Повышение помехоустойчивости радиотехнических систем передачи информации с использованием сверточных алгоритмов обработки сигналов

• Автор: Синицин, Дмитрий Вячеславович
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 127 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ПОВЫШЕНИЯ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ СВЕРТОЧНОГО КОДИРОВАНИЯ ПРИ ЗАМИРАНИЯХ СИГНАЛОВ И ВОЗДЕЙСТВИИ ПОМЕХ

1.1. Предпосылки использования сверточного

кодирования в условиях замираний сигналов и воздействии помех

1.2. Принцип сверточного кодирования

1.2.1. Принцип работы и параметры сверточного кодера

1.2.2. Формулировка задачи сверточного кодирования

1.2.3. Алгоритм сверточного декодирования Витерби

1.2.4. Другие алгоритмы декодирования сверточных кодов

1.3. Модели каналов передачи и информационных сигналов
1.3.1. Модели каналов передачи
1.3.2. Модели информационных сигналов
1.4. Методы перемежения и разнесения сигналов
1.4.1. Методы перемежения
1.4.2. Методы разнесения
1.5. Модели помеховых сигналов в системах передачи информации
1.6. Краткие выводы
2.АДАПТАЦИЯ АЛГОРИТМА СВЕРТОЧНОГО ДЕКОДИРОВАНИЯ ВИТЕРБИ В УСЛОВИЯХ ПЕРЕМЕЖЕНИЯ СИМВОЛОВ
2.1.Возможность использования модифицированного метода декодирования сверточных кодов в условиях перемежения символов
2.2. Принцип работы модифицированного метода декодирования сверточных кодов в условиях перемежения символов
2.3. Характеристики модифицированного метода декодирования сверточных кодов в условиях перемежения символов
2.4. Краткие выводы
3. АЛГОРИТМЫ КОМПЕНСАЦИИ УЗКОПОЛОСНЫХ ПОМЕХ В СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ СО СВЕРТОЧНЫМ КОДИРОВАНИЕМ
3.1. Степень влияния сосредоточенных помех на системы передачи информации со сверточным кодированием
3.2. Алгоритм предварительного снижения уровня помехи
3.3. Комплексный алгоритм сверточного декодирования цифровых сигналов при воздействии узкополосных помех
3.4. Краткие выводы
4. ВНУТРЕННЯЯ АДАПТАЦИЯ СВЕРТОЧНЫХ КОДОВ В СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ С РАЗНЕСЕНИЕМ СИГНАЛОВ
4.1. Адаптация сверточного кода при частотном разнесении
4.2. Адаптация сверточного кода при пространственном разнесении
4.3. Адаптация сверточного кода в системах с обратной связью.
4.4. Краткие выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В настоящее время развитие систем передачи информации по радиоканалам имеет тенденцию, заключающуюся в непрерывном росте количества радиоизлучающих средств за счет развития современных систем передачи информации. Увеличивается разнообразие источников радиоизлучения, в том числе от промышленного оборудования и транспорта. Одновременно при этом должны сохраняться требования на качественные характеристики, что определяет важную научную и практическую проблему, заключающуюся в разработке новых методов и алгоритмов сверточной обработки сигналов для повышения помехоустойчивости систем передачи информации в условиях ухудшающейся помеховой обстановки. Эта проблема может быть разрешена за счет повышения характеристик путем модификации имеющихся алгоритмов сверточной обработки сигналов.
Широкое применение в системах передачи цифровой информации нашли сверточные коды. Они используются в системах мобильной и спутниковой связи, в модемах для телефонных линий связи и в других радиотехнических системах. Сверточные коды рассматривались в работах таких ученых, как Л.М. Финк, А.Г. Зюко, В.Л. Банкет, Э.Витерби, Дж. Кларк, Дж. К. Омура, Дж. Хеллер и др. Особенно эффективным считается алгоритм сверточного декодирования, впервые предложенный Э.Витерби. Однако в современных условиях эффективность многих методов сверточной обработки сигналов оказывается недостаточной. Эти методы разрабатывались для работы в условиях воздействия аппаратурных шумов. При наличии внешних помех или замираний сигналов существующие методы сверточной обработки сигналов уже не обеспечивают необходимого качества передаваемой информации, а при некоторых условиях может возникнуть полный срыв связи. В то же время имеется возможность производить внутреннюю адаптацию некоторых методов сверточной обработки сигналов, повышающих помехоустойчивость, при различных условиях работы.

1.4.2. Методы разнесения
Одним из методов повышения помехоустойчивости при передаче информации в системах различного назначения выступает использование разнесенного приема [8, 17, 18, 25, 34, 37, 49, 64, 69, 82]. Различные методы разнесения были предложены и проанализированы применительно к системам коротковолновой связи, тропосферной связи, а также микроволновым радиорелейным системам, работающим в пределах прямой видимости. Выигрыш, получаемый за счет разнесения, увеличивается по мере возрастания требований к качеству обслуживания в цифровых системах подвижной радиосвязи, поскольку более существенное влияние быстрых замираний многолучевости проявляется при цифровой передаче.
Методы разнесения требуют организации нескольких путей передачи сигналов, называемых ветвями разнесения, и схемы их комбинирования или выбора одного из них. В зависимости от характеристик распространения радиоволн в системах подвижной радиосвязи существует несколько методов построения ветвей разнесения, которые могут быть разбиты на следующие группы, объединяющие пространственное, угловое, поляризационное, частотное и временное разнесение. Дадим краткую характеристику каждому из перечисленных методов:
Пространственное разнесение. Этот метод широко используется из-за своей простоты и низкой стоимости. Он требует одной передающей антенны и нескольких приемных антенн. Расстояние между соседними приемными антеннами выбирается с таким расчетом, чтобы замирания из-за многолучевости в каждой ветви разнесения были некоррелированными.
Пространственное разнесение обычно осуществляется посредством набора принимающих антенн, разнесенных на расстояние, не меньшее 10 длин волн при размещении на приемнике. Для выбора наилучшего выхода антенн или для когерентного объединения всех выходов следует реализовать специальные методы обработки сигналов.