Моделирование и метрологическое обеспечение цифровой системы передачи информации по диспергирующим каналам связи

• Автор: Лепихов, Юрий Николаевич
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 141 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1.

1.7. Глава 2.

2.4. Глава 3.

Анализ принципов цифровой связи через многолучевые каналы с замираниями

Характеристики многолучевых каналов с замираниями

1.1.1. Корреляционная функция канала и спектр мощности

1.1.2. Статистические модели для каналов с замираниями Влияние характеристик сигнала на выбор модели канала Канал, неселективный по частоте
с медленными замираниями
Цифровая передача по часТотно-селективному
каналу с медленными замираниями
Кодированные сигналы для каналов с замираниями
Краткий обзор публикаций на тему цифровой связи
по многолучевому каналу с замираниями
Постановка цели и задач исследования
Исследования информационной емкости
и помехоустойчивости диспергирующего канала связи
Физическая и имитационная модели
диспергирующего радиоканала
Информационная емкость диспергирующего канала с шумом Потенциальная помехоустойчивость когерентного приема сигналов в диспергирующем канале Полученные результаты и выводы Алгоритмы оценивания импульсной характеристики канала связи Минимизация погрешности оценивания импульсной характеристики диспергирующего канала

3.2. Разработка методик оценивания ИХ канала связи
3.3. Взаимосвязь параметров модели радиоканала и характеристик цифрового потока
3.4. Полученные результаты и выводы
Глава 4. Результаты имитационного моделирования
цифровой системы передачи информации

4.1. Структурная схема модели системы передачи
4.2. Режимы испытаний
4.3. Модуляция
4.4. Канал связи
4.5. Демодуляция сигнала
4.6. Моделирование
4.7. Полученные результаты и выводы Заключение
Литература
Приложение
Акт об использовании результатов диссертационной работы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Каналы декаметрового и метрового диапазонов (КВ и УКВ) отличаются нестабильностью параметров и широким диапазоном их изменения. Они характеризуются рассеянием энергии сигнала во времени и по частоте (диспергирующие каналы) и искажают исходные свойства сигналов, сформированных на передаче, в такой степени, что обычные методы приёма становятся неработоспособными. С развитием и широким внедрением подвижных средств связи аналогичные проблемы возникли и в дециметровом диапазоне волн. С точки зрения теории связи такие каналы оказались наиболее инте-ресными и побудили многих исследователей к созданию общей теории таких каналов и разработке оптимальных методов преодоления рассеяния.
Несмотря на нестабильность параметров, пропускная способность таких каналов достаточно высока, и речь должна идти о том, чтобы на самом нижнем (физическом) уровне суметь эту пропускную способность реализовать в виде битового потока с заданной достоверностью.
Для преодоления искажений в диспергирующих каналах разработаны инвариантные к рассеянию и адаптивные методы передачи сообщений. Первые строятся так, чтобы приём сигналов оставался возможным в некотором доста-

точно широком диапазоне изменения параметров рассеяния, а неизбежное снижение качества передачи компенсировалось на более высоких уровнях взаимодействия. Вторые строятся так, чтобы при любом сочетании мгновенных значений параметров канала обеспечивались максимально возможные в этих условиях скорость и качество передачи. Тогда и средние показатели качества окажутся наивысшими. Речь, таким образом, идёт о том, чтобы связать физические (первичные) параметры радиоканала и наложенные ограничения, с одной стороны, с предельно достижимыми характеристиками битового потока, с другой стороны. Очевидно, что для аналитического решения такой задачи необходимо иметь адекватную математическую модель канала, подкреплённую физическими экспериментами на реальный радиолиниях, а для имитационного моделиро-
частотной когерентности (Д/)с канала, принимаемый сигнал равен просто переданному сигналу, умноженному на комплексный случайный процесс C(0;t), который представляет переменную во времени передаточную функцию канала. В этом случае видно, что многолучевые компоненты в принимаемом сигнале неразличимы поскольку W « (А/)с.
Передаточную функцию С(0;Г) для неселективного по частоте канала можно выразить в виде
C(0;t) = a(t)e-jm,
где a(t) представляет огибающую, а ф(/) представляет фазу эквивалентного низкочастотного канала. Если С(0;/) комплексный гауссовский случайный процесс с нулевым средним, то a(t) распределено по Релею для любого фиксированного момента t, а ф(г) имеет равномерное распределение на интервале (-л; л). Скорость замираний в неселективном по частоте канале определяется или корреляционной функцией фс (At), или доплеровским спектром мощности Sc (X). Альтернативно, канальные параметры (At)c или Bd можно использовать для характеристики скорости замираний.
Для примера, предположим, что возможно выбрать полосу частот W, удовлетворяющую условию W <<(А/)С и сигнальный интервал Т, удовлетворяющий условию T « (Af)c. Поскольку Г меньше чем интервал временной когерентности канала ослабление канала и фазовый сдвиг по существу постоянны по крайней мере на сигнальном интервале. Если это условие выполняется, то канал называется каналом с медленными замираниями (пионерская работа по исследованию каналов с быстрыми измерениями параметров принадлежит Е.З. Финкелыптейну [59]). Далее, когда W »1 /Г условие, что канал неселективен по частоте и с медленными замираниями предполагает, что произведение Тт и Bd должно удовлетворять условию TmBd < 1.
Произведение TmBd называют фактором рассеяния канала. Если