94-98

Памяти академика Академии наук Республики Татарстан Ш. М. Чабдарова, заглянувшего за горизонты
корреляционной теории и формировавшего научные основы
интеллектуальной радиоэлектроники будущего

21 января 2022 года не стало Шамиля Мидхатовича Чабдарова – академика Академии наук Республики Татарстан, доктора технических наук, профессора, заслуженного радиста СССР, заслуженного деятеля науки и техники ТАССР, лауреата Государственной премии Республики Татарстан в области науки и техники, профессора кафедры радиоэлектронных и телекоммуникационных систем, заслуженного профессора КНИТУ-КАИ.

Шамиль Мидхатович родился 26 января 1937 года, окончил с отличием Казанский авиационный институт и всю жизнь посвятил родному институту. Работал заведующим кафедрой производство радиоаппаратуры, а затем – кафедры радиоуправления, деканом радиотехнического факультета КАИ. В сложнейший период распада СССР и 90-е годы он работал заместителем директора по науке, директором, генеральным конструктором системы государственного опознавания Казанского НИИ радиоэлектроники, вице-президентом Академии наук Республики Татарстан.

Более чем полувековая трудовая многогранная деятельность Ш.М. Чабдарова олицетворялась единством научной, педагогической и организационной работы, направленной на решение масштабных актуальных научных задач, воспитание кадров высшей квалификации и решение общегосударственных научно-технических задач.

Ш.М. Чабдаровым разработано новое научное направление статистического анализа и синтеза радиотехнических систем, работающих в сложных помеховых комплексах и возмущающих воздействий с использованием моделей и методов на основе вероятностных смесей стандартных распределений. Это научное направление, вне ограничений корреляционной теории оптимального приёма, позволило более полно и, впервые единообразно, формализовать и получать новые аналитические и технически реализуемые решения, адекватные новым информационным технологиям. В том числе – определение общей структуры «идеального» приёмника В.А. Котельникова и потенциальной помехоустойчивости при негауссовских сигналах и(или) помехах; новые «вероятностные спектры» в инженерных методиках определения помехоустойчивости корреляционных алгоритмов и других актуальных прикладных задачах, не имевших ранее решения.

Им были заложены основы теории смесевых представлений случайных сигналов и помех в статистической радиотехнике, доказаны основополагающие теоремы, определяющие условия существования и основные свойства моделей в виде вероятностных смесей гауссовских случайных явлений. Показано, что модели в виде смесей гауссовских распределений (полигауссовы модели) могут со сколь угодно малой погрешностью аппроксимировать распределения произвольных случайных процессов, удовлетворяющих условию физической реализуемости. При этом полигауссовы модели, аналогично спектральным представлениям детерминированных сигналов, обеспечивают разложение распределений негауссовских случайных процессов на совокупность стандартных компонент, что открывает широкие перспективы для решения основных научных и прикладных задач статистической радиотехники, в частности, моделирования произвольных негауссовских случайных процессов, синтеза и анализа, оптимальных методов, способов, алгоритмов и устройств их формирования и обработки.

В 1967 году Ш.М. Чабдаров защитил кандидатскую диссертацию под руководством И.И. Ахметгалеева – специалиста по теории автоматического регулирования. Чуть позднее он познакомился с группой молодых математиков: Н.И. Мальцевой, А.А. Дородновым, которые под руководством А.В. Сульдина в Казанском государственном университете активно занимались аппроксимацией произвольных распределений смесью стандартных. Ш.М. Чабдаров сразу оценил перспективность и практическую полезность этих исследований для статистической радиотехники, когда в качестве стандартного распределения недостаточно использовать только нормальное распределение. Это послужило началом полигауссовых представлений случайных явлений, которые впоследствии послужили основой формирования новой научной школы. Первым из учеников Ш.М. Чабдарова защитил диссертацию в этой области аспирант А.Е. Михайлов. В его диссертации впервые был получен и обоснован многопороговый приёмник – естественный продукт применения бигауссовой модели для описания сигнально-помеховой обстановки в импульсном радиоканале. В дальнейшем это направление было продолжено и развито в трудах кандидата технических наук А.Ю. Феоктистова.

Важной вехой в становлении научной школы полигауссовых случайных явлений явилась защита в 1981 году докторской диссертации Ш.М. Чабдаровым, которая прошла в Харьковской Военно-инженерной радиотехнической академии ПВО (ВИРТА). Ей предшествовал приезд и встреча в Казани Ш.М. Чабдарова с классиком отечественной и мировой статистической радиотехники – профессором Я.Д. Ширманом.

Я.Д. Ширман высоко оценил полученные математические и модельные результаты в классе решаемых задач, практическую полезность технических решений и выразил готовность рекомендовать работу в Совет ВИРТА для защиты. Защита докторской диссертации и поддержка таких корифеев, как академик В.А. Котельников, академик А.Н. Колмо­горов, профессор Б.Р. Левин закрепили формирование Казанской научной школы полигауссовых явлений посткорреляционной статистической радиотехники.

Универсализм полигауссовских представлений оказался конструктивным для решения разноплановых актуальных задач. Так, задача изучения помехоустойчивости радиоэлектронных устройств при воздействии электрических шумов виброакустического происхождения (кандидат технических наук, профессор М.Ю. Застела) превратилась в самостоятельное научное направление, которое возглавил ученик Ш.М. Чабдарова, впоследствии известный учёный, профессор Я.С. Урецкий. Исследования влияния технологических факторов при производстве радиоаппаратуры нашли своё отражение в трудах кандидата технических наук В.В. Дятчина, кандидата технических наук Н.Я. Федосеевой, кандидата технических наук И.З. Насырова. Исследования в области радиоавтоматики и разладки случайных процессов были развиты кандидатом технических наук, доцентом И.В. Кармановым.

Объективная необходимость создания генераторов негауссовских случайных процессов с заданными законами распределений обусловила разработку нового класса имитаторов многомерных случайных процессов. В этом направлении исследования проводились кандидатом технических наук, доцентом В.И. Сапаровым, кандидатом технических наук И.Л. Прос­татовым, вед. инженером С.А. Брюно.

Самостоятельное научное направление полигауссовых моделей и методов возглавил в г.  Новгороде ученик Ш.М. Чабдарова, ныне доктор технических наук, проф. А.Т. Трофимов.

Полигауссовы модели обеспечили возможность решения сложной теоретической задачи анализа прохождения негауссовских сигналов через нелинейные динамические системы. Эти исследования выросли в самостоятельное научное направление, которое впоследствии возглавил Н.З. Сафиуллин, ныне доктор технических наук, доктор экономических наук, профессор.

В 1986 году Ш.М. Чабдаров был приглашён на работу в Казанский научно-исследовательский электрофизический институт, который оказался перед необходимостью решения качественно новых задач в области разработки систем государственного опознавания. Впоследствии Ш.М. Чабдаров стал директором этого института, а сам институт стал называться Казанским НИИ радиоэлектроники (ныне это АО «Научно-производственное объединение «Радиоэлектроника» им. В.И. Шимко»). В 1992 году Ш.М. Чабдаров был назначен Генеральным конструктором закреплённого за КНИИРЭ направления спецтехники.

Ш.М. Чабдаров внёс существенный вклад в развитие связи вузовской науки и высокотехнологичного производства. На постах директора КНИИРЭ, генерального конструктора Ш.М. Чабдаров обеспечил сохранение и развитие тематики, статуса головной организации в России, кадрового состава. Под руководством Ш.М. Чабда­рова была развита система подготовки высококвалифицированных кадров на основе созданной по его инициативе совместной базовой кафедры АО «НПО «Радиоэлектроника» им. В.И. Шимко» и КНИТУ-КАИ.

В 80-е и 90-е гг. прошлого века практическая реализация многообразия синтезированных уникальных математических алгоритмов обработки сигналов широкого класса систем стала реальностью. Появилась возможность технической реализации мощной алгоритмической базы, ориентированной на обработку сложных сигналов в радиотехнических системах с подвижными объектами, для которых главенствующим критерием является обработка информации в реальном масштабе времени.

Для решения этих задач в научной школе Ш.М. Чабдарова была сформирована и развита концепция интегрированного проектирования сложных радиоэлектронных систем, которая требовала решения ряда оптимизационных задач синтетического плана и укладывалась в схему: адекватные модели – алгоритмы – структурный синтез – моделирование – оптимизация – элементная база – СБИС (ПЛИС) – конструкция.

Активно развивались работы по организации вычислений и архитектур параллельных, конвейерных и мультипроцессорных систем для решения задач синтеза проблемно ориентированных систем обработки сигналов. Класс полигауссовых алгоритмов обработки сигналов органично сочетает свойства внутреннего параллелизма и ориентирован на эффективную параллельную обработку на базе параллельных вычислительных структур. В рамках этой концепции защитили диссертации И.З. Насыров, Р.Р. Файзуллин, Е.Ф. Мальцев, А.Е. Егоров.

Приложения полигауссовых методов в области оптимизации приёма лазерных сигналов в специальных комплексах помех оптического диапазона развили кандидат технических наук А.И. Брейдбурд и кандидат технических наук Р.Х. Рахимов. Исследования по оптимальному приёму оптических сигналов при комплексе помех проводились совместно с Казанским предприятием ЦКБ «Фотон» на базе Казанского оптико-механического завода в интересах разработки оптико-электронных устройств оборонного значения.

Указанные направления развиваются учениками Ш.М. Чабдарова. Исследованы вопросы теории и практики моделирования смешанных случайных процессов. На основе полигауссовых моделей были решены задачи аналитического синтеза оптимальных алгоритмов основных классов задач обработки (обнаружения, различения, разрешения, оценивания и др.) произвольно флуктуирующих сигналов на фоне негауссовских помех. Развита теория анализа радиотехнических систем на основе методов анализа функциональных преобразований негауссовских сигналов в динамических системах. Исследования в этом направлении показали плодотворность смесевых представлений для аналитического решения задач, связанных с анализом прохождения произвольных негауссовских сигналов через типовые узлы радиотехнических систем. Развита теория структурного синтеза специализированных вычислительных структур, реализующих оптимальные алгоритмы обработки негауссовских сигналов в комплексе помех. Показана адекватность алгоритмов, синтезированных на основе полигауссовых моделей и методов реализации на современных программно-аппаратных средствах.

В рамках Казанской научной школы ведутся исследования новых классов смешанных вероятностных моделей, в частности, вероятностных смесей гауссовских распределений с конкретизированным механизмом смешивания, основанном на марковском свойстве, так называемые марково-смешанные полигауссовы (МС-ПГ) вероятностные модели, разработанные в диссертации А.Ф. Наде­ева, ныне доктора физико-математических наук, профессора. На основе данных моделей решена задача синтеза МС-ПГ алгоритмов обнаружения, различения, разрешения сигналов. Указанный класс алгоритмов, развитый в работах А.Ф. Надеева, Р.Р. Файзулина, С.В. Козлова, А.Е. Егоро­ва, сочетая достоинства полигауссовых и марковских алгоритмов, обладает важными свойствами параллелизма и рекуррентности, что обеспечивает возможность их эффективной реализации на базе современных вычислительных структур.

Новые модели и методы обеспечили возможность решения широкого класса задач в области развития телекоммуникационных технологий и систем. Так, в работах П.А. Кокунина разработаны полигауссовы алгоритмы совместной демодуляции-декодирования сигналов, в работах ныне доктора технических наук Р.Р. Файзуллина и кандидата технических наук В.В. Кадушкина – полигауссовы алгоритмы и устройства многопользовательского разрешения сигналов в мобильных инфокоммуникационных системах.
В работах кандидата технических наук А.А. Барышникова исследованы и разработаны модели и методы оптимизации параметров протоколов RLC/MAC с целью улучшения показателей качества обслуживания сетей пакетной радиопередачи,
в работах кандидата технических наук Д.Е. Чикрина разработаны линеаризованные по вычислительной сложности
алгоритмы совместной декомпозиции группового сигнала CDMA-систем и управления мощностью на фоне негауссовских помех.

В работах доктора технических наук С.В. Козлова был разработан ещё один класс полигауссовых моделей – мультимарково-полигауссовы модели, для которых определены основные свойства, методы оценки параметров, проведён анализ эффективности применения для решения актуальных задач оптимизации радиоинтерфейсов перспективных систем связи с кодовым разделением каналов.

В работах доктора технических наук Е.А. Спириной полигауссовы модели и методы обеспечили базу для решения задач комплексной оптимизация перспективных IP-сетей связи с целью снижения влияния внутрисистемных помех.

В настоящее время в рамках научной школы Ш.М. Чабдарова разрабатываются теоретические основы представления, обработки, преобразования негауссовских случайных процессов, а также их приложения в различных областях, таких как интеллектуальные радиоэлектронные системы, перспективные системы мобильной связи, программно-определяемые радиосистемы, инфокоммуникационные системы, медикобиологические диагностические системы и др.

Научная школа академика АН РТ Ш.М. Чабдарова получила заслуженное признание у нас в стране и за рубежом. В рамках научной школы под непосредственным научным руководством Ш.М. Чабда­рова выполнено и защищено более 30 кандидатских диссертаций и подготовлено 10 докторов технических и физико-математических наук. Ш.М. Чаб­даров – автор более 300 научных работ, 47 авторских свидетельств и патентов на изобретения.

Ш.М. Чабдаров внёс существенный вклад в развитие науки и создание системы подготовки и закрепления научных кадров в Республике Татарстан. Ш.М.Чабдаров был приглашён в состав первого оргкомитета по созданию Академии наук Республики Татарстан. Большой авторитет Ш.М. Чабдарова в области фундаментальной и прикладной отраслевой науки оказался крайне необходим и полезен при создании молодой Академии. Он был избран академиком, затем – вице-президентом АН РТ. Ш.М. Чабдаров явился соавтором Концепции развития приоритетных направлений науки в РТ в современных условиях, которые требовали введения инновационных форм.

За выдающиеся личные заслуги в области науки и образования, значительный личный вклад в развитие системы высшего образования, всероссийское и международное признание научной, творческой деятельности в области науки, техники, высшего образования, воспитания и подготовки научных кадров Шамиль Мидхатович Чабдаров награждался наградами различных уровней, в частности: орденом «Знак Почета», Почетной грамотой Ре­спублики Татарстан, «Заслуженный Радист СССР», Благодарность Президента РФ.

 Ученики и соратники всегда будут помнить академика Чабдарова Шамиля Мидхатовича – выдающегося, талантливого учёного, уникального Учителя, замечательного коллегу, прекрасного семьянина, неиссякаемого оптимиста и удивительно открытого в общении человека с большой буквы.

М. Ю. Застела, С. В. Козлов, А. Ф. Надеев, Р. Р. Файзуллин