Исследование и разработка алгоритмов передачи информации в каналах связи со значительным временем распространения сигналов

• Автор: Прибылов, Василий Петрович
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 155 с. : ил

Реферат
Объем работы 155 с., включая: 72 рис., 10 табл., 112 источников, 2 ирил.
АЛГОРИТМЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ, ВРЕМЯ
РАСПРОСТРАНЕНИЯ СИГНАЛА, КАНАЛЫ СВЯЗИ РАЗЛИЧНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ, МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИМИТАЦИЯ СИСТЕМ СВЯЗИ, ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ, СКОРОСТЬ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ, ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ.
Цель работы: исследование и разработка алгоритмов передачи информации, повышающих эффективность систем передачи дискретной информации (СИДИ) в каналах связи со значительным временем распространения сигналов (ЗВРС).
Основу диссертационной работы составляет исследование и разработка алгоритмов передачи информации в каналах связи с ЗВРС, ограниченных по энергетике, на примере гидроакустического канала связи, управления и навигации. Эффективность алгоритмов связи оценивается для режима передачи данных (трафик данных) при ограничениях на время обработки сообщений в приемном устройстве. Рассматривается использование циклических кодов.
Методы исследования. Для решения поставленных задач используются методы: теории вероятностей, теории графов, теории случайных процессов и математической статистики, теории передачи дискретных сообщений, а также методы математического и компьютерного моделирования.
В приложениях к работе приведены: текст программного имитатора алгоритма передачи информации РОС-ЧИ-АП (на языке программирования “С++”); акты, подтверждающие внедрение отдельных результатов работы в научных разработках и в учебном процессе СибГУТИ.
Содержание

Реферат
Список сокращений и условных обозначений
Введение
ГЛАВА 1 РАЗРАБОТКА ИМИТАТОРА КАНАЛА СВЯЗИ С ЗВРС
1.1 Постановка задачи
1.2 Анализ статистических характеристик каналов связи
со значительным временем распространения сигналов на примере гидроакустического канала связи
1.3 Особенности синхронизации аппаратуры связи в ГАКС
1.4 Выбор модели канала связи со значительным временем распространения сигналов
1.4.1 Математическое описание каналов связи
1.4.2 Модель дискретного канала связи
1.5 Моделирование дискретного канала связи со значительным временем распространения сигналов на ЭВМ
1.6 Выводы по главе
ГЛАВА 2 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ АЛГОРИТМОВ ПЕРЕДАЧИ ДИСКРЕТНОЙ ИНФОРМАЦИИ
2.1 Постановка задачи
2.2 Особенности систем с обратной связью
2.3 Алгоритмы передачи информации с РОС
2.4 Определение условий исследования алгоритмов с РОС
2.5 Выбор критерия и методики оценки эффективности алгоритмов передачи информации с РОС в каналах связи со значительным временем распространения сигналов
2.6 Выводы по главе
ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ РОС С БЕЗАДРЕСНЫМ ПЕРЕСПРОСОМ

3 .1 Постановка задачи
* 3.2 Алгоритм РОС с ожиданием подтверждения приема
3.3 Алгоритм РОС с частичным исправлением ошибок
3.4 Алгоритм РОС с накоплением принятых сообщений
3.5 Комбинированный алгоритм РОС с частичным исправлением ошибок и накоплением принимаемых слов
3.6 Выводы по главе
ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ РОС С АДРЕСНЫМ
* ПЕРЕСПРОСОМ
4.1 Постановка задачи
4.2 Стандартный алгоритм РОС-АП
4.3 Алгоритм РОС-ЧИ-АП
4.4 Алгоритм РОС-ЧИ-АП-Н
4.5 Сравнительный анализ предложенных алгоритмов
4.6 Выводы по главе
ГЛАВА 5 МОДЕЛИРОВАНИЕ АЛГОРИТМА РОС-ЧИ-АП НА ЭВМ
5.1 Постановка задачи
Ф 5.2 Определение условий исследования программной модели
алгоритма РОС-ЧИ-АП
5.3 Разработка программной модели алгоритма РОС-ЧИ-АП
5.4 Анализ экспериментальных данных исследования алгоритма РОС-ЧИ-АП
5.5 Рекомендации по применению исследованных алгоритмов передачи информации
5.6 Выводы по главе
Заключение
Приложение А Программный имитатор алгоритма РОС-ЧИ-АП
* Приложение Б Акты внедрения
Библиография

Для экспериментальных данных, представленных на рисунке 1.1а, произведем расчет зависимости плотности значений отношения сигнал/шум следующим образом:
- во-первых, рассчитаем значения регулярной и случайной составляющих отношения сигнал/шум в соответствии с уравнениями (1.21) и (1.22):
М086 ,*„=^ =
0,0005 р 0,0

- во-вторых, в соответствии с выражением (1.20) построим зависимость плотности значений отношения сигнал/шум
Рисунок 1.9 — Плотность значений отношения сигнал/шум, рассчитанная по экспериментальным данным [13]
Таким образом, максимум плотности значений отношения сигнал/шум по напряжению сосредоточен в области значений йр=152, с разбросом, оцениваемым по правилу “За”, значение разброса оценивается как АЬ = с “ ±50,
Произведем расчет вероятности ошибки для выбранного вида модуляции (ОФМ) и некогерентного способа приема для крайнего (наихудшего) значения отношения сигнал/шум, в соответствии с выражением (1.25), получим
Рош офм ню- = 100,4) = 0,5 • в
-100,

. Столь малое значение вероятности ошибки подтверждает необходимость уменьшения мощности подводимого к антенне электрического сигнала для обеспечения энергетической эффективности, которая выражается в снижении потребления энергии передающим устройством в режиме передачи. Следовательно, является целесообразным реализация управления мощностью передачи, что, например, на основании данных