник» Сергей Владимирович был награжден золотой медалью ВДНХ.
Он руководит также рядом других разработок спутниковых и тропосферных систем
связи, ведущихся в НИИ Радио. В 1973 году за создание измерительного комплекса для
систем спутниковой связи на корабле «Космонавт Юрий Гагарин» ему присуждается
Государственная премия.
С 1956 по 1985 год СВ. Бородич активно участвует в работе Исследовательских
комиссий (ИК) Международного консультативного комитета по радиосвязи (МККР).
Ряд вкладов Администрации связи СССР, представленных в МККР, подготовлен по
инициативе Бородича и под его руководством. Он активно участвует в формировании
основных положений технической политики страны в области развития связи и радио-
вещания, с которыми делегации СССР выступают в Международном союзе электросвя-
зи (МСЭ). В 1971, 1974, 1977, 1978 и 1979 годах Сергей Владимирович был заместите-
лем главы делегации СССР на пленарных ассамблеях МККР, на Всемирных Админист-
ративных радиоконференциях по космическим радиослужбам, по планированию ра-
диовещательной спутниковой службы и по общему пересмотру Регламента радиосвязи.
На этих ассамблеях и конференциях решались принципиальные для страны вопросы
распределения полос частот между различными радиослужбами, выделения для страны
позиций для спутников на геостационарной орбите и частотных каналов для организа-
ции спутникового радиовещания в диапазоне 12 ГГц и многие другие.
Плодотворная международная деятельность СВ. Бородича в 1978 году была отме-
чена международным дипломом за вклад в работу МККР В этом же году за достиже-
ния в области разработки и создания систем радиорелейной и спутниковой связи он на-
граждается орденом Трудового Красного Знамени.
В 1981 году Бородйчу присваивается почетное звание заслуженного деятеля науки
и техники РСФСР Этой наградой отмечаются его заслуги в разработках многих отече-
ственных систем радиорелейной и спутниковой связи, в создании теории и методов
расчета систем радиорелейной связи, в подготовке научных кадров.
До 1988 года СВ. Бородич активно участвовал в создании новой техники для ра-
диорелейной и спутниковой связи. Он неизменно пользовался большим и заслуженным
авторитетом у научной общественности страны. Сергей Владимирович был главным
редактором журнала «Труды НИИР», в котором освещались результаты проводивших-
ся в институте теоретических и экспериментальных исследований, а также основные
результаты деятельности ИК МККР, являлся членом редколлегии журнала «Электро-
связь» - одного из старейших научно-технических журналов, в котором с 30-х годов
публиковались труды многих ведущих ученых страны; он являлся также председателем
одной из секции возглавляемого академиком Ю.Б. Кобзаревым Научного совета АН
СССР по статической радиофизике и председателем специализированного совета по
присуждению ученой степени кандидата технических наук.
С 1988 года Бородич перестает заниматься административной деятельностью. Он
переходит на должность главного научного сотрудника НИИ Радио по направлению
«Специальные системы спутниковой связи и управления» и все свое внимание сосредо-
тачивает исключительно на научной работе.
192 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

СВ. Бородич являет собой удивительный пример творческого долголетия. Несмот-
ря на почтенный возраст (в 1988 году ему исполнилось 74 года), он сохранял юноше-
скую любознательность, высокий интеллектуальный потенциал и огромную трудоспо-
собность. Пятая часть его научных публикаций, включая одну книгу, приходится на
период после 1988 года. Его высокая творческая активность не снижалась вплоть до 8
февраля 1996 года, когда внезапно остановилось его сердце и он покинул этот мир.
3. Научные работы СВ. Бородича
В одном из своих стихотворений выдающийся российский поэт XX века Иосиф Брод-
ский писал: ...жизнь, которой, как дареной вещи, не смотрят в пасть, обнажает зубы
при каждой встрече. От всего человека нам остается часть речи. Часть речи вообще.
Часть речи».
Эта мысль высказывалась и ранее. В прекрасных стихах знаменитый азербайджан-
ский поэт Фиорду си писал:
Все в мире покроется пылью забвенья,
Лишь двое не знают ни смерти, ни тленья:
Лишь дело героя да речь мудреца.
Проходят столетья, не зная конца...
Дух ученого переходит в ноосферу из его публикаций, в которых запечатлеваются
его речи, его идеи. За свою жизнь СВ. Бородич опубликовал около пятидесяти науч-
ных работ, в том числе три книги. Под его редакцией выпущено три справочника по
радиорелейной связи - в 1956, 1971 и 1981 годах. Большая часть его научных статей
опубликованы в журнале «Электросвязь», его работы по теории радиорелейных систем
связи признаны специалистами классическими.
Первая работа [1] была опубликована им в 1945 году в журнале «Вестник связи».
Она стоит особняком в его научном творчестве и отражает результаты его первых тео-
ретических исследований, выполненных еще до войны. Работа посвящена исследова-
нию линейных искажений звуковых сигналов в вещательных передатчиках.
В конце 40-х годов в СССР проводятся исследования, результаты которых должны
определить направления разработки аппаратуры РРЛ. Одним из актуальных в то время
вопросов был вопрос о том, какой вид уплотнения, временной либо частотный, целесо-
образно использовать в отечественных многоканальных РРЛ. В 1949 году СВ. Бородич
публикует две весьма интересные и сегодня статьи [2, 3], в которых приводит результа-
ты исследований помехоустойчивости приема сигналов в системах с импульсно-
временной и импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ).
Работа о помехоустойчивости систем связи с импульсно-кодовой модуляцией [3],
которая, к сожалению, мало известна специалистам, представляется особенно интерес-
ной. Это одна из первых фундаментальных работ, в которой исследована помехоустой-
чивость систем КИМ. Интересно, что это исследование выполнено практически одно-
временно с опубликованным в конце 1948 года [49] классическим и широко известным
исследованием американских ученых Оливера, Пирса и Шеннона - знаменитого созда-
теля теории информации. Эта работа [3] в определенном смысле опередила свое время.
| ГЛАВА СЕДЬМАЯ 193
7 - 1428

Только с 80-х годов начинается широкая цифровизация электросвязи, и системы пере-
дачи с ИКМ начинают находить применение на линиях связи. Однако в 50-х годах в
качестве метода уплотнения в многоканальных РРЛ в СССР, как и в других странах,
был выбран метод частотного уплотнения, а в качестве метода модуляции при передачи
сигналов РРЛ по радиоканалу - метод частотной модуляции.
В брошюре о многоканальных радиорелейных линиях связи [4] и в своих статьях [5, 6]
СВ. Бородич дает весьма полное описание всех возможных принципов построения ра-
диорелейных систем связи.
С 1954 по 1967 год научные исследования Бородича посвящены исключительно ра-
диорелейным системам с ЧУ и ЧМ. В этот период он закладывает теоретические осно-
вы методов расчета линейных и нелинейных искажений при передаче сигналов много-
канальной телефонии по РРЛ [7, 9, 10, 17-22], разрабатывает методику проектирования
аппаратуры РРЛ [12, 13], описывает, совместно со своими коллегами, оборудование
первых поколений РРЛ, разработанных в СССР [8, 14].
В работах этого цикла СВ. Бородич предложил использовать для анализа переход-
ных помех в РРЛ математическую модель многоканального сигнала в виде нормально-
го случайного процесса со сплошным равномерным спектром. Кроме того, он предло-
жил эффективный и оригинальный метод расчета искажений, возникающих при про-
хождении ЧМ сигнала через линейный четырехполюсник, отличающийся от метода,
обоснованного в широко известных специалистам работах Карсона и Фрая, Ван дер
Поля и И.С. Гоноровского.
Следует отдельно отметить его работу [16], в которой детально исследован весьма
важный для практики вопрос о влиянии ЧМ радиопомех на прием ЧМ сигналов в ра-
диорелейных и спутниковых системах связи. На основе подхода, примененного Боро-
дичем в этой работе, его учениками были рассмотрены практически интересные случаи
воздействия на прием ЧМ сигналов импульсных помех, создаваемых радиолокацион-
ными станциями, и помех от станций цифровых РРЛ. На этих результатах основаны
многие нормативные документы, по которым специалисты проводят анализ электро-
магнитной совместимости радиорелейных и спутниковых систем связи.
В 1956 году СВ. Бородич совместно с А.И. Калининым издает первый в стране
справочник по РРЛ [11], а в 1960 году совместно с В.П. Минашиным и А.В. Соколовым -
первый учебник «Радиорелейная связь» для техникумов связи. По этому же учебнику
данный предмет изучали и в институтах связи - в течение пяти лет он был единствен-
ным в СССР учебником, посвященным радиорелейной связи.
Работы Бородича, опубликованные после 1968 года, по тематике можно разбить на
три группы.
К первой группе относятся статьи, которые информировали научную общест-
венность страны об основных результатах, полученных в Исследовательских ко-
миссиях МККР, занимающихся проблемами развития радиорелейной и спутниковой
связи [23, 33, 37 и 40].
Рекомендации, разработанные в ИК, определяют основные параметры радиосистем
разного назначения, ими руководствуются производители соответствующего оборудо-
вания во всем мире. Отчеты ИК содержат весьма ценные для специалиста методиче-
ские материалы, относящиеся к проектированию разных систем и сетей радиосвязи и
вещания. По существу, материалы ИК обобщают мировой опыт разработки и проекти-
194 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

рования систем радиосвязи различного назначения. К сожалению, в СССР, а теперь и в
России специалисты в области связи информированы о деятельности МСЭ в совершен-
но недостаточной степени. Бородич понимал это и своими обзорно-аналитическими
публикациями старался восполнить этот пробел.
Вторая группа его работ весьма оригинальна и касается важных вопросов обеспе-
чения электромагнитной совместимости (ЭМС) радиорелейных и спутниковых систем
связи [32, 34-36, 41, 42]. Эти работы, а также результаты, полученные в ИК МККР, бы-
ли обобщены СВ. Бородичем в изданной им книге «ЭМС наземных и космических ра-
диослужб» [42]. До сегодняшнего дня это единственная в мировой литературе книга, в
которой систематически рассмотрен весьма широкий круг вопросов, связанных с про-
блемой обеспечения ЭМС наземных и спутниковых систем связи разных назначений.
К третьей группе можно отнести работы СВ. Бородича, в которых рассматривают-
ся наиболее принципиальные системные вопросы развития спутниковой связи на тер-
ритории сегодняшней России и стран СНГ [24, 26-29, 38, 39, 43-48]. В них затронут
широкий спектр проблем - начиная с выбора метода разделения сигналов и кончая гло-
бальными вопросами организации региональных сетей спутниковой связи и развития
систем спутниковой связи с низкоорбитальными спутниками. Подобных работ в отече-
ственной и зарубежной литературе опубликовано немного, и хотя некоторые из опуб-
ликованных Бородичем работ вызывали дискуссии [50], широта и глубина его научного
подхода к сложнейшим вопросам развития систем спутниковой связи делают эти рабо-
ты весьма ценным вкладом в теорию систем спутниковой связи. Их результаты еще
долгие годы будут учитываться специалистами при разработке проектов новых спутни-
ковых систем.
4. Заключение
Немецкому философу Фридриху Ницше принадлежит одна очень глубокая мысль:
«Каждый серьезный труд оказывает на нас серьезное моральное воздействие. Усилие,
делаемое нами для того, чтобы сосредоточить свое внимание на заданной теме, можно
сравнить с камнем, брошенным в нашу внутреннюю жизнь: первый круг невелик по
площади, число чередующихся кругов увеличивается, и сами они расширяются».
Эту мысль подтверждает долгая и весьма плодотворная жизнь Сергея Владимиро-
вича Бородича: он самоотверженно служил своей стране и на поле брани, и в мирное
время. Если принять, что смысл и высшее оправдание человеческого существования
состоит в созидании и в том, чтобы нести людям добро, раскрывая и развивая заложен-
ный в нас Господом творческий дар, то жизнь Сергея Владимировича являет собой яр-
кий пример благой жизни, наполненной напряженным созидательным трудом.
Как инженер он в значительной степени определил развитие современных отечест-
венных радиорелейных и спутниковых систем связи. Это дало возможность огромному
количеству людей в нашей стране общаться с помощью телефонной связи и смотреть
программы центрального телевидения.
Как ученый он разработал методы проектирования систем связи с частотной моду-
ляцией и методы анализа их электромагнитной совместимости, наметил оригинальные
системные подходы к созданию глобальных систем спутниковой связи.
ГЛАВА СЕДЬМАЯ 195

В определенном смысле он был подобен живому вулкану, непрерывно извергаю-
щему творческую энергию. Таких людей мало, однако именно их жизнь, их труд ока-
зываются особенно ценными для человечества. Эта ценность сводится не только к
практической ценности их достижений, но состоит также в том, что созданные ими
энергетические потоки человеческого духа увеличивают творческий потенциал нашей
планеты, производят сдвиги в сознании людей, увеличивают духовный потенциал че-
ловечества. Через жизнь и творческую деятельность последующих поколений этот по-
тенциал воплощается в новые достижения, обеспечивая непрерывный прогресс.
Научные работы СВ. Бородича
[I] Бородин СВ. Прохождение частот при модуляции по методу Догерти // Вестник свя-
зи, 1945, №8.
[2] Бородич СВ. О реальной помехоустойчивости при приеме сигналов импульсно-
временной модуляции / Сб. научных трудов ЦНИИС, 1949. Вып. 1.
[3] Бородич СВ. О помехоустойчивости систем связи с импульсно-кодовой модуляцией
// Радиотехника, 1949, № 5.
[4] Бородич СВ. Многоканальные радиорелейные линии связи. - Связьиздат, 1953.
[5] Бородич СВ. Частотное уплотнение радиорелейных линий связи // Вестник связи,
1954.
[6] Бородич СВ. Уплотнение радиорелейных линий связи во времени // Вестник связи,
1954, №7
[7] Бородич СВ. Линейные искажения при частотной модуляции // Радиотехника, 1954,
№9.
[8] Бородич СВ., Минашин В.П., Соколов Л.В. Высокочастотная аппаратура радиорелей-
ных линий связи // Вестник связи, 1955, № 5.
[9] Бородич СВ. О нелинейных искажениях, вызванных несогласованностью антенного
фидера в многоканальных ЧМ системах // Радиотехника, 1955, № 10.
[10] Бородич СВ. Расчет шумов в каналах радиорелейных линий с частотным уплотнени-
ем и частотной модуляцией // Электросвязь, 1956, № 1, № 3.
[II] Бородич СВ., Калинин A.M. Радиорелейные линии / Справочник по электросвязи, т.
VIII. - Связьиздат, 1956.
[12] Бородич СВ. Определение основных параметров аппаратуры многоканальных радио-
релейных линий // Электросвязь, 1957, № 3.
[13] Бородич СВ. Расчет основных параметров радиорелейной аппаратуры Р-60 / Сб. тру-
дов НИИ Минсвязи, 1958.
[14] Бородич СВ., Соколов Л.В., Печерский И.С Радиорелейная аппаратура Р-60/120 / Сб.
трудов Минсвязи СССР, ГосНИИ, 1958. Вып. 4 (8).
[15] Бородич СВ., Минашин В.П., Соколов А.В. Радиорелейная связь (Учебник для техни-
кумов связи). - Связьиздат, 1960.
[16] Бородич СВ. Расчет допустимой величины радиопомех в многоканальных радиоре-
лейных системах // Электросвязь, 1962, № 1.
[17] Бородич СВ. О необходимой ширине полосы пропускания высокочастотного тракта
многоканальных радиорелейных систем // Электросвязь, 1962, № 7.
196 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

Бородич СВ. Статистический расчет нелинейных переходов, вызванных отражениями
в антенных фидерах многоканальных радиорелейных систем // Электросвязь, 1963, №
8, № 9.
Бородич СВ. Радиорелейная связь / Научно-технический сборник «Радио 70 лет».
Связь, 1965.
Бородич СВ. О применимости квазистационарного приближения к расчету нелиней-
ных переходов в многоканальных радиорелейных системах // Электросвязь, 1966,
№9.
Бородич СВ. Метод расчета нелинейных переходов в высокочастотном тракте много-
канальных радиорелейных систем // Электросвязь, 1967, № 1.
Бородич СВ. Влияние ограничения амплитуд в тракте многоканальной системы связи
на передачу сообщений в каналах // Электросвязь, 1971, № 1.
Бородич СВ. Специальное объединенное собрание Исследовательских комиссий
МККР // Электросвязь, 1971, № 9.
Бадалов А.Л., Бородич СВ. Об эффективности использования геостационарной орби-
ты спутниками связи // Радиотехника, 1971, № 11.
Бородич СВ. Радиорелейные линии / Инженерно-технический справочник по элек-
тросвязи / Под ред. СВ. Бородича, А.И. Калинина. - Связь, 1971.
Бородич СВ. Телевизионное вещание с помощью искусственных спутников Земли //
Электросвязь, 1975, № 9.
Badalov A.L., Borodich S.V Efficient use of Frequency band 11,7-12,2 and 11,7-12,5 GHz
by the broadcasting satellite service and fixed service // Telecommunication Journ., 1976, №
12, v. 43.
Бородич СВ. «Интерспутник» - Международная система спутниковой связи // Элек-
тросвязь», 1977, № 11.
Бородич СВ. Некоторые пути повышения эффективности радиосистем передачи
Электросвязь, 1980, № 4.
Бородич СВ. Влияние распределения вероятностей многоканального сообщения на
переходные помехи в каналах многоканальных систем передачи // Электросвязь, 1981,
№ 11.
Каменский Н.Н., Модель A.M., Надененко Б.С, Надененко Л.В. Справочник по радио-
релейной связи / Под ред. СВ. Бородича. Изд. 2-е, переработанное и дополненное.
Радио и связь, 1981.
Бородич СВ. Расчет помех, вызванных мешающими сигналами в системах передачи
«один канал на каждой несущей» // Труды НИИР, 1982, № 4.
Бородич СВ. Новые решения МККР в области спутниковой связи // Труды НИИР,
1983, № 1.
Бородич СВ. Упрощенная методика расчета помех между сетями фиксированной
спутниковой службы при их координации // Электросвязь, 1983, № 1.
Бородич СВ. Применение метода предварительной оценки помех между системами
фиксированной спутниковой службы // Электросвязь, 1984, № 9.
Бородич СВ. Критерий и условия ЭМС систем спутниковой и радиорелейной связи //
Электросвязь, 1986, № 2.
Бородич СВ. Новые решения МККР в области спутниковой связи // Труды НИИР,
1987, № 1.
Бородич СВ. Обобщенные технические параметры и однородность систем спутнико-
вой связи // Электросвязь, 1987, № 2.
ГЛАВА СЕДЬМАЯ 197

[39] Бородич СВ. Гармонизация сетей фиксированной спутниковой службы // Электро-
связь, 1988, №8.
[40] Бородич СВ. Фиксированная спутниковая служба (ИК 4 МККР) // Труды НИИР, 1990,
№ 1.
[41] Бородич СВ. Защитные отношения для сигналов, используемых в спутниковых сис-
темах связи // Труды НИИР, 1990, № 4.
[42] Бородич СВ. ЭМС наземных и космических радиослужб. - Радио и связь, 1990.
[43] Бородич СВ. Земные станции с малыми антеннами // Вестник связи, 1992, № 2.
[44] Бородич СВ. Место спутниковой связи в ЕАСС // Электросвязь, 1992, № 2.
[45] Бородич СВ. Какой спутник связи нужен России? // Электросвязь, 1993, №11.
[46] Бородич СВ. Эффективность частотного и кодового разделения сигналов в системах
спутниковой связи // Электросвязь, 1994, № 8.
[47] Бородич СВ., Витер В.В. Возможность использования всемирного плана фиксиро-
ванной спутниковой службы региональным содружеством в области связи // Электро-
связь, 1995, № 1.
[48] Бородич СВ. О применении систем спутниковой связи со спутниками на низких ор-
битах // Электросвязь, 1995, № 9.
[49] Oliver D., Pierce J., Shannon К. The philossophy of P.C.M / Proc. JRE, 1948, v. 36, №11.
[50] Кантор Л.Я. К вопросу о применении систем спутниковой связи со спутниками на
низких орбитах // Электросвязь, 1995, №11.
Николай Иосафович Чистяков -
Человек, Ученый, Просветитель
Человек достигает совершенства, упорно выполняя
свою Дхарму.
Бхагават-Гита
1. Введение
Библия учит, что каждый человек приходит в этот мир, чтобы содействовать утвержде-
нию свободы, истины и доброты, но далеко не всем удается осознать свое предназначе-
ние и в полной мере реализовать свой интеллектуальный и нравственный потенциал.
Однако есть счастливые люди, которые с юных лет осознают свою Дхарму - свой
долг перед другими людьми и перед будущим - и посвящают жизнь созиданию и твор-
честву. Именно благодаря им в мире постоянно происходит возрастание Добра, которое
способствует утверждению в мире духовности и созидания.
198 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

Одним из таких людей является наш современник, известный московский профессор,
видный российский специалист в области радиотехники Николай Иосафович Чистяков.
Уже почти семьдесят лет ни на минуту не иссякает творческая энергия этого чело-
века. За прошедшие годы Н.И. Чистяковым написано более сотни научных статей и де-
сятки книг по различным проблемам радиотехники, сделаны десятки изобретений.
Книги Н.И. Чистякова переведены на многие иностранные языки, они служат фунда-
ментом знаний для тысяч специалистов во многих странах, выбравших своей специ-
альностью радиотехнику, радиосвязь и вещание.
Поражает колоссальный объем исследовательской и просветительской работы, вы-
полненный Н.И. Чистяковым. Восхищает его энциклопедичность, энтузиазм и посто-
янная устремленность в будущее.
2. Жизнь и деятельность Н.И. Чистякова
Родился Н.И. Чистяков в Москве 16 июля 1914 года в семье про-
фессора математики Нефтяного института им. И.М. Губкина Иоса-
фа Ивановича Чистякова.
В возрасте пятнадцати лет он поступает в Московский теле-
графный техникум, где в течение трех лет изучает технику связи.
После его окончания в 1932 году он сразу же поступает на вечернее
отделение Московского института инженеров связи (ныне это Мос-
ковский технический университет связи и информатики - МТУСИ),
с которым с этого времени будет связана большая часть его жизни
как ученого и педагога. В этом же году он начинает работать старшим техником на Ре-
утовском узле связи. Через несколько месяцев Чистяков переходит на работу в Научно-
исследовательский институт связи сначала на должность техника, а затем инженера.
Еще в студенческие годы проявился яркий талант Н.И. Чистякова как педагога и
ученого. В 1935 году, еще будучи студентом, он начинает свою преподавательскую
деятельность читает лекции по курсу радиоприемных устройств на специальности
радиосвязь и радиовещание. Сразу же после защиты дипломного проекта Н.И. Чистя-
ков поступает в аспирантуру института, продолжая преподавать на кафедре радиопри-
емных устройств, и заведует учебной лабораторией. В 1939 году, в возрасте двадцати
пяти лет, он успешно защищает кандидатскую диссертацию и становится доцентом.
К началу Великой Отечественной войны Н.И. Чистяков - признанный в стране спе-
циалист в области радиоприемной техники. В 1940 году он переводится на работу в
Научно-исследовательский институт самолетного оборудования (НИИСО). С первых
дней войны его привлекают к разработке радиотехнического оборудования для отече-
ственной авиации. В этом институте он проработал восемь лет: сначала старшим инже-
нером-исследователем, затем начальником лаборатории, а с 1943 года начальником
отдела.
В НИИСО не прекращается активная исследовательская работа Н.И. Чистякова. В
1946 году он защищает диссертацию, и ему присваивается ученая степень доктора тех-
нических наук.
ГЛАВА СЕДЬМАЯ 199

С 1948 года Н.И. Чистяков возвращается к педагогической работе. В 1948-1949 годах
он профессор кафедры электро- и радиооборудования Академии авиационной про-
мышленности; с 1950 по 1952 год - доцент Московского энергетического института.
В 1952 году Н.И. Чистяков возвращается в МТУСИ и бессменно в течение тридцати
пяти лет возглавляет кафедру радиоприемных устройств. В этом же институте он про-
должает трудиться и сейчас.
Заведуя кафедрой в МТУСИ, он одновременно читает лекции по курсу радиопри-
емных устройств во многих крупнейших российских институтах (Московский авиаци-
онный институт, Московский энергетический институт, Московский авиационно-
технологический институт, Московское высшее техническое училище им. Баумана,
Всесоюзный заочный электротехнический институт связи и др.), участвуя в подготовке
сотен, а возможно, и тысяч советских специалистов.
На кафедре Н.И. Чистякова велись интенсивные научные исследования и создава-
лись изобретения в области радиосвязи. Многими из этих исследований руководил Ни-
колай Иосафович. Более полусотни его аспирантов защитили диссертации.
Являясь одним из крупнейших отечественных ученых в области радиосвязи,
Н.И.Чистяков был назначен по совместительству в 1957-1961 годах заместителем на-
чальника по науке одного из крупнейших российских исследовательских институтов -
Научно-исследовательского института Радио, в котором велись разработки практиче-
ски всего парка радиотехнического оборудования для гражданской радиосвязи.
Будучи признанным авторитетом в области техники радиоприема, Н.И. Чистяков
был избран на период с 1966 по 1970 год вице-председателем Исследовательской ко-
миссии (ИК) II «Радиоприемники» Международного консультативного комитета по ра-
дио (МККР) в Международном союзе электросвязи (МСЭ). На следующий период, с
1970 по 1974 год, он избирается вице-председателем ИК III «Фиксированная служба на
частотах ниже примерно 30 МГц». На этих постах он проработал восемь лет, участвуя в
формировании международной технической политики развития радиоприемной техни-
ки и систем радиосвязи.
На протяжении почти тридцати лет Николай Иосафович принимал активное уча-
стие в разработке принципов национальной технической политики развития радиосвязи
и отстаивал национальные интересы нашей страны на международной арене. В 1945-
1973 годах он неоднократно возглавлял делегации специалистов СССР, направляемые
на заседания МККР и ЮНЕСКО; как член делегации он участвовал в работе многих
международных ассамблей, симпозиумов и т. п.
Весьма значительна роль Н.И. Чистякова в издании в СССР научно-технической
литературы, освещающей наиболее значительные мировые и отечественные достиже-
ния в области радиотехники. В течение тридцати лет он был членом редколлегии жур-
нала «Радиотехника», из них одиннадцать лет - главным редактором этого журнала. С
1956 года Николай Иосафович - активный член редколлегии другого крупнейшего рос-
сийского технического журнала, «Электросвязь». В разное время он был членом редак-
ционных советов издательств «Радио и связь», «Знание», «Русский язык», «Массовая
радиобиблиотека», научным консультантом издательства «Большая советская энцикло-
педия». В течение многих лет он вел раздел «Радиоприемные устройства» в рефератив-
ном журнале «Радиотехника» ВИНИТИ в этом разделе анализируются тенденции
200 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

развития радиоприемной техники и публикуются рефераты всех наиболее важных ста-
тей и изобретений, опубликованных в разных странах мира.
Многое сделано Н.И. Чистяковым на просветительском поприще для развития и со-
вершенствования в нашей стране радиотехнического образования. Он более двадцати
лет возглавлял президиум Научно-методического совета по высшему радиотехниче-
скому образованию, был заместителем председателя Главной терминологической ко-
миссии Госстандарта СССР, входил в правление общества «Знание», был председате-
лем секции радиоприемных устройств и членом бюро Исторической комиссии Цен-
трального совета НТОРЭС им. А.С. Попова.
Н.И Чистяков входил в руководящие органы НТО Приборпрома им. Н.И. Вавилова
и Всесоюзного совета НТО.
Заслуги Н.И. Чистякова были высоко оценены научной общественностью нашей
страны. В 1974 году ему было присвоено звание заслуженного деятеля науки и техники
РСФСР В 1989 году он избирается членом-корреспондентом Академии творчества
СССР, а в 1993 году - действительным членом Жилищно-коммунальной академии Рос-
сийской Федерации. Н.И. Чистяков награжден знаками отличия многих министерств и
научно-технических обществ: министерств авиационной промышленности, связи, выс-
шего образования, печати; Госстандарта, НТОРЭС им. А.С. Попова, НТО Приборпро-
ма, общества «Знание».
Он имеет правительственные награды: орден «Знак Почета» и семь медалей.
Николай Иосафович не только видный ученый, но и прекрасный человек. Любовь к
людям является его жизненным принципом. Ему органически присущи не только глу-
бочайший профессионализм, но и такие весьма ценные человеческие качества, как де-
мократизм, доброжелательность и абсолютная порядочность. Он доброжелателен и
уважителен к людям независимо от их общественного положения. Он может, как рав-
ный с равным, обсуждать научные и инженерные проблемы и с маститым ученым, и со
студентом.
4. Научные труды, изобретения и учебники
Н.И. Чистякова
Н.И. Чистяков начал публиковаться в научных журналах с 1936 года. Он автор более
ста научных статей, посвященных разным вопросам радиотехники. Большое место в
его научном творчестве занимают, естественно, вопросы расчета и проектирования
различных элементов радиоприемных устройств: полосовых усилителей, преобразова-
телей частоты, частотных дискриминаторов, устройств автоматической регулировки
частоты. Его научные публикации последних лет касаются проблем развития сетей зо-
новой связи на коротких волнах и сетей персонального радиовызова. Результаты многих
исследований Н.И. Чистякова вошли в книги и учебники по радиоприемной технике.
Ряд статей Н.И. Чистякова посвящен терминологическим вопросам и вопросам
преподавания радиотехники в вузах.
Во время войны, работая в НИИСО, Николай Иосафович вел интенсивные научные
исследования, направленные на совершенствование систем авиационной радионавига-
ГЛАВА СЕДЬМАЯ 201

ции, и опубликовал более десяти статей на эту тему. Эти исследования составили осно-
ву его докторской диссертации «Дистанционные передачи и следящие системы в кур-
совых авиационных приборах». Его ценный опыт в разработке радионавигационной
техники отражен в книгах «Электрические авиационные приборы» [1] и «Авиационные
приборы» [2].
Во втором (1955 г.) и третьем (1975 г.) изданиях Большой советской энциклопедии
содержится ряд статей Н.И. Чистякова по вопросам радиоприемной техники и радио-
связи.
На протяжении сорока лет, начиная с 1965 года, в юбилейных сборниках, посвя-
щенных изобретению радио, регулярно публикуются обзорные статьи Николая Иоса-
фовича, подводящие итог развития техники радиосвязи за каждое десятилетие.
Н.И. Чистяковым написано тридцать книг. Многие из них неоднократно переизда-
вались, в том числе и в переводе на иностранные языки в других странах.
Первый учебник Н.И. Чистякова «Полосовые фильтры и усилители» был опублико-
ван в 1937 году. Через год он издал прекрасную монографию «Резонансные усилители
и предварительные селекторы», получившую широкую известность в нашей стране. С
1948 года за сорок лет им было написано (в ряде случаев в соавторстве) еще пять учеб-
ников [3-7] для вузов связи по радиоприемной технике. По этим учебникам осваивали
данный предмет поколения советских связистов. Перу Н.И. Чистякова принадлежат
также учебники по курсам «Радиосвязь и радиовещание» [8] и «Радиосвязь и радиоре-
лейные линии» [9].
Ряд весьма интересных книг, написанных Н.И. Чистяковым, посвящен актуальным
проблемам радиотехники: применению полупроводниковых приборов, синтезаторам
частоты, проблемам радиовещания через спутники [10-12].
Последняя из вышедших под редакцией Н.И. Чистякова книг «Справочная книга
радиолюбителя-конструктора» была издана в 1993 году.
Н.И. Чистяков активный изобретатель. За более чем сорок лет своей изобрета-
тельской деятельности он (в ряде случаев в соавторстве) создал 30 изобретений. Первое
изобретение было сделано им в 1941 году, во время войны, - оно связано с его деятель-
ностью по разработке приборов воздушной радионавигации в НИИСО. До 1948 года им
было получено 24 авторских свидетельства на различные усовершенствования таких
приборов. Весьма интересны его изобретения в области антенной техники, в частности
для приема сигналов с поляризационным разнесением в диапазоне коротких волн [13].
Последнее из полученных им авторских свидетельств датируется 1985 годом.
5. Труды по истории радиотехники
Развитие науки дает людям не только определенный набор новых знаний и технологи-
ческих рецептов производства той либо иной техники, но и глубочайшим образом от-
ражается на духовном прогрессе человечества.
Обучая специалистов новейшим достижения науки и техники, весьма важно доне-
сти до них на конкретных исторических примерах пафос творчества и созидания, пока-
зать нарастающий темп зарождения новых идей, роль и значение научных исследова-
ний и технических разработок, выполненных предыдущими поколениями ученых и
202 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

инженеров. Такое обучение способствует не только формированию специалиста, хорошо
знающего свое дело, но и формированию творческой и духовной личности созидателя,
который считает своим долгом продолжить дело предшественников в своей области.
Будучи выдающимся педагогом и отчетливо понимая, как история науки влияет на
формирование духовного облика студентов, Николай Иосафович уже много лет в своем
научном творчестве и в педагогической деятельности значительное внимание уделяет
истории радиотехники.
Н.И. Чистяков является одним из современных историков радиотехники, наиболее
глубоко исследовавшим период ее зарождения. Этой теме посвящен ряд его работ [14-
17, 24, 25], в которых показана широкая панорама исследований и важнейших изобре-
тений в данной области, начиная с самого начала ее развития. В его ярких историче-
ских трудах показано, как в умах исследователей разных стран зарождались идеи пере-
дачи сообщений с использованием электромагнитного излучения. Эти идеи, как пока-
зал Николай Иосафович, возникли задолго до того, как великий экспериментатор Ген-
рих Герц доказал существование радиоволн, теоретически предсказанных знаменитым
английским физиком Джеймсом Кларком Максвеллом. К именам Э. Бранли, А. Риги,
Э. Резерфорда и О. Лоджа - известных предшественников А.С. Попова и Г Маркони -
благодаря исследованиям Н.И. Чистякова добавились новые имена ученых, которые
вплотную подходили к реализации идеи радиосигнализации. Из работ Н.И. Чистякова
мы узнаем, что еще в 1842 году, почти за пятьдесят лет до официально признанной да-
ты рождения радиотехники в 1895 году, опыты по передаче сигналов с помощью ис-
крового передатчика выполнил американский физик Дж. Генри; задолго до 1895 года
выдвигались плодотворные идеи и проводились успешные опыты по передаче сигналов
У Круксом, Э. Томпсоном, Д.Э. Юзом и другими. Благодаря Н.И. Чистякову радиотех-
ническая общественность узнала [14] о весьма интересном достижении Т.А. Эдисона,
который еще в 1885 году изобрел способ радиосвязи с использованием передатчиков
непрерывных колебаний. Это изобретение намного опередило свое время. Подобный
способ радиосвязи начал широко применяться только с первого десятилетия XX века.
В то время как ряд отечественных историков дает статическую картину создания
радиотехники, связывая это эпохальное событие в истории нашей цивилизации с одной
определенной датой и с именем одного человека, исторические работы Н.И. Чистякова
раскрывают динамический характер научных поисков, показывая, что в них принимал
участие многочисленный интернациональный коллектив ученых, каждый из которых
внес свою лепту в общий творческий процесс созидания. Эти работы интересны и по-
учительны широтой взгляда на затронутые проблемы и объективностью Николая Ио-
сафовича, которая не позволяла ему замалчивать заслуги тех, кто на этапе становления
данного направления техники внес свой вклад в зарождение новых идей.
С исследованиями Н.И.Чистякова по истории радиотехники связан драматический
эпизод в его научной жизни. Этот эпизод поучителен своей характерностью для тота-
литарного общества. В 1975 году в одной из своих публикаций он выступил за исто-
рическую правду против директивно установленного государством мнения об абсо-
лютном приоритете в изобретении радиосвязи выдающегося русского ученого
А.С. Попова. Это тут же повлекло за собой ряд жестких административных мер. Он
был отстранен от должности главного редактора журнала «Радиотехника», его пере-
стали включать в состав делегаций специалистов, выезжающих за рубеж, в печати
ГЛАВА СЕДЬМАЯ 203

появился ряд публикаций, в том числе и подписанных большим коллективом авторов,
третирующих ученого.
Вопросы приоритета часто являются весьма сомнительной главой истории науки.
Действительно, трудно, например, назвать истинного автора одного из выдающихся
изобретений в истории человечества - книгопечатания. Молва приписывает авторство
этого изобретения гражданину небольшого немецкого города Майнца Гуттенбергу, хо-
тя есть достоверные сведения о том, что почти за двадцать лет до него книги начали
печататься в Голландии. Закон расширения газов назван именами Бойля и Мариотта,
хотя Мариотт установил его через двадцать лет после того, как закон был описан в кни-
ге Бойля, причем сам Бойль указывал на то, что автором этого закона является Роберт
Гук - знаменитый английский ученый, работавший в те годы ассистентом Бойля. И по-
добных примеров можно привести множество.
Представляется вполне обоснованной и справедливой точка зрения Н.И. Чистякова,
состоящая в том, что оба ученых, и А.С. Попов и Г Маркони, в равной степени могут
быть отнесены к тем людям, которые сделали, говоря словами Фредерика Жолио-
Кюри, «лишь последнее прикосновение к общему творению многих исследователей».
Они оба продемонстрировали миру колоссальные возможности, которые открывает ис-
пользование радиосвязи. Эта точка зрения соответствует и мнению мировой научной
общественности, закрепленному в документах Международного союза электросвязи
(членом которого является и Россия). В этих документах и А.С. Попов и Г Маркони
отнесены к первооткрывателям. Поэтому следовало бы, по-видимому, признать, что да-
та 7 мая 1895 года, празднуемая как день изобретения радио, является условной, и на-
конец завершить бесплодный спор о приоритете, уже многие десятилетия ведущийся
рядом отечественных историков науки, приписывающих роль первооткрывателя ис-
ключительно А.С. Попову.
Печальным и еще непонятым фактом российской истории является то, что многие
отечественные ученые (в том числе и А.С. Попов) при жизни не получали должной
поддержки своим идеям и не имели возможности реализовать их на своей родине. При
отсутствии такой поддержки их идеи не оказывали должного влияния на развитие ми-
ровой науки, однако их имена весьма часто использовались тоталитарным государст-
вом для организации пропагандистских кампаний и ожесточенных споров по вопросам
национального приоритета.
Еще 2000 лет тому назад Иисусом Христом было сказано: «Нет пророка в своем
отечестве». Душевную боль у каждого россиянина вызывают замечательные рассказы
классика русской литературы Н.С. Лескова «Тупейный художник», «Очарованный
странник» и «Левша», которые показывают трагическую судьбу творческих людей в
России. Эти произведения и многие факты отечественной истории, к большому сожа-
лению, подтверждают справедливость слов Иисуса для нашей страны. Поэтому для
российской истории было бы весьма важно и поучительно понять, почему изобретение
А.С. Попова на родине не встретило той значительной поддержки, которую получило
изобретение итальянского ученого Г Маркони в Великобритании. Ведь именно благо-
даря такой поддержке Маркони удалось широко развернуть свои работы и оказать колос-
сальное влияние на развитие радиотехники и радиосвязи. Основанная им фирма «Марко-
ни» и сегодня является одной из крупнейших фирм радиотехнического профиля.
204 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

Н.И. Чистяковым написан ряд ярких портретов отечественных ученых и инжене-
ров, внесших значительный вклад в прогресс радиотехники. Им подробно освещена
деятельность одного из ближайших соратников А.С. Попова П.Н. Рыбкина [18], кото-
рый совместно с другим сотрудником А.С. Попова Д.С. Троицким обнаружил возмож-
ность четкого приема слабых сигналов на слух, что позволило существенно повысить
чувствительность приемных устройств и увеличить дальность связи. В другой его ра-
боте [15] дан портрет одного из виднейших отечественных радиоспециалистов В.К. Ле-
бединского - педагога, изобретателя, популяризатора науки и первого летописца радио.
Весьма интересна и поучительна статья Н.И. Чистякова о В.И. Юзвинском изо-
бретателе активного фильтра [19]. Это изобретение открыло новое направление в со-
временной радиотехнической системотехнике. В статье показано, как это изобретение,
сделанное в связи с разработкой систем радионавигации, породило не прекращающий-
ся и сегодня поток ценных технических идей и изобретений в разных областях радио-
техники. Эта статья убедительным образом иллюстрирует известное положение
В.И. Вернадского, согласно которому в XX веке всю нашу планету охватил новый ис-
торический процесс, проявляющийся в небывалом росте научного творчества.
Н.И. Чистяковым опубликована статья [20], освещающая работу Российского об-
щества радиоинженеров, созданного в 1918 году. Основателями и членами этого обще-
ства были многие выдающиеся российские ученые и инженеры. В 1965 году к столетию
МСЭ - старейшей международной организации, занимающейся вопросами правового
регулирования и стандартизации в области связи во всем мире, Н.И. Чистяковым была
опубликована статья [21], дающая широкую панораму деятельности этой организации
начиная со дня ее основания.
В статьях Н.И. Чистякова [22, 23] показаны история развития в нашей стране радио-
технического образования и история становления первой советской школы подготовки
инженеров связи в стенах его родного института, которому он отдал 67 лет своей жизни.
Весьма интересны исторические работы Николая Иосафовича [24, 25], в которых он
рисует широкую картину развития радиоприемной техники, начиная с возникновения
новых идей использования электромагнитных колебаний для связи и заканчивая нашей
современностью. В этих статьях упомянуты многие ученые и изобретатели, внесшие
вклад в создание и совершенствование этой области техники.
Эпохальным событием XX века явилось создание глобальных систем спутниковой
связи. Это событие связано с именем ученого и инженера (а также известного писателя
и популяризатора науки) Артура Кларка. В 1945 году, сразу же после войны, «на кон-
чике пера» родился первый проект глобальной системы спутниковой связи. В то время
еще не были созданы условия для реализации подобных проектов, однако прошло всего
два десятилетия, и идеи А. Кларка триумфально воплотились в жизнь. История созда-
ния этого знаменитого проекта описана в двух статьях Н.И. Чистякова [26, 27].
6. Заключение
Знаменитый американский изобретатель Томас Альве Эдисон заметил: «Достоинство
человека должно определяться его делами, а не тем, что о нем говорят». Жизнь и дея-
тельность Н.И. Чистякова подтверждает справедливость этих слов.
ГЛАВА СЕДЬМАЯ 205

Древним мудрецам Израиля принадлежит изречение: «Ты не обязан выполнить все
задание. Но и не смеешь ты не взяться за него». Действительно, хотя человеку невоз-
можно достигнуть совершенства, однако он должен постоянно стремиться к тому, что-
бы преодолеть свои границы. Трудно сказать, знал ли Николай Иосафович о существо-
вании подобных требований к человеческой жизни, но нет сомнений, что он с юных лет
осознал свою Дхарму и сделал все для реализации дарованного ему свыше интеллекту-
ального и творческого потенциала.
Рассматривая биографию Н.И. Чистякова, нельзя избавиться от ощущения, что
жизнь этого достойнейшего человека продумана и спланирована уже с юных лет. Это
пример гармонично организованной и цельной жизни, каждый день которой сопровож-
дается духовным ростом. Он достиг совершенства в своей профессиональной области,
и как профессионал признан широкой научной общественностью и в нашей стране, и за
рубежом. Он один из выдающихся педагогов России в области радиотехники. По его
лекциям и многочисленным книгам эту науку осваивают тысячи советских инженеров.
Десятки его учеников стали учеными и приняли деятельное участие в совершенствова-
нии отечественной техники радиосвязи.
Благодаря просветительской деятельности Н.И. Чистякова были разработаны про-
граммы обучения студентов радиотехнических курсов в учебных заведениях страны,
были изданы десятки научных, учебных и научно-популярных книг по радиотехнике.
Н.И. Чистяков - один из видных историков радиотехники, регулярно публикующий
оригинальные исторические работы, которые раскрывают новые аспекты истории соз-
дания техники радиосвязи. Им создан курс истории радиотехники, который он уже не-
сколько лет читает студентам МТУСИ. Этот курс является, по-видимому, первым оте-
чественным курсом по истории радиотехники.
Наполненная творчеством и созиданием жизнь Николая Иосафовича подтверждает
справедливость сократовского принципа тождества знания и добродетели. Посредством
труда и разума осуществляется развитие и совершенствование как самого человека, так
и его нравственных начал.
Основные научные труды Н.И. Чистякова
[1] Чистяков Н.И. Электрические авиационные приборы. - Оборонгиз, 1950.
[2] Чистяков Н.И., Боднер В.А. Фридлендер Г.О. Авиационные приборы. - Оборонгиз,
1960.
[3] Чистяков Н.И. Радиоприем и работа радиоприемника. Военно-морское издательст-
во, 1951. (Переиздана в 1953, 1955 и 1956 гг., в том числе на китайском и румынском
языках.)
[4] Чистяков Н.И., Сидоров В.М., Мельников B.C. Радиоприемные устройства. - Связьиз-
дат, 1958. (Переиздана в 1959 и 1960 гг., в том числе на болгарском языке.)
[5] Чистяков Н.И., Сидоров В.М. Радиоприемные устройства. - Связьиздат, 1974
[6] Чистяков Н.И. Радиоприемные устройства. - Советское радио», 1978. (Переиздана в
1978 г на болгарском языке.)
[7] Чистяков Н.И., Буга Н.Н., Фалько А.И. Радиоприемные устройства. Радио и связь,
1986.
[8] Чистяков Н.И., Хлытчиев СМ., Малочинский О.М. Радиосвязь и вещание. - Связь,
1968.
206 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

[9] Чистяков Н.И. Основы радиосвязи и радиорелейные линии. - Связь, 1979.
[10] Чистяков Н.И. Полупроводники и их применение. Трудрезервиздат, 1957. (Переиз-
дана в 1958 и 1960 гг. на болгарском и китайском языках.)
Чистяков Н.И. Декадные синтезаторы частоты. - Связь, 1969.
Чистяков Н.И. Радиовещание через спутники. - Знание, 1969.
Чистяков Н.И. Устройство для приема сигналов с поляризационным разнесением // АС
№ 367819 от 27.07.1971.
Чистяков Н.И. Пропущенный юбилей (К изобретению Эдисоном машинного теле-
графа) // Электросвязь, 1991, № 7.
Чистяков Н.И. Первый летописец радио (К 125-летию В.К. Лебединского) // Электро-
связь, 1993, № 8.
Чистяков Н.И. Оливер Лодж и радио // Радио, 1994, № 5.
Чистяков Н.И, Шахгильдян В.В. Попов и формирование радиотехники // Радиотехни-
ка, 1995, №4, 5.
Чистяков Н.И. Петр Николаевич Рыбкин (К 135-летию со дня рождения) // Электро-
связь, 1994, № 6.
Чистяков Н.И. Фильтр В.И. Юзвинского изобретение и его развитие Электро-
связь, 1993, № 11.
Чистяков Н.И. 75 лет Российского общества радиоинженеров // Радиотехника, 1993,
№ 8, 9.
Чистяков Н.И. Сто лет Международного союза электросвязи // Радиотехника, 1965,
№5.
Чистяков Н.И. Радиотехническое инженерное образование в СССР за 50 лет // Извес-
тия вузов - Радиоэлектроника, 1967, т. 10, № 12.
Чистяков Н.И., Ефимов И.Е. Первая советская школа инженеров связи / Труды учеб-
ных институтов связи - системы и средства передачи информации по каналам связи,
1963.
Чистяков Н.И. Развитие методов радиоприема / Формирование радиоэлектроники.
Наука, 1988.
Чистяков Н.И. Техника и принципы радиоприема. Ч. I: Предыстория, начало разви-
тия // Электросвязь, 1995, № 2. Ч. II: 20-70-е годы // Электросвязь, 1995, № 6.
Чистяков Н.И. Артур Кларк и спутники связи // Радиотехника, 1971, № 12.
Чистяков Н.И. 50 лет космического проекта Артура Кларка. // Радиотехника, 1995, № 3.
ГЛАВА СЕДЬМАЯ 207

Список литературы
Литература к главе 1
При написании данной главы использовались статьи исторического и обзорного харак-
тера, опубликованные в журналах «Радиотехника», «Электросвязь», «ШЕЕ Trans.
Commun. Technob, «ШЕЕ Trans. Inform. Theory», «Ргос. ШЕЕ», «Bell Syst. Tech. J.», a
также следующие книги и сборники:
[I] Радионов В.М. Зарождение радиотехники / Под ред. В.И. Сифорова. М: Наука, 1985.
[2] Формирование радиоэлектроники / Под ред. В.М. Радионова. М: Наука, 1988.
[3] Great discoveries telecommunication, International Telecommunications Union. Switzer-
land, 1991.
[4] CCIR 50th Anniversary. International Telecommunications Union, Switzerland, 1979.
[5] E. Colin Chery. A History of the Theory of Information // Proc. IEE, 1951, v. 98, pt. 3.
[6] Pierce J.R. The Early Days of Information Theory // IEEE Tr. On Information Theory.
1973, v. IT-19,№ 1.
[7] Прелое В.В. Теория информации в Институте проблем передачи информации // Ра-
диотехника, 1999, № 12.
[8] 50 лет радио / Научно-технический сборник под ред. А.Д. Фортушенко. М: Связьиз-
дат, 1945.
[9] 60 лет радио / Научно-технический сборник под ред. А.Д. Фортушенко. М.: Связьиз-
дат, 1955.
[10] 70 лет радио Научно-технический сборник под ред. А.Д. Фортушенко. М: Связь,
1965.
[II] 80 лет радио / Научно-технический сборник под ред. А.Д. Фортушенко. М.: Связь,
1975.
[12] 90 лет радио / Научно-технический сборник под ред. А.Д. Фортушенко, В.Л. Быкова.
М.. Радио и связь, 1985.
[13] 100 лет радио / Научно-технический сборник. М.: Связьиздат, 1995.
[14] Радио 100 // Юбилейный выпуск журнала «Радиотехника», 1995, № 4-5.
[15] Первышин Э.К. Русаков А.А., Федоровский Е.Г Индустрия передачи информации.
М.. Радио и связь, 1984.
[16] Бурлянд В.А., Володарская В.Е., Яроцкий А.В. Советская радиотехника и электросвязь
в датах. М: Связь, 1975.
[17] Очерки истории радиотехники. М: Издательство АН СССР, 1960.
[18] Hilder S. From smoke signals to Telstar. London, Model Aeronautical Press Ltd. 1966.
[19] Brenda Madox. Communication: the next revolution. London, 1968.
[20] Электроника: прошлое, настоящее, будущее / Пер. с английского под ред. члена-
корреспондента АН СССР В.И. Сифорова. М.: Мир, 1980.
208 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

Литература к главе 3
В приведенном списке литературы для книг, переведенных на русский язык, в скобках
указан год их первоначального издания.
[I] Котельников В.А. Теория потенциальной помехоустойчивости. М.: Госэнергоиздат
1956.
[2] Kotelnikov V.A. The Theory of Optimum Noise Immunity. N.Y McGraw-Hill Book Co.,
1959.
[3] IRE Trans. On Information Theory // Book Reviews, 1960. V.6, № 4, p. 508.
[4] Siegert A.J.F Preface and Lawson J.L.JJhlenbeck G.E. in Threshold Signals //NY 1950,
№ 7.5.
[5] Woodward M., Davies I.L. Theory of Radar Information // Philps. Mag., 1950, October, №
321, 1001-1017.
[6] Woodward M. Probability and Information Theory with Application to Radar. London:
Pergamon Press, 1953.
[7] Middleton D. Statistical Criteria for the Detection of Pulsed Carriers in Noise //1, II, Journ.
AppL Phys., 1953, v 24, No 4, p. 371-391
[8] Peterson W.W Birdsall T.G., Fox W.C. The Theory of Signal Detectability. // IRE Trans.
Inform. Theory, 1954, № 4.
[9] Миддлтон Д. Введение в статистическую теорию связи, Т. 2. М.: Советское радио,
1962 (1960).
[10] Амиантов И.Н. Применение теории решений к задачам обнаружения сигналов и вы-
деления сигналов из шумов. М.: ВВИА им. Жуковского, 1958.
[II] Амиантов И.Н. Избранные вопросы статистической теории связи. М.: Советское ра-
дио, 1971.
[12] Давенпорт В.Б., Рут В.Л. Введение в теорию случайных сигналов и шумов. М.: Изд-
во иностранной литературы, 1960 (1958).
[13] Вайнштейн Л.А., Зубаков ВД. Выделение сигналов на фоне случайных помех. М.:
Советское радио, 1960.
[14] Хелстром К. Статистическая теория обнаружения сигналов. М.: Изд-во иностранной
литературы, 1963 (1960).
[15] Котельников В.А. О пропускной способности «эфира» и проволоки в электросвязи.
Материалы по радиосвязи к 1-му Всесоюзному съезду по вопросам технической ре-
конструкции связи. Всесоюзный энергетический комитет, 1933.
[16] Nyquist Н. Certain topics in transmission theory // AIEE Trans., 1928. V 47, p. 617-644.
[17] Shannon C. Communication in the presence of noise // PIRE, 1949. V 37, № 1.
[18] Whittaker E.T. On the function which are represented by the expantion of interporation the-
ory // Proc. Roy. Soc. Edinburgh, 1915. V 35, p. 181-194.
[19] Whittaker J.M. The Fourier theory of the cardinal functions // Proc. Roy. Soc. Edinburgh,
1929. V l,p. 169-176.
Литература к главе 4
[1] Быховский М.А. Очерк истории создания теории потенциальной помехоустойчивости
// Электросвязь, 1998, № 5.
[2] Котельников В.А. Теория потенциальной помехоустойчивости. М.: Госэнергоиздат,
1956.
список ЛИТЕРАТУРЫ 209

[3] Peterson W W Birdsall T.G., Fox W.C. The Theory of Signal Detectability // IRE Trans. In-
form Theory. 1954. V PGIT - 4, № 4.
[4] Котельников В.А. Сигналы с максимальной и минимальной вероятностями обнаруже-
ния // Радиотехника и электроника, 1959, № 3.
[5] ФинкЛ.М. Теория передачи дискретных сообщений. М.: Советское радио, 1970.
[6] Bennet W.R., Salz J.A. Binary Data Transmission by FM over a Real Channel // BSTJ, 1963,
September.
[7] Петрович Н.Т Передача дискретной информации в каналах с фазовой манипуляцией.
М.: Советское радио, 1965.
[8] Nvquist Н. Certain Topics in Telegraf Transmission Theory // Trans. AIEE (Electr. Eng.).
1928. April, p. 617
[9] De Bellsize H. La Reseption Synchrone // Onde Electr. 1932. V 11, June, p. 230-240.
Оку нее Ю. Б. Теория фазоразностной модуляции. М.: Связь, 1979.
Хворостенко Н.П. Статистическая теория демодуляции дискретных сигналов. М.:
Связь, 1968.
Cahn C.R. Performance of Digital Phase-modulation communication System // IRE Trans.
1959. V CS-7, May.
Заездный Л.М., Окунев Ю.Б., Рахович Л.М. Фазоразностная модуляция. М.: Связь,
1967
Helstrom C.W Resolution of Signals in White Gaussian Noise // Proc. IRE. 1955. V 43,
September.
Stein S. Unified Analysis of Binary Communications Systems // IEEE Trans. 1964. IT - 10,
№ 1.
Doelz M., Heald E., Martin D. Binary Data Transmission Techniques for Linear Systems //
Proc. IRE. 1957 V 45, May.
Lawton J.G. Theoretical Error Rates of Differentially Coherent Binary and «Kineplex» Data
Transmission Systems // Proc. IRE. 1959. V 47, September.
Институт военной связи. История и современность (1923-1998). Мытищи, 1998.
Buda R de. Coherent. Demodulation of Frequency - Shift Keying With Low Deviation Ratio //
IEEE Trans. 1972. COM - 20, № 6.
Shannon C. Mathematical Theory of Communication // BSTJ. 1948. V 27, №3.
Rice S.O. Communication in the Presence of Noise-probability of Error for Two Encoding
Schemes//BSTJ. 1950. Jan.
Блох Э.Л., Харкевич А.А. Геометрические представления в теории связи // Известия
АН СССР 1955. Отд. техн. наук, № 6.
Игнатьев Н.К. Геометрические основания оптимального кодирования. Сб. Гос. НИИ
Мин. связи СССР 1958. Вып. 8.
Shannon С. Probability of Error for Optimal Codes in a Gaussian Channel // BSTJ. 1959.
May.
Balakrishnan A.V A Contribution to the Sphere-packing Problem of Communication The-
ory. J. Math. Analysis and Appls. 1961. № 3.
Slepian D. Bounds on Communication, // BSTJ. 1963. V 42, May.
Мешковский К.А., Кириллов H.E. Кодирование в технике связи. М.: Связь, 1966.
Nuttall А.Н. Error Probabilities for Equicorrelated M-ary Signals Under Phase-coherent and
Phase-incoherent Reception // IRE Trans. 1962. IT - 9, July.
Gallager R.G. A Simple Derivation of the Coding Theorem and Some Applications // IEEE
Trans. 1965. IT - 11, Jan.
Быховский М.А. Оценка вероятности ошибочного приема в многопозиционных систе-
мах связи // Труды НИИР 1973. № 4.
210 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

Котов B.C., Финк Л.М. О двух методах приема сигналов ДЧТ // Радиотехника. 1964.
№2.
Агапов И. Ф. Двухканальное частотное радиотелеграфирование (ДЧТ) // Радиотехника.
1954. №3.
Cahn CR. Combined Digital Phase and Amplitude Modulation Communication Systems //
IRE Trans. 1960. CS - 8, September.
Campopiano C.N., Glazer B.G. A Coherent Digital Amplitude and Phase Modulation
Sheme // IRE Trans. Commun. Syst. 1962. CS - 10, March.
Smith J.G. Odd-Bit Quadrature Amplitude Shift Keying // IEEE Trans. 1975. COM 23,
March.
Slepian D. Permutation Modulation // Proc. IEEE. 1965. № 3.
Reed IS., Scholtz. N-Orthogonal Phase-Modulated Codes // IEEE Trans. 1966. IT - 12, July.
Lindsey W.C, Simon M.K. L-Orthogonal Signal Transmission and Detection // IEEE Trans.
1972. COM-20, October.
Гинзбург В.В. Многомерные сигналы для непрерывного канала // Проблемы передачи
информации. 1984. № 1.
Ungerboeck G. Channel Coding with Multilevel Phase Signal IEEE Trans. Inform.
Theory. 1981. № 1.
Зюко А.Г., Фалько A.M., Панфилов М.П., Банкет В.Л., Мващенко Л.В. Помехоустойчи-
вость и эффективность систем передачи информации. М.: Радио и связь, 1985.
Зяблое В.В., Коробков Д.Л., Портной СЛ. Высокоскоростная передача сообщений в
реальных каналах. М.: Радио и связь, 1991.
Литература к главе 5
[I] Котельников В.А. Теория потенциальной помехоустойчивости. М.: Госэнергоиздат,
1956.
[2] Barrow В. В. Translation of historic paper on diversity reseption // Proc. IRE. 1960. № 1.
[3] Beverage H., Peterson H. Diversity Receiving System of RCA Communication for
Radiotelegraphy // Proc. IRE. 1931. № 4.
[4] Fries H.T Feldman GB. A Multiple Unit Steerable Antenna for Short Wave // Proc. IRE.
1937 V 16, №7
[5] Eckersley T.L. A discussion on short wave fading // Marconi Review. 1928. № 1.
[6] Сифоров В.М. Отчет ЦРЛ за 1930 год. (Неопубликованная работа.)
[7] Котельников В.А. Количественная оценка различных методов борьбы с замираниями /
Научно-технич. сборник Института связи. 1936. Вып. 11, с. 15-26.
[8] Шумская И.Н. I Научно-технический сборник Института связи. 1936.
[9] Щукин А.Н. Применение теории вероятности к явлению замирания (федингу) // Жур-
нал технической физики. 1937 Вып. 2, т. VII.
[10] Мельников B.C. Сложение приемников при приеме на разнесенные антенны / Доклад
на Всесоюзной конференции Научно-технического общества им. А.С. Попова 1947
[II] Хмельницкий Е.А. Разнесенный прием и оценка его эффективности. М.: Связьиздат,
1960.
[12] Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. М.: Советское радио, 1963
(1970).
[13] Андронов М.С, Финк Л.М. Передача дискретных сообщений по параллельным кана-
лам. М.: Советское радио, 1971.
[14] Кловский Д.Д. Передача дискретных сообщений по радиоканалам. М.: Связь, 1969.
список ЛИТЕРАТУРЫ 211

Хворостенко Н.П. Статистическая теория демодуляции дискретных сигналов. М.:
Связь, 1968.
Turin G.L. On Optimal Diversity Reception. Pt.l.// IRE Trans. 1960. IT - 7, № 3. Pt. 2 //
IRE Trans. 1962. CS - 10, № 1.
Турин Дж. Лекции о цифровой связи. М.: Мир, 1972.
Turin G.L. et al. A Statistical Model for Urban Maltipath Propagation // IEEE Trans. Veh.
Tech. 1972. Vol. 21, №2.
Pierce IN. Theoretical Diversity Improvement in Frequency-Shift Keying // Proc. IRE.
1958. May.
Lindsey W.C. Asymptotic Performance Characteristics for the Adaptive Coherent Multire-
ceiver and Noncoherent Multireceiver Operating Through the Rician Fading Multichannel //
IEEE Trans, on Com. And Electr. 1964. Jan.
Lindsev W.C Error Probability for Incoherent Diversity Reception // IEEE Trans. 1965. IT -
11, №4.
Быховский М.А. Способы оценки вероятности ошибочного приема в теории передачи
дискретных сообщений. Ч. 1 - Двухпозиционные системы разнесенного приема. 1971.
№12. Ч. 2 - Системы с многопозиционными сигналами. 1972. №1.
Pierce I.N., Stein S. Multiple Diversity with Nonindependent Fading // Proc. IRE. 1960. № 1.
Быховский М.А. Анализ помехоустойчивости приема на основе модели KB канала,
учитывающей особенности распространения радиоволн // Труды НИИР 1972. №1,
ч.1; Труды НИИР 1972. №2, ч.2.
Кеннеди Р Каналы связи с замираниями и рассеянием. М.: Советское радио, 1973
(1969).
Price R., Gren Р.Е. A Communication Technique for Multipath Channels // Proc. IRE.
1958. №3.
Харкевич А.А. Передача сигналов модулированным шумом Электросвязь. 1957
№11.
Быховский М.А. Помехоустойчивость метода когерентного сложения сигналов в мно-
голучевом сигнале при неполном разделении лучей // Проблемы передачи информа-
ции. 1969. Вып. 1.
Bello P., Nelin B.D. Predetection Diversity Combining with Selectively-Fading Channtls //
Trans. IRE. 1962. CS - 10, March.
Hancock 1С, Lindsey W.C Optimum Performance of Self-Adaptive Systems Operating
Through a Rayleing - Fading Medium // IRE Trans. 1963. CS - 11, № 4.
Proakis J.G., Drouilhel P.R., Price R. Perfomance of coherent detection systems using deci-
sion-directed channel measurement // IEEE Trans. 1964. V CS - 12, March.
Nvquist H. Certain topics in telegraph transmission theory // Trans. AIEE. 1928. V 47, p.
617-644.
Кювский Д.Д. Передача дискретных сообщений по радиоканалам. М.: Радио и связь,
2-е издание, 1984.
Николаев Б.И. Последовательная передача дискретных сообщений по непрерывным
каналам с памятью. М.: Радио и связь, 1988.
Austin М.Е. Decision-feedback equalization for digital communication over dispersive chan-
nel. M.I.T. Lincoln Lab., Lexington, Mass., Tech. Rept. 437, August, 1967.
Price R. Nonlinearly feedback-equalized РАМ vs capacity for noisy filter channels. Rec.
Int. Conf. Commun, ICC, 1972.
Belfiore C.A., Park J.N. Decision feedback equalization // Proc. IEEE. 1979. V 67, № 8.
Chang R.W Hancock J.C. On receiver structures for channel having memory // IEEE
Trans. 1966. V IT - 12, October.
212 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

[39] Forney G.D. Maximum-likelihood sequence estimation of digital sequences in the presence
of intersymbol interference // IEEE Trans. 1972. V IT - 18, May.
[40] Kobayashi H. Correlative level coding and maximum-likelihood decoding, IEEE Trans, v.
IT-17, Sept., 1971.
[41] Omura J.K. Optimal receiver design for convolutional codes and channel with memory via
control theoretical concepts // Inform. Sci. 1971. V 3, July.
[42] Kettel E. Ein automaticher Optimizator fur den Abgleich des Impulsentzerrers in
Datenuberagung // Arch. Elektr. Ubertr. 1964. № 18, p. 271-278.
[43] Tafts D. W Nyquist»s problem the joint optimisation of transmitter and receiver in РАМ //
Proc. IEEE. 1965. V 53, №3.
[44] Di Того M.J. Communication in Time-Frequency Spread Media Using Adaptive Equaliza-
tion // Proc. IEEE. 1968. V 56, № 10.
[45] Lucky R.W Techniques for adaptive equalization for digital communication systems
BSTJ. V 45, № 2, p. 255-286.
[46] Зяблое B.B., Коробков Д.Л., Портной СЛ. Высокоскоростная передача сообщений в
реальных каналах. М.: Радио и связь, 1991.
Литература к главе 6
[ 1 ] Duddel W Brit. pat. N21629, 1900, 29 Nov.
[2] Poulsen V The production of alternating currents // Engineering. 1907 V 82, p. 734.
[3] Thomson E. U.S. pat. N454622, 1892, 18 July
[4] Шулейкин M.H. Об условиях применения генераторов высокой частоты для радиоте-
лефонии // Известия по минному делу. 1916. № 49.
[5] Carson. Notes on the Theory of Modulation // Proc. IRE. 1922. V 10, Febr., p. 57-82.
[6] Armstrong E.H. A Method of Reducing Disturbances in Radio Signalling by a System of
Frequency Modulation // Proc. IRE. 1936. V 24, May, p. 689-740.
[7] Зейтленок Г.А., Каменский E.H. Новый метод фазовой модуляции коротковолновых
передатчиков // Техника радио и слабого тока. 1932. № 5-6.
[8] Гоноровский И. С, Сифоров В.М. Многоканальная система ЧМ с однополосной ампли-
тудной модуляцией в каналах. Авторское свидетельство № 64036, 1941.
[9] Van der Pohl Frequency Modulation // Proc. IRE. 1930. V 18, June, p. 1194.
[10] Roder H. Amplitude, Phase and Frequency Modulation // Proc. IRE. 1931. V 19, Decem-
ber, p. 2145.
[11] Манаев Е.И. О ширине полосы при приеме ЧМ сигналов, необходимой для отсутствия
нелинейных искажений // Радиотехника. 1948. № 5, с. 54-61.
[12] Лубны-Герцык А.Л. Расчет кросс-модуляции при многоканальной передаче с очень
большим числом каналов // Электросвязь. 1939. № 6, с. 63-70.
[13] Middleton D. The Distribution of Energy in Randomly Modulated Waves // Phil. Mag.
1951. V 42, №7, p. 689.
[14] Zade L.A. Correlation Function and Spectra of Phase - and Delay - modulated Signals //
Proc. IRE. 1951. V 39, April, № 4, p. 425-428.
[15] Medhurst R.G. RF spectra of waves frequency modulated with white noise // Proc. IEE.
1960. V 107, May, pt. C, monograph 380E.
[16] Рытое СМ. Модулированные колебания и волны // Труды ФИАН. 1940. Т. II, вып. 1,
с. 41-133.
[17] Вайнштейн Л.А. Теория флюктуационной модуляции / Л.А. Вайнштейн, В.Д. Зубаков.
Выделение сигналов на фоне случайных помех: Советское радио, 1960.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
213

Abramson N. Bandwidth and Spectra of Phase and Frequency - modulated Waves // IEEE
Trans. Commun. Systems. 1963. V CS - 11, Dec, № 4, p. 407-414.
Blachman N.M., Alpine G. The Spectrum of a High - Index FM Wave form: Woodward's
Theorem Revisited // Trans. IEEE. 1969. V COM - 17, № 2.
Massa F Permissible Amplitude Distorttion of Speech in Audio Reprodusig System // Proc.
IRE. 1937 May.
Medhurst R.G., Roberts J.H. Evaluation of distortion in FM radio system by a Monte Carlo
method // Proc. IEE. 1966. V 113, April, p. 570-580.
Shimbo O., Loo C. Digital Computation of FM distortion due to bandpass filters // IEEE Tr.
Commun. Technology. 1969. V COM - 17, № 5, p. 571-574.
Carson J.R., Fry T.C. Variable Electrical Circuit Theory with Application to the Theory of
Frequency Modulation // BSTJ. 1937 V 16, № 4, Oct., p. 513-540.
Van-der-Pol B. The Fundamental Principles of Frequency Modulation // Proc. IEE. 1946. V
93, May, pt. Ill, p. 153.
Гоноровский И.С. Частотная модуляция и ее применения. М.: Связьиздат, 1948.
Бородич СВ. Линейные искажения при частотной модуляции // Радиотехника. 1954.
Т 9, № 6, с. 66-72.
Medhurst R.G. Fundamental and Harmonic Distortion of Waves Frequency Modulated with
a Single Tone // Proc. IRE. 1960. March, pt. B, p. 155-164.
Бородич С.В. Расчет шумов в радиорелейных линиях с частотным уплотнением и час-
тотной модуляцией // Электросвязь, 1956. № 1, с. 10-20.
Смирнов В.А. Нелинейные искажения в многоканальных системах связи с частотной
модуляцией // Радиотехника. 1956. № 2.
Medhurst R.G. Explicit from FM distortion products with white-noise modulation // Proc.
IEE, (March, 1960), v. 107, № 11, pt. C, p. 120-126; (Sept. 1960), v. 107, № 12 (with Rob-
erts), p. 367-369.
Rice S.O. Second and third order modulation terms in the distortion produced when noise
modulated FM waves are filtered // BSTJ. 1969. V 48, № 1, p. 87-141.
Bennett W.R., Curtis H.E., Rise S.O. Interchannel interference in FM and PM systems under
noise loading conditions // BSTJ. 1955. V 34, № 3, p. 601-636.
Бородич СВ. Искажения и помехи в многоканальных системах радиосвязи с частот-
ной модуляцией. М.. Связь, 1976.
Mircea A. Harmonic Distortion and Intermodulation Noise in linear FM Transmission Sys-
tems. Rev. Roumaine des Sciences techniques // Ser. Electrotechnique et Energetique. 1967
V 12, №3, p. 359-371.
Bedrosian E., Rice S.O. Distortion and Crosstalk of Linearly Filtered. Angle-Modulated Sig-
nals // Proc. IEEE. 1968. Jan., p. 6-19.
Быховский М.А. Применение рядов Вольтерра для анализа нелинейных искажений в
системах с частотной модуляцией // Труды НИИР 1974. № 4, с. 62-74.
Быховский М.А. Нелинейные искажения в следящих демодуляторах, обусловленные
паразитной амплитудной модуляцией // Труды НИИР 1976. № 1.
Быховский М.А. Представление сигнала на выходе линейного фильтра при частотно мо-
дулированном входном сигнале // Радиотехника и электроника. 1973. № 7, с. 1396-1405.
Смирнов В.А. Теоретическое изучение влияния многолучевого распространения ра-
диоволн на KB связь при ЧМ // ЖТФ. 1945. Т. XV, вып. 11.
Просин А.В. К расчету перекрестных искажений при многолучевом распространении
радиоволн // Научные доклады Высшей школы. Радиотехника и электроника. 1959.
№ 1,с. 53-61.
214 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

Гусятинский И.Л., Рыскин Э.Я. Теоретическое и экспериментальное исследование
мощности переходных помех при многолучевом приеме // Электросвязь. 1962. № 12.
Гусятинский И.Л., Папернов И.Л. Флуктуации остаточного затухания и мощность пе-
реходных помех на тропосферных линиях при автокорреляционном приеме составно-
го сигнала // Труды НИИР 1973. № 4, с. 41-51.
Папернов И.Л., Розенфельд В.М. Флуктуации АЧХ линейного тракта тропосферных
РРЛ с ЧМ // Электросвязь. 1978. № 2, с. 41-46.
Bello Р.А., Nelin B.D. The effect of frequency selective fading on intermodulation distortion
and subcarrier phase stability in frequency modulation systems // IEEE Trans. 1964. V CS -
12, №3, p. 87-101.
Мандельштам Л.М. Полное собрание трудов. М., АН СССР, 1947, т. 2, 3.
Сифоров В.М. О действии помех при приеме по методу Армстронга // ИЭСТ (Извес-
тия электропромышленности слабого тока). 1936. № 7
Пестряков В.Б. Детектирование колебаний с частотной модуляцией // Электросвязь.
1938. №2.
Crosby M.G. Frequency Modulation Noise Characteristics // Proc. IRE. 1937 V 25, April,
p. 472-514.
Roder H. Noise in Frequency Modulation // Electronics. 1937 May.
Middleton D. On Theoretical Signal-to-Noise Ratios in FM Receivers: A Comparison with
Amplitude Modulation // J. Appl. Phys. 1949. № 20, p. 334.
Rice S.O. Noise in FM Receivers. Chap. 25 in M.Rostenblatt (ed) // Proc. of the Symp. on
Time Series Analysis. 1963. № 4.
Рыскин Э.Я. О пороговом уровне ЧМ приемника // Электросвязь. 1964. № 6, с. 1-7
Малолепший Г.А. К вопросу о помехоустойчивости частотной модуляции / Методы
помехоустойчивого приема ЧМ и ФМ. Под ред. А.Г Зюко. М.: Советское радио, 1970.
Chaffee J.G. The Application of Negative Feedback to FM System // Proc. IRE. 1939. May.
Винницкий А. С. Авторское свидетельство № 63529 от 09.09.1940.
De Bellscize H. La Reseption Synchrone // Onde electr. 1932. V 11, June, p. 230-240.
Агеев Д.В., Родионов Я.Г ЧМ радиоприем со следящей настройкой. М.: Госэнергоиз-
дат, 1958.
Кантор Л.Я. Опыт внедрения УКВ ЧМ приема на радиоузлах Московской области.
М.: Связьиздат, 1960.
Enloe L.H. Decreasing the Threshold in FM by Frequency Feedback // Proc. IEEE. 1962. № 1.
Giger A.I., Chaffee J.G. The FM Demodulator with Negative Feedback // BSTJ. 1963. July,
№4, p. 1.
Develet J.A. A Threshold Criterion for Phaselock Demodulation // Proc. IEEE. 1963. V 51,
Febr., p. 349-356.
Tausworth R.C. A method for calculating phase-locked loops performance near threshold //
IEEE Tran. Commun. Techn. 1967 V COM - 15, № 4, p. 502-506.
Большаков И.А., Репин В.Г Вопросы нелинейной фильтрации // Автоматика и телеме-
ханика. 1961. №4, с. 466-478.
Стратонович Р.Л. Применение теории процессов Маркова для оптимальной фильт-
рации сигналов // Радиотехника и электроника. 1960. № 11, с. 1751-1764.
Lehan F W Parks R.J. Optimum Demodulation JRE Nat. Conv. Rec. 1953, Pt. 8, p. 101-
103.
Kushner H.J. On the Differential Equations Satisfied by Conditional Probability Densities of
Markov Processes with Applications // J.SIAM Control, Ser. A. 1964. V 2, № 1, p. 106-119.
Rice S.O. Mathematical Analysis of Random Noise // BSTJ. 1945. V 24, № 46.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 215

Бунимович В.М. Флуктуационные процессы в радиоприемных устройствах: Советское
радио, 1951.
Миддлтон Д. Введение в статистическую теорию связи / Пер. с англ. под ред. Б.Р Ле-
вина. 1962. Т. 2.
Стратонович Р.Л. Избранные вопросы теории флуктуации в радиотехнике. М.: Со-
ветское радио, 1961.
Тихонов В.М. Статистическая радиотехника. М.: Советское радио, 1966.
Viterby A J., Cahn C.R. Optimum Coherent Phase and Frequency Demodulation of a Class
of Modulation Spectra // IEEE Trans. Space Electron. Telemetry. 1964. V SET - 10, Sept.
№3,p. 95-102.
Ван Трис Г Теория обнаружения, оценок и модуляции / Пер. с англ. под ред. В.Т. Го-
ряинова. М.: Советское радио, 1957 Т. 2.
Снайдер Д. Метод уравнений состояния для непрерывной оценки в применении к тео-
рии связи / Пер. с англ. под ред. В.Б. Силина. М.: Энергия, 1973.
Тихонов В.И. Помехоустойчивость оптимальных методов приема ФМ и ЧМ радиосиг-
налов // Электросвязь. 1969. № 3.
Кантор Л.Я. О модели порога в системах следящего приема ЧМ сигналов // Сборник
трудов Гос. НИИ Министерства связи. 1968. № 2, с. 255-260.
Афанасьев Ю.А. Анализ воздействия флуктуационных шумов на ЧМ приемник со
следящим фильтром // Сборник трудов Гос. НИИ Министерства связи. 1965. Вып. 3,
с. 39-41.
Логинов В.В. Помехоустойчивость двухпетлевого следящего демодулятора ЧМ сигна-
лов // Труды НИИР 1972. № 2, с. 34-37
Дорофеев В.М. Анализ бесфильтровых систем следящего приема ЧМ сигналов // Тру-
ды НИИР 1969. № 1, с. 18-21.
Дорофеев В.М. Анализ систем следящего приема ЧМ сигналов // Труды НИИР 1969.
№ 2, с. 22-27
Белоус А.В. О пороге ЧМ приемника с обратной связью по частоте // Радиотехника и
электроника. 1970. № 11, с. 2400-2404.
Белоус А.В. К анализу работы ЧМ приемника с обратной связью по частоте при воз-
действии флуктуации // Радиотехника и электроника. 1971. № 7, с. 1288-1291.
Родионов Я.Г ЧМ радиоприем с обратным управлением. М.: Советское радио, 1972.
Кантор Л.Я., Дорофеев В.М. Помехоустойчивость приема ЧМ сигналов. М.: Связь,
1977
Винницкий А.С. Модулированные фильтры и следящий прием ЧМ. М.: Советское ра-
дио, 1969.
Справочник по радиорелейной связи / Под ред. Бородича СВ. М.: Радио и связь, 1981.
Wheeler Common-Channel Interference between two FM Signals // Proc. IRE. 1942. Jan.
Бородич С.В. Расчет допустимой величины радиопомех в многоканальных радиоре-
лейных системах // Электросвязь. 1961. № 1, с. 13-24.
Medhurst R.G., Hicks E.N., Grosset W Distortion in frequency division multiplex FM Sys-
tem due to an interfering carrier // Proc. IEE. 1958. Pt. c, v. 105, № 5, p. 282-292.
Hamer R. Radio frequency interference in multichannel telephone FM radio systems // Proc.
IEE. 1961. V 108, pt. B,p. 75-89.
Герасимов В.В., Охтяркин Е.Г Одновременное действие радиопомех и флуктуацион-
ного шума на приемники ЧМ сигналов // Электросвязь. 1969. № 8, с. 10-14.
Кантор Л.Я. Избирательность ЧМ приемника с ОСЧ при неидеальном ограничителе //
Электросвязь. 1972. № 9, с. 31-37
216 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

[93] Кантор Л.Я., Дьячкова М.Н., Дорофеев В.М. Влияние радиопомех на приемник ЧМ
сигналов // Электросвязь. 1971. № 6, с. 39-44.
[94] Быховский М.А. Простой метод расчета искажений ЧМ сигналов при действии радио-
помех // Радиотехника. 1979. № 11, с. 73-78.
[95] Jeruchim М.С. A Syrvey of Interference Problems and Applications to Geostationary Satel-
lite Networks//IEEE Proc. 1977 V 65, №3, p. 317-331.
[96] Брауде Г.В. О колебательных системах с безватной связью (Обобщение принципа об-
ратной связи) // Журнал технической физики. 1931. Т. 1, вып. 1.
[97] Crosby. Reactance - Tube Frequency Modulators // RCA Rev. 1940. № 1.
[98] Марголин Ю.Н., Цирлин И.С. Преобразователь фазовой модуляции в частотную
Труды НИИР 1972. № 1, стр. 67-75.
[99] Быховский М.А. Формирователь ЧМ колебаний со стабильной центральной частотой и
его применение в радиотехнике // Радиотехника. 1986. № 12, с. 22-25.
[100] Соколинский ВТ Шейкман В.Г Частотные и фазовые модуляторы и манипуляторы.
М.: Радио и связь, 1983.
[101] Foster D.E., Selly S.W Automatic Tuning Simplified Circuits and Design Practice // Proc.
IRE. 1937 №3.
[102] Новаковский СВ., Самойлов Г.П. Дробный детектор НС-1 // Радио. 1949. № 6.
[103] Чистяков Н.И., Сидоров В.М., Мельников B.C. Радиоприемные устройства. М.: Связь-
издат, 1959.
[104] Несвит Н.А. Стабилизация частоты диапазонного генератора с помощью линии за-
держки // Радиотехника. 1958. № 8.
[105] Wilmotte R.M. Reduction of interference in FM receiver by feedback across the limiter //
Proc. IRE. 1952. V 40, № 1.
[106] Гусятинский И.А., Марголин Ю.Н. Приемники ЧМ сигналов со следящим гетероди-
ном. Авторское свидетельство № 168338. 1969.
[107] Beverage Н.Н., Peterson Н.О. Diversity receiving systems of RCA communication // Proc.
IRE. 1931. V 19, №4.
[108] Adams R.T., Smith H.L., Sunde E.D. Comments of digital transmission capabilities of a
transportable troposcatter systems // IEEE Trans, on Commun. 1968. V COM - 16, № 2.
[109] Соколов А.В., Печерский И.С. Приемное устройство для сдвоенного приема. Автор-
ское свидетельство № 158602, 1962.
[ПО] Шашин Ю.В. Когерентное сложение радиосигналов с неизвестными фазами ВЧ коле-
баний // Труды ЦНИИС МО. 1969. Вып. 6.
[Ill] Sharman I.R. Predetection combinig. Point-to-Point Communication. 1973. Sept.
[112] Немировский А.С. Борьба с замираниями при передаче аналоговых сигналов. М.: Ра-
дио и связь, 1984.
[113] Van Trees H.L. Analog communications over randomly time-varying channels IEEE
Trans, on Inform. Theory. 1966. V IT 12, № 1.
[114] Тихонов В.И. Нелинейная оптимальная фильтрация и квазикогерентный прием сигна-
лов // Изв. вузов. Радиоэлектроника. 1970. Т. XIII, № 2.
[115] Быховский М.А. Принципы построения устройств разнесенного приема ЧМ сигналов //
Электросвязь. 1976. № 4, с. 17-24.
[116] Быховский М.А. Выбор параметров устройств разнесенного приема ЧМ сигналов
Электросвязь. 1976. № 10, с. 10-17
[117] Гусятинский И.А., Немировский А.С. Система борьбы с интерференционными зами-
раниями на тропосферных линиях связи // Электросвязь. 1973. № 2.
[118] Price R., Green Р A communication technique for multipath channels // Proc. IRE. 1958.
№3,p. 555-573.
список ЛИТЕРАТУРЫ 217

[119] Быховский М.А. и др. Устройство разнесенного приема с разделением лучей. Автор-
ское свидетельство № 521661. 1976.
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
Powers К.Н. US Patent 3.054.073, September, 1962.
Barnard R.D. On the spectral properties of single-sideband angle-modulated signals
BSTJ. 1964. V 43, Nov., p. 2811-2838.
Voelcker Bedrosian E., Glorioso R.M., Brazeal E.H. On the origin and characteristics of
single-sided angle modulation // IEEE Trans. Commun. Technol. 1965. V COM - 13, Dec,
p. 555-556.
Kahn R.E., Thomas J.B. Bandwith properties and optimum demodulation of single-sideband
FM // IEEE Trans. Commun. Technol. 1966. V COM - 14, April, p. 113-117
Mazo J.E., Salz J. Spectral properties of single-sideband angle modulation // IEEE Trans.
Commun. Technol. 1968. V COM - 16, Febr., p. 52-62.
Conch. L. Signal-to-noise ratio out of an ideal FM detector for SSB FM plus Gaussian noise
at the input // IEEE Trans. Commun. Technol. 1969. V COM - 17, Oct., p. 591-592.
Snider A. J., Schilling D.L. The response of a Quasi-SSB-FM System to noise // IEEE Trans.
Commun. Technol. 1970. V COM - 18, Dec, p. 763-771.
Baghdady E.J. New development in FM reception and their application to the realization of
a system of «power-division» multiplexing // IRE Trans. 1959. V CS - 7, № 9.
Sandresh T.S., Cassara F.A., Schachter H. Maximum a posteriory estimator for Suppression
of interchannel interference in FM receivers // IEEE Trans. 1977 V COM - 25, № 12.
Быховский M.A., Дорофеев В.М. Синтез оптимального устройства для разделения двух
сигналов с угловой модуляцией, передаваемых в общей полосе частот / Тезисы 2-го
Всесоюзного совещания «Проблемы ЭМС РЭС различного назначения». 1978.
Cassara F.K., Schachter Н., Simowitz G.H. Aquisition behavior of the cross-coupled phase-
locked loop FM demodulator // IEEE Trans. Commun. 1980. V COM - 28, № 6.
Быховский M.A. Помехоустойчивость компенсаторов радиопомех для систем связи с
ЧМ // Электросвязь. 1982. № 11, с. 42.
Быховский М.А. Исследование эффективности разделения двух ЧМ сигналов с помо-
щью компенсатора Багдади // Труды НИИР 1982. N 1, с. 27-36.
Быховский М.А. Разделение двух ЧМ сигналов с помощью итерационного компенса-
тора // Труды НИИР 1982. № 2, с. 28-37
Котоусов А.С. Оптимальная компенсация структурно-детерминированных помех
Проблемы передачи информации. 1981. Т. XVII, вып. 3.
Быховский М.А. Потенциальные возможности разделения двух сигналов, передавае-
мых в общей полосе частот // Радиотехника и электроника. 1981. Т. XXVI, № 12,
с. 2614-2621.
Быховский М.А. Устройство для раздельного приема двух сигналов с угловой модуля-
цией и синхронными несущими частотами. Авторское свидетельство № 766026 от
25.05.1978.
Быховский М.А. Линия связи с частотной модуляцией. Авторское свидетельство №
1515376 от 19.06.1987
218 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
Русские аббревиатуры
АТС -автоматическая телефонная стан-
ция
AM - амплитудная модуляция
АМн - амплитудная манипуляция
АИМ - амплитудно-импульсная модуля-
ция
АС - аналитический сигнал
БЧХ - Боуза-Чоудхури-Хоквингема (ко-
ды)
ВДНХ -Выставка достижений народного
хозяйства
ВРК - Всемирная радиоконференция
ВУ - временное уплотнение
ВЧ - высокие частоты
ВПС - воздушная подвижная служба
ГО - геостационарная орбита
ДМ - дельта модуляция
ДИКМ -дельта-ИКМ
ДОФМ - двойная относительно-фазовая
манипуляция
ДЧТ -двойное частотное телеграфиро-
вание
ЗВ - звуковое вещание
ИКМ - импульсно-кодовая модуляция
ИМ - импульсная модуляция
ИСЗ - искусственный спутник Земли
КАМ -квадратурная амплитудная моду-
ляция
КИ - космические исследования
МДВР -многостанционный доступ с вре-
менным разделением каналов
МДКР - многостанционный доступ с кодо-
вым разделением каналов
МДЧР -многостанционный доступ с час-
тотным разделением каналов
МКН - много каналов на несущую
ММС -модуляция с минимальным час-
тотным сдвигом
МККР - Международный консультатив-
ный комитет по радио
МСИ - межсимвольные искажения
МСЭ - Международный союз электросвязи
НЧ - низкие частоты
ОБП - одна боковая полоса
ОВЧ - очень высокие частоты
ОКН - один канал на несущую
ОСР - обратная связь по решению
ОСЧ - обратная связь по частоте
ОФМ - относительно-фазовая манипуляция
ПРВ - персональный радиовызов
РВ - радиовещание
РКМ - решетчато-кодовая модуляция
РР - Регламент радиосвязи
РРЛ - радиорелейные линии
РЧС - радиочастотный спектр
СВЧ - сверхвысокие частоты
СГ - следящий гемеродин
СИИП -система с испытательным им-
пульсом
СКК - сигнально-кодовые конструкции
ССВ - спутниковая служба вещания
СФ - следящий фильтр
СФД - синхронно-фазовый детектор
СЧ - средние частоты
ТВ -телевизионное вещание
ТВЧ - телевидение высокой четкости
ТРРЛ -тропосферные радиорелейные ли-
нии
ТРЧ - таблица распределения частот
ТФ - телефонные (каналы)
ТФОП -телефонная (сеть) общего пользо-
вания
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
219

ФАМ - фазово-амплитудная модуляция
ФД - фазовый детектор
ФИМ - фазово-импульсная модуляция
ФМн - фазовая манипуляция
ФС - фиксированная служба
ФСС - фиксированная спутниковая служба
ЧВМ - частотно-временная матрица
ЧД - частотный детектор
ЧМ - частотная модуляция
ЧМн - частотная манипуляция
ЧУ - частотное уплотнение
ШИМ - широтно-импульсная модуляция
ШПС - широкополосные сигналы
ЭМС - электромагнитная совместимость
Английские аббревиатуры
ARQ
Automatic Request Queuing
CDMA
Code Division Multiple Access
COFDM
Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing
СТ
Cordless Telephone
DAB
Digital Audio Broadcasting
DSR
Digital Satellite Radio
DVB
Digital Video Broadcasting
DECT
Digital European Cordless Telecommunications
ERMES
European Radio Message System
ETSI
European Telecommunications Standards Institute
GMPCS
Global Mobile Personal Communication Satellites
GSM
Global System for Mobile Communications
GPS
Global Position System
HD-MAC
High Definition MAC
ICO
Intermediate Circular Orbit
IMT-2000
International Mobile Telecommunication-2000
LMDS
Local Multipoint Distribution Systems
MAC
Multiplexed Analog Component
MPEG
Moving Picture Expert Group
MMDS
Multichannel Multipoint Distribution Systems
MVDS
Multipoint Video Distribution System
MUSA
Multiple Sub-Nyquist Sampling Encoding
NTSC
National Television System Committee
OFDM
Orthogonal Frequency Division Multiplexing
PAL
Phase Alternation Line
PRM
Private Mobile Radio
PARM
Public Access Mobile Radio
RDS
Radio Data System
SECAM
System electronique couleur avec memoire
TETRA
Trans European Trunked Radio
TFTS
Terrestrial Flight Telecommunications System
VSAT
Very Small Aperture Terminal
UMTS
Universal Mobile Telecommunication System
220 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

CONTENTS
Preface 8
From the author 10
Chapter l.XX century basic achievements in radio communication and
broadcasting (stages and chronology) 12
1. Introduction 12
2. Extension of used frequency ranges 14
3. Theory of communication 20
4. Development of modulation and coding methods 27
5. Development of an efficient communication channels utilization
methods 43
5.1. Multiplexing in communication channels 44
5.2. Redundancy reduction of sound signals 45
5.3. Redundancy reduction of TV signals 47
6. Broadcasting 50
6.1. Audio broadcasting 50
6.2. Television broadcasting 55
6.3. Stages of an audio and television broadcasting
networks development 62
7 Fixed communications systems 64
7.1. LF, MF and HF communication systems 64
7.2. Development stages and prospects of radio communication systems
in LF, MF and HF band 70
7.3. Radio-relay systems
7.4. Development stages of the fixed communication systems 77
7.5. Satellite communication systems 79
7.6 Development stages of satellite communication systems 84
8. Mobile communication systems 85
8.1. Maritime, terrestrial and air mobile communication systems 85
8.1.1. Paging systems 87
8.1.2. Tranking systems 88
8.1.3. Cellular systems 91
8.1.4. Radioaccess communication systems 94
8.1.5 Air mobile systems 96
contents 221

8.1.6. Development stages of terrestrial mobile communication
networks 97
8.2. Satellite mobile communication systems 97
9. Conclusion 101
Chapter 2. Development of telecommunications and mathematics 104
Introduction 104
2. Propagation of radiowaves, theory of linear and nonlinear
electrical circuits 105
2.1. Propagation of radiowaves 105
2.2. Transfer of signals in communication lines 108
3. Theory of nonlinear oscillations 110
4. Probabilistic methods in a telecommunication theory 112
4.1. Queuing theory 112
4.2. Theory of signals optimum linear filtration 113
4.3. Theory of signals optimum reception 113
4.4. Information theory 116
5. Telecommunication: synthesis and unity of sciences 119
Chapter 3. History of the optimum noise-immunity theory creation 122
Introduction 122
2. Creation of the optimum noise immunity theory 123
3. Conclusion 130
Chapter 4. Historical essay of the development the optimum
noise-immunity theory ( M-ary signals reception) 132
Introduction 132
2. Reception of binary signals in channels with constant parameters
and in channels with a uncertain phase 133
3. Reception of M-ary signals in channels with constant parameters
and in channels with a uncertain phase 138
4. Conclusion 142
Chapter 5. Historical essay of the development the optimum
noise-immunity theory (signals reception in multipath channels) 144
Introduction 144
2. Models of multipath communication channels 145
222 КРУГИ ПАМЯТИ (Очерки истории развития радиосвязи и вещания в XX столетии)

3. Reception of signals in nonselective fading channels 147
3.1. Independent signal fading in branches of diversity
combining systems 147
3.2. Nonindependent signal fading in branches of diversity
combining systems 150
4. Optimum reception of signals in multipath channels 151
5. Diversity reception with measurement of signal parameters 152
6. Compensation of the intersymbol interference 153
7 Conclusion 156
Chapter 6. History of frequency modulation (one technical idea development) 157
Practical application FM. Development of the FM theory 157
1.1. Pre-history ofFM 158
1.2. Practical application FM 160
1.3. Development of the FM theory 163
1.3.1. Spectrum of FM signals 163
1.3.2. Distortion of FM signals in linear circuits 164
1.3.3. Noise immunity of FM signals reception 166
1.3.4. Influence of radio interference on FM signal reception 168
2. FM Technique. Nonconventional problems of FM 169
2.1. FM Techniques 170
2.1.1. Construction of FM signals 170
2.1.3. Noise immunity of FM signal reception 173
2.2. Nonconventional problems of FM 175
3. Conclusion
Chapter 7. Biography of outstanding Russian scientists 179
Essay of Victor Melnikov's life and his
activity as a scientist and engineer 179
Sergey Borodich - the scientist and creator of
radio-relay and satellite communication systems in USSR 188
Nikolay Chistiakov - the Person, Scientist, Enlightener 198
References 208
Abbreviation list 219

UDK 621.37-621.396(091)
В 95
Bykhovski М.А. Circles of Memory (Historical essay on the XX century progress in the
field of radiocommunications and broadcasting). A series of the editions «A History of
Telecommunication and Radio Engineering)), M.
ICSTI - International Centre of Scientific and Technical Information,
«Mobile Communications Ltd.)), 2001 - p. 224.
Cover: Circles of Memory, Michael Parkes, 1992.
ISBN 5-93533-011-3
MARK BYKHOVSKI
Circles of Memory
(Historical essay on the XX century progress
in the field of radiocommunications and broadcasting)
The book is devoted to historical aspects of development of the theory of com-
munication, methods of transmission of signals on radiochannels, terrestrial and
satellite broadcasting systems and radio communication systems (both mobile,
and fixed) - those questions, which in the historical literature are covered unsuf-
ficiently full. In this book is told about that amazing progress of the theory both
engineering of a radio communication and broadcasting, which has taken place
for last 100 years, and also about a history of creative searches and intense crea-
tive work of thousand scientists and engineers creators of this progress. The
book is issued according to the Decision of Presidium of the Russian Scientific
and technical Society of a radio engineering, electronics and communication of a
name A.S. Popov about release of a series of the books on a history of telecom-
munications. The book is the first in the given series. The book is addressed to a
wide circle of the readers interested by questions of a history of science and en-
gineering.
UDK 621.37-621.396(091)
В 95
All remarks on the book should be directed to the address:
Russia, 103064, Moscow, Kazakova str., 16, Centre of the Analysis EMC
Ph.: +7 (095) 267-1802. Fax: +7 (095) 261-0623
E-mail: markbykh@hotmail.com; bykhovski@caemc.ru
A series of the editions «The History of Telecommunications)) is issued under support of
the Russian Scientific and technical community of radioengineering, electronics and commu-
nication the name of A.S. Popov.
It is protected by the copyright law. The reproduction of the book or its any part, and also re-
alization of circulation is forbidden without the written sanction of the author Any attempts
of infringement of the law will be pursued in the judicial order
ISBN 5-93533-011-3
© Bykhovski M.A., 2001

Марк Аронович Быховский
КРУГИ ПАМЯТИ
Очерки истории развития радиосвязи
и вещания в XX столетии
Информационно-технический центр «Мобильные коммуникации»
125252, Москва, ул. Куусинена, 19А, оф. 48
Тел./факс: (095) 943-3460
Издательская лицензия ЛР № 065980 от 29.06.98
Подписано в печать с оригинал-макета 23.03.2001.
Формат 70x100/16. Бумага офсетная № 1. Гарнитура «Тайме».
Печать офсетная. Усл. печ. л. 18, 2. Заказ № 1428.
Тираж 2500 экз.
Книга является первой в серии книг по истории электросвязи, которая
начинает издаваться по решению президиума и Исторической комиссии
Российского научно-технического общества радиотехники,
электроники и связи им. А.С. Попова.
Отзывы о данной книге просьба отправлять по адресу:
103064, г. Москва, ул. Казакова, 16, Быховскому М.А.
E-mail: markbykh@hotmail.com; bykhovski@caemc.ru
Отпечатано в ППП «Типография «НАУКА»
121099, Москва, Шубинский пер., 6

Быховский Марк Аронович, академик Международной академии ин-
форматизации. Специалист в области теории информации и помехо-
устойчивости систем связи, методов и автоматизированных комплек-
сов анализа электромагнитной совместимости (ЭМС) радиосистем,
частотного планирования систем подвижной радиосвязи и радиове-
щания, проблем управления использованием радиочастотного спект-
ра (РЧС>. Автор 200 научных работ и 45 изобретений в области радио-
связи и методов обеспечения ЭМСГ в том числе ряда статей, посвящен-
ных развитию в России перспективных радиотехнологий,
Работает директором Центра анализа ЭМС в Научно-исследовательском институте ра-
дио (www.caemc.ru). Руководил многими комплексными НИР, в том числе выполненны-
ми в 1993-1996гг. специалистами разных ведомств в рамках Программы конверсии РЧС,
одобренной Правительством России. Результаты выполненных работ позволили выде-
лить в стране РЧС для развития систем подвижной связи и вещания и других новых ра-
диотехнологий.
В последние годы М.А. Быховский опубликовал ряд статей по истории радиосвязи, вы-
звавших интерес среди специалистов, В данной книге рассказывается о грандиозном
развитии радиосвязи и вещания в 20-м столетии. В ней отражена самоотверженная
творческая работа тысяч ученых и инженеров в области телекоммуникаций многих
стран, результаты которой вызвали глубочайшие изменения в жизни всех живущих на
Земле людей и создали предпосылки для становления на Земле нового Информацион-
ного общества.
Отзывы о данной книге просьба отправлять по адресу:
!03064, г. Москва, ул. Казакова, 16, Быховскому М.А.
E-mail: markbykh@hotmail.com; bykhovski@caemc.ru.
Данная книга является первой в серии книг по истории телекоммуникаций, которая начи-
нает издаваться по решению Президиума и Исторической комиссии Российского Научно-
технического Общества радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова. Президиум и
Историческая комиссия РНТОРЭС им. АС. Попова выражают глубокую благодарность ком-
паниям, оказавшим поддержку изданию первых книг этой серии:
Исполнительный директор А.Н. Громов
ей директор А.Н. Няго
SOIiera Академики Международной академии
связи Карл Геуст и Н.А. Микулич
свит « SWTJET
Генеральный директор И.Ю. Никодимов
Генеральный директор Г.М. Холодилин
Генеральный директор Г.А. Клигер