Неэталонная оценка параметров радиосигналов с цифровыми видами модуляции

• Автор: Дубов, Михаил Андреевич
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 104 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ АЛГОРИТМОВ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА РАДИОСИГНАЛОВ
1Л. Основные критерии качества радиосигналов
1.2. Используемая модель системы связи
1.3. Классификация алгоритмов оценки ОСШ
1.4. Алгоритмы на основе метода моментов
1.5. Алгоритмы на основе метода максимального правдоподобия
1.6. Граница Рао-Крамера
1.7. Краткие выводы
ГЛАВА 2. АЛГОРИТМ ОЦЕНКИ ОСШ НА ОСНОВЕ ВЕКТОРА ОШИБОК
2.1. Описание алгоритма
2.2. Результаты для модуляции KAM
2.3. Результаты для модуляции ФМ
2.4. Результаты для модуляции АФМ
2.5. Алгоритм неэталонной оценки ВБО на основе оценки ОСШ
2.6. Краткие выводы
ГЛАВА 3. МОДИФИКАЦИИ ПРЕДЛАГАЕМОГО АЛГОРИТМА И ИХ ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
3.1. Оценка средней мощности зашумленного созвездия
3.2. Результаты использования данных декодера для коррекции смещения оценки ОСШ

3.3. Влияние ошибок синхронизации и разбаланса на оценку ОСШ
3.4. Учет влияние аппаратной реализации приемника
3.5. Программно-аппаратная реализация алгоритмов оценки ОСШ и ВБО
3.6. Краткие выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ФРАГМЕНТЫ ИСХОДНЫХ КОДОВ И КОМПЬЮТЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ

77 79

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Прошло чуть больше столетия с момента появления первых систем радиосвязи, изобретенных A.C. Поповым, Г. Маркони, Н. Теслой, Э. Бранли, О.Д. Лоджем. С тех пор разработано более 90 различных типов модуляции сигналов и еще большее количество помехоустойчивых кодов, предложены методы оптимального приема и обработки радиосигналов. Основополагающий вклад в развитие радиосвязи внесли В.А. Котельников, А.Н. Колмогоров, A.A. Харкевич, А.Я. Хинчин,
В.И. Сифоров, Н. Винер, К. Шеннон, С. Райс и др. Многие современные системы близки к предельной спектральной эффективности, например, такие как UMTS/W-CDMA, WiMAX, LTE, DVB-S2/T2 и др.
Сложность таких систем и все возрастающая частота смены технологий оборачивается крупными экономическими затратами. Поэтому на смену классическим аппаратным решениям приемо-передающей аппаратуры повсеместно приходят решения на основе концепции программноопределяемого радио (ПОР). В данном случае большая часть функций физического уровня реализуется программно, что значительно удешевляет и ускоряет процесс смены технологий [4, 73, 79].
Следующим этапом современного развития радиосвязи являются когнитивные радиосистемы (КРС). Такие системы представляют собой сеть ПОР-устройств, обладающую признаками искусственного
интеллекта [85,97-99]. В когнитивных радиосетях решение о частотах, полосе, типе модуляции принимается самими устройствами. Но наиболее актуальной задачей для современных систем связи является задача достижения максимальной спектральной эффективности при любом качестве канала связи [105]. Для этого необходимо иметь алгоритмы оценки параметров радиосигналов в режиме, близком к реальному времени.
Анализ литературы по методам обработки сигналов показал, что на данный момент эффективные алгоритмы оценки таких важных параметров
С учетом определения вектора ошибки можно записать формулу расчета среднего значения КОМ для фрейма (пачки символов), состоящего из N символов:
Таким образом, КОМ — это прямая и естественная мера искажения квадратурных сигналов, причем не только АБГШ. Например, разбаланс квадратур, интермодуляционные искажения также могут быть определены с помощью этой меры. В форме (2.2) КОМ относится к классу эталонных алгоритмов, т. к. для расчета требуется знание как переданного, так и принятого сигналов. Причем дополнительно требуется нормировка созвездия.
Вместо эталонных (переданных) значений координат точки созвездия стріті) и ар(п) можно использовать координаты точек, восстановленных в
приемнике на основе данных детектора а^п) и ар(п) . В этом случае
получается неэталонная модификация метрики КОМ. Ниже для отличия эталонного и пеэталонного алгоритмов на основе КОМ будем добавлять буквы «э» или «нэ» к названию соответственно.
В некоторых источниках дополнительно вводится формула расчета КОМ для каждого отдельного символа (я-го) внутри фрейма:
(2.2)

где квадрат модуля вектора ошибки |е(я)|2 определяется выражением:
(2.3)
(2.4)
|е(я)|