Программно-аппаратные средства для обработки сигналов и управления режимами в устройствах цифровых систем радиосвязи

• Автор: Бояршинов, Михаил Анатольевич
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 168 с.

СОКРАЩЕНИЯ

Глава 1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЦИФРОВОЙ СИСТЕМЫ РАДИОСВЯЗИ,

• РАБОТАЮЩЕЙ В УСЛОВИЯХ ИНФОРМАЦИОННОГО КОНФЛИКТА

1.1. Представление сигналов и помех в цифровых системах радиосвязи

1.2. Статистические характеристики стационарного канала связи

1.3. Разработка математической модели цифровой системы радиосвязи

1.4. Исследование предложенной модели цифровой системы радиосвязи

Выводы к Г лаве

Глава 2. РАЗРАБОТКА И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ АЛГОРИТМОВ ОБРАБОТКИ

ПРИНИМАЕМЫХ СИГНАЛОВ

2.1. Разработка алгоритмов декодирования для стационарного канала без памяти

2.2. Исследование алгоритмов декодирования, разработанных для стационарного канала без памяти
2.3. Разработка алгоритмов декодирования с учётом нестационарности и памяти канала связи
^ 2.4. Исследование алгоритмов декодирования для нестационарного канала с памятью
Выводы к Главе2
л Глава 3. ФОРМИРОВАНИЕ СТРАТЕГИИ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ РАБОТЫ В
ЦИФРОВЫХ СИСТЕМАХ РАДИОСВЯЗИ
3.1. Разработка алгоритма декодирования для адаптивных систем связи
3.2 Представление процесса передачи информации в виде конфликта между системой связи и источником помех
3.3 Анализ методов решения матричных игр и способов формирования матрицы выигрышей
3.4 Анализ эффективности использования теории игр при формировании стратегии
управления режимами работы
Выводы к ГлавеЗ
Глава 4. РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТАННЫХ АЛГОРИТМОВ И СРЕДСТВ ПРОВЕРКИ
4.1. Разработка устройств обработки принимаемых сигналов
ф 4.2. Реализация алгоритмов декодирования и синхронизации в КВ
корреспондентских радиостанциях
У 4.3 Программно-аппаратный комплекс для моделирования работы систем связи в
условиях замираний и аддитивных помех
4.4 Разработка анализаторов качества канала связи
Выводы к Главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение
Приложение

СОКРАЩЕНИЯ
АККС - анализатор качества канала связи;
АОС - алгоритмы обработки сигналов;
АТ - амплитудная телеграфия;
ДСК - двоичный симметричный канал ДЧ - дискретные частотные КВ - коротковолновый;
КИД - коэффициент исправного действия;
КС - канал связи;
КУ - команды управления;
МАВ - максимум апостериорной вероятности;
МЧТ - многочастотная телеграфия;
НИОКР - научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы ОКР - опытно-конструкторские работы;
УРР - управление режимами работы;
ФТ - фазовая телеграфия
ЦСР - цифровая система радиосвязи;
ЧВМ - частотно-временная матрица;
ЧВС - частотно-временной сигнал;
ЧТ - частотная телеграфия;
ТТТПС - широкополосный сигнал;
ЭВМ - электронная вычислительная машина.
Актуальность проблемы. Основной задачей системы радиосвязи является передача информации с высокой достоверностью и скоростью при снижении общего уровня затрат. Эффективность работы системы связи во многом определяется тем, какие используются алгоритмы обработки сигналов, как осуществляется выбор рабочих параметров системы. В современных системах радиосвязи преобладают цифровые методы формирования и обработки сигналов.
Передача информации по радиоканалу характеризуется достаточно высоким уровнем помех и шумов. При проектировании радиосистем необходимо учитывать наличие источников помех, как естественного происхождения, так и организованных. Помехоустойчивое кодирование и соответствующие алгоритмы обработки обеспечивают достоверность передачи информации.
Вопросы оптимального приема сигналов на фоне шумов и помех подробно изучены в классических работах К. Шеннона, В.А. Котельникова, Р.Л. Стра-тоновича, Л.М. Финка, М.И. Пелехатого и многих других отечественных и зарубежных авторов. Теории и практике помехоустойчивого кодирования посвящены работы А.Д. Витерби, Л.Ф. Бородина, Р. Хемминга, Т. Кассами, Р. Блей-хута и ряда других. Однако по-прежнему актуальной остаётся задача разработки оптимальных АОС и определения верхней достижимой границы для конкретных сигналов, кодов и структур сообщения.
Развитие микропроцессоров позволяет реализовать устройства обработки и формирования сигналов программным путём. Актуален поиск и обоснование решений, позволяющих осуществить такую реализацию наилучшим образом.
В современных цифровых системах радиосвязи (ЦСР) повышение помехоустойчивости и скрытности передачи информации во многом достигается за счёт применения сложных широкополосных сигналов (ШПС). Одним из таких сигналов является частотно-временной сигнал (ЧВС). Появляются всё новые виды сигналов, каждый из которых имеет определённые достоинства. Методы
вания квазиоптимальных алгоритм декодирования. Определим условия, при которых они дают результаты сопоставимые с оптимальными алгоритмами.
Для получения квазиоптимальных алгоритмов декодирования рассмотрим вначале двоичный симметричный канал без памяти (ДСК). Для него
р[Ё{ч> = т)} = рт • (1 - р)п-т , (2.25)
где Р[Ё( гг = т) - вероятность появления вектора ошибки с весом (количеством единиц) равным т
р - вероятность ошибки в символе; п - длина вектора.
Каждой реализации вектора Ё можно поставить в соответствие свой вес. Следовательно, неравенство (2.21) для систем типа М можно представить как
р[Ё(м; = /и,-)] > Р[Ё{V= т,)] , (2.26)
где ть т - вес векторов Ё{®], Ё1Щ>1 соответственно.
Проведём ряд преобразований неравенства (2.26).

Рт^-Р)п >Рт_!Л^ . (2.27)
(1 -р)т‘ (1 -р)т‘
/ т; / тг
р ) хр
і-р) (1-р

Если считать, что р лежит в пределах 0<р<0,5, то 0 <

~Р.
< 1. Из пре1# дыдущего выражения следует, что
Ші<ті (2.28)
п-тї>п-ті . (2.29)
Здесь п-гПі и п-ш/ - количество неискажённых символов соответствующих векторам X; И Х[.
Согласно (2.29), при наблюдении вектора Yj должно приниматься решение о приёме вектора Х1, который имеет максимальное число символов, совпадающих с символами У;-. Для систем типа М+1 решение должно приниматься с
М1 учётом порога (2.30).