Адаптивная пространственно-временная компенсация помех в каналах радиосвязи

• Автор: Метелев, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 249 с. : ил.

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
1. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ
1.1. Характеристики радиоканалов связи
1.1.1. Основные особенности радиоканала СДВ диапазона
1.1.2. Распространения радиоволн в ДКМВ диапазоне
1.1.3. Радиоканал связи МВ-ДМВ диапазона
1.2. Характеристики помех в каналах радиосвязи
1.2.1. Классификация помех
1.2.2. Радиоэлектронная борьба и технические средства РЭП
1.2.3. Методы защиты от радиопомех и пространственная компенсация
помех
1.3. Пространственно-временная обработка сигналов в каналах радиосвязи
1.3.1. Основные принципы, критерии и алгоритмы ПВОС (краткий обзор)
1.3.2. Возможности пространственной обработки сигналов
1.3.3. Анализ современного состояния дел с компенсаторами помех в каналах радиосвязи
1.4. Формулировка проблемы пространственной обработки сигналов в каналах радиосвязи
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА С РАЗНЕСЕННЫМ ПРИЕМОМ СИГНАЛОВ В КАНАЛАХ РАДИОСВЯЗИ
2.1. Трехканальные приемники СДВ диапазона
2.1.1. Трехканальное приемное устройство на базе БЭМ-П (стенд I)
2.1.2. Макет СДВ приемного устройства с прямым преобразованием
сигнала (стенд II)
2.2. Аппаратура для исследования ПВОС в ДКМВ диапазоне
2.2.1. Трехканальное приемное устройство с поляризационным разнесением антенн на базе комплекта БЭМ-Н (стенд III)
2.2.2. Трехканальное приемное устройство с поляризационным разнесением антенн на базе радиоприемников Р-399 (стенд IV)
2.2.3. Двухканальные приемные устройства с пространственным разнесением антенн
2.3. Макет двухканального приемника МВ-ДМВ диапазона (стенд VIII)
2.4. Заключение к разделу
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПВОС ПО КОМПЕНСАЦИИ РАДИОПОМЕХ
3.1. Метод измерений
3.2. Потенциальные возможности пространственной обработки по подавлению СДВ помех
3.3. Предельный коэффициент подавления помех методами пространственной обработки в ДКМВ канале радиосвязи
3.4. Анализ дестабилизирующих факторов, ограничивающих степень подавления помех, в нестационарном и многолучевом канале связи
3.4.1. Нестационарность параметров канала связи (квазимонохроматические помехи)
3.4.2. Влияние задержек между лучами на степень подавления помех
3.4.3. Селективные замирания радиосигналов
3.4.4. Межсимвольная интерференция
3.4.5. Влияние многолучевости на пространственную обработку сигналов
3.4.6. Выводы
3.5. Опытные радиолинии МВ-ДМВ диапазона и динамические характеристики принимаемых радиосигналов
3.6. Обсуждение результатов
4. АЛГОРИТМЫ СЕПАРАЦИИ СИГНАЛА И ПОМЕХ
4.1. Статистические принципы, слепого разделения сигналов
4.2. Оптимальный алгоритм сепаратора радиосигналов от нескольких источников по критерию СКО Уидроу-Хоффа с ортонормировкой входных колебаний
4.3. Асимптотическая оптимальность алгоритмов НОМ, УХ и УХО ,
4.4. Исследование эффективности алгоритмов сепарации с конечным временем усреднения в корреляторах
4.5. Субоптимальный алгоритм МСКО-МПП
4.6. Адаптивный алгоритм компенсации прерывистой помехи
4.7. Особенности алгоритма сепаратора сигналов с фазовой модуляцией
4.8. Алгоритм сепаратора АТ сигналов
4.9. Сепаратор ЧТ сигналов и помех для каналов с селективными замираниями
4.10. Пространственный компенсатор помех с четырьмя ветвями разнесения
4.11. Заключение к разделу
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ СЕПАРАТОРОВ ПОМЕХ В КАНАЛАХ РАДИОСВЯЗИ
5.1. Помехоустойчивость сепаратора сигналов в стационарном канале связи СДВ диапазона
5.2. Особенности ПВОС в нестационарном многолучевом канале связи
ДКМВ диапазона
5.2.1. Общая характеристика результатов экспериментальных исследований эффективности компенсации помех в ДКМВ канале связи
5.2.2. Явление перезахватов и способы борьбы с ними
5.2.3. Сравнительный анализ эффективности разных алгоритмов сепараторов помех, построенных по критерию МСКО, в реальных каналах связи

5.3. Экспериментальные исследования качества приема информации в дискретном ДКМВ канале связи в присутствии преднамеренных помех на системе экспериментально-технологических радиотрасс
5.3.1. Испытания лабораторного макета (ЛМ) АКПП в канале с дискретными сообщениями и помехой с амплитудной модуляцией
5.3.2. Натурные испытания лабораторного макета адаптивного компенсатора преднамеренных помех на радиотрассах Ахтубинск
Н.Новгород и Ветлужская - Н.Новгород
5.3.3. Испытания макетов АКПП на реальных трассах с имитационной
помехой в условиях радиополигона
5.4. Пространственно-временная обработка сигналов в МВ-ДМВ диапазоне
5.4.1. Компенсатор помех МВ-ДМВ диапазона и методика его испытаний в каналах радиосвязи в условиях преднамеренных помех
5.4.2. Результаты испытаний компенсатора помех МВ-ДМВ диапазона
на трассах "земля-земля"
5.4.3. Измерения качества связи на радиотрассе "воздух-земля"
5.4.4. Выводы из испытаний компенсатора помех в МВ-ДМВ диапазоне
5.5. Экспериментальная база данных с различной СПО — инструмент для тестирования алгоритмов ПВОС реальными сигналами
6. КОНСТРУКТИВНЫЕ МАКЕТЫ АДАПТИВНЫХ КОМПЕНСАТОРОВ ПРЕДНАМЕРЕННЫХ ПОМЕХ И РЕЗУЛЬТАТЫ НАТУРНЫХ ИСПЫТАНИЙ
6.1. Особенности цифровой реализации пространственных компенсаторов
помех
6.2. Описание конструктивного макета АКПП
6.3. Результаты лабораторных и трассовых испытаний КМ АКПП
6.3.1. Лабораторный стенд для тестирования автоматических компенсаторов помех с пространственной обработкой сигналов в каналах радиосвязи
6.3.2. Трассовые испытания КМ АКПП на радиополигоне "Ветлужский"
6.3.3. Повышение помехозащищенности действующей системы радиосвязи при использовании компенсатора помех
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

аналогичная последовательность, задержанная относительно импульсов с первого выхода на четверть периода опорного напряжения.
Сигнал промежуточной частоты /пчг = 200 кГц приемника ЭМУ-11 через входной усилитель и фазовращатель поступает на ключи, управляемые импульсами распределителя-формирователя. Таким образом выделяется сигнал с разностной частотой /пчз = /гз/4 — /пч2 и амплитудой, пропорциональной амплитуде сигнала ПЧ.
Перемноженный сигнал идет на повторитель с высоким входным сопротивлением. Для увеличения динамического диапазона детектора применена схема ключей и повторителей, позволяющая осуществить четырехквадрантное перемножение. На выходе повторителя стоит ФНЧ с частотой среза 30 кГц для уменьшения высокочастотных шумов после ключевой схемы. Регулировка амплитуды и фазы (0...1000 ) в каждом канале возволяет осуществлять калибровку всей системы аппаратно. Динамический диапазон детектора не менее 60 дБ, максимальная амплитуда входного сигнала 8 В, погрешность формирования квадратур менее 0.1°
Устройства выборки-хранения и аналогово-цифрового преобразования.
Для преобразования аналоговых сигналов снимаемых с выходов КД1-КДЗ в цифровой код, использовалось устройство СЭТУ-10, являющееся универсальным программируемым контроллером, совместимым с ПЭВМ 1ВМ РС. Устройство СЭТУ-10 включает в себя, в частности, АЦП с 8-канальным коммутатором аналоговых сигналов, поэтому для обеспечения синхронности взятия отсчетов АЦП по всем шести каналам необходимо одновременно запомнить значение сигнала в каждом из каналов. Эту функцию выполняет устройство выборки-хранения (УВХ). УВХ состоит из шести идентичных аналоговых запоминающих устройств на специализированных микросхемах КР1100СК2, управляемых общим формирователем импульсов выборки. По окончании импульса выборка происходит запуск работы АЦП. Длительность импульсов выборки = 5 да, время хранения не менее 10 гм. Один цикл работы АЦП занимает 215 да. Характеристики АЦП в устройстве СЭТУ-10:
• диапазон напряжений входных аналоговых сигналов —5 В...5 В;
• разрядность АЦП, двоичных сигналов — 10;
• время преобразования АЦП, не более 30 да;
• погрешность преобразования АЦП не более 0.3%
Тактовая частота (частота дискретизации) в проведенных экспериментах была /д = 500 Гц при полосе приемного устройства Д/ = 200 Гц и /д = 3 кГц при полосе
Д/ = 1.7 кГц. Сигнал /пчг = 200 кГц преобразовывался при этом на нулевую частоту.
Система обработки и регистрации информации
Универсальный контроллер находился в крейте персонального компьютера типа ЮМ РС, что обеспечивало простоту его программирования, управления экспериментом и регистрации экспериментальных данных. Разработанный пакет программ обеспечивал возможность записи входных процессов по 6 каналам как в оперативную память компьютера (с частотой дискретизации шестерок отсчетов не более 4.6 кГц), так и в непрерывном режиме на жесткий диск компьютера. В этом случае частота дискретизации (для 1ВМ РС АТ) не превышала 2.3 кГц.
Вспомогательные программы обеспечивали вывод на дисплей компьютера режим контрольного осциллографа или спектранализатора по любому из входных каналов.