Трудная судьба блестящей теории

История открытия
Трудная судьба блестящей теории
В 1935 году двадцатичетырехлетний аспирант Ленинградского электротехнического института связи (ЛЭИС) Дмитрий АГЕЕВ опубликовал в сборнике трудов
ЛЭИС большую статью под названием «Теория линейной селекции». В этой статье
он показал, что наряду с используемыми в то время в технике связи методами разделения передаваемых сигналов по времени или по используемой частотной полосе
возможно разделение сигналов по форме.
То есть, если форма принимаемого сигнала известна на приемном конце линии связи,
то, сравнивая принятый сигнал, пораженный помехой, с известным эталонным сигналом,
можно выделить сигнал на фоне помех. Возможность реализации такого подхода следовала из опубликованных позднее работ К.Шеннона и В.А Котельникова.
Этот принцип реализован в человеческом мозгу. В процессе овладения родным
языком в детстве в мозгу человека формируются звуковые образы родной речи, которые
и обеспечивают восприятие речевого процесса при наличии значительного шума. Именно этот принцип позволяет нам вести беседу, не повышая голоса, на родном языке, когда
рядом так же, не повышая голоса, ведут беседу иностранцы, ибо в нашем мозгу нет образов иностранной речи, и она отфильтровывается.
В своей работе Д.В.Агеев сформулировал математические условия разделения сигналов, возможный выигрыш по помехоустойчивости и условия, при которых обеспечивается наибольший эффект при разделении сигналов по форме. Фактически при разделении сигналов по форме происходит замена исходного информационного сигнала существенно более сложным сигналом, то есть вносится избыточность, что характерно для кодирования. Именно поэтому предложенный Дмитрием Васильевичем способ разделения
сигналов по форме в дальнейшем был назван методом кодового разделения сигналов
(CDMA).
К сожалению, Дмитрий Васильевич не защитил авторские права на предложенные
решения. Принцип кодового разделения имеет много вариантов практической реализации
в виде систем с использованием широкополосных сигналов. Первым патентом по этой тематике был запатентованный в США в 1942 году способ передачи информации с исполь-
зованием в качестве секретного ключа псевдослучайной синхронной перестройки частоты передатчика и приемника. Однако в 30- 40-ые годы прошлого века ни аппаратные, ни
программные средства не позволяли реализовать на практике в полной мере алгоритмы,
необходимые для реализации процедуры кодового разделения.
Во время Великой Отечественной войны Дмитрий Васильевич был эвакуирован в
Тбилиси, а защищенная им докторская диссертация была временно утеряна. Вновь интерес к кодовому разделению возник у военных в 50-е годы, ибо этот подход позволял передавать команды управления даже в случае, когда уровень помех многократно превышал уровень полезного сигнала и позволял резко увеличить разрешающую способность
радио- и гидролокационных станций. Одна из таких систем в США, разработанная в 50-е
годы, была засекречена до середины 70- годов. Подобные системы были разработаны и в
СССР и широко использовались.
В 80-х годах прошлого столетия с развитием микроэлектроники специалисты поняли, что появляется возможность использовать полученные в военных системах наработки
для целей гражданской связи. В 1985 году создается компания Qualcomm, задачей которой является диверсификация военных решений CDMA под гражданские нужды в сотовых и спутниковых сетях второго поколения. Специалисты компании заявили, что переход на CDMA может в 20 раз поднять емкость сотовой сети в сравнении с аналоговой.
В 1993 году был разработан стандарт сотовой связи с использованием CDMA, а в
1995 году запущена в эксплуатацию первая коммерческая система сотовой связи на основе CDMA. К тому времени в мире шло интенсивное развертывание сотовых сетей второго
поколения GSM, причем одним из основных проводников этого стандарта являлась фирма «Эриксон». В это время в телекоммуникационных журналах появились статьи, ставящие под сомнение анонсируемые характеристики сотовых сетей CDMA. Однако на практике эти опасения не подтвердились, и есть основания предполагать, что эти статьи были
инициированы фирмой «Эриксон».
В 1998 году, когда встал вопрос о выборе стандарта третьего поколения, решение
было принято в пользу CDMA, а фирма «Эриксон» разработала свой стандарт CDMA и
позже приобрела у компании Qualcomm лицензию на производство базовых станций
CDMA.
В 1999 году в Челябинске была развернута первая сеть Qualcomm в России. Выступая на конференции, посвященной открытию Qualcomm – первой сети CDMA в России,
руководитель фирмы Qualcomm говорил о пионерской роли Америки в создании теории
кодового разделения. Однако выступивший далее ведущий специалист в России по теории кодового разделения профессор Л.В.Варакин убедительно показал несостоятельность
этого тезиса и отметил приоритет Д.В.Агеева в теории кодового разделения сигналов.
Сотовые системы третьего и четвертого поколений строятся на принципах, предложенных Дмитрием Васильевичем.Агеевым, и, беря в руки сотовый телефон, мы вспоминаем о выдающемся ученом, 100-летие со дня рождения которого отмечается в этом году.
Ю.Г. БЕЛОВ, заведующий кафедрой, ИРИТ.
Н.Б.ПЕТЯШИН, технический директор
ЗАО НПП «Радиоком».