Формирование новых последовательностей с нулевой зоной корреляции и исследование эффективности их применения в широкополосных системах

• Автор: Гюнтер, Антон Владимирович
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 109 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Анализ проблем построения широкополосных систем с кодовым разделением каналов (CDMA)

1.1. Принципы построения широкополосных систем с CDMA

1.2. Применение последовательностей в традиционных системах с DS-CDMA

1.3. Применение последовательностей с нулевой зоной корреляции в системах с DS-CDMA

Основные задачи исследования

Выводы по главе

Глава 2. Теоретические аспекты применения последовательностей с нулевой зоной корреляции в широкополосных системах связи, работающих в условиях многолучевого распространения сигналов
2.1. Синтез адаптивных алгоритмов приема широкополосных сигналов в каналах с многолучевостью
2.2. Анализ помехоустойчивости приема широкополосных сигналов с учетом интерференционных помех
Основные выводы по главе
Глава 3. Исследование нового семейства троичных последовательностей с нулевой зоной корреляции (ZCZ)
3.1. Формирование и анализ свойств нового семейства троичных последовательностей с нулевой зоной корреляции
3.2. Применение предложенного семейства последовательностей в многочастотных системах с С DM A
3.3. Сравнительный анализ предложенных ZCZ-кодов с последовательностями семейств LA, LS и LAS
Основные выводы по главе

Глава 4. Исследование эффективности ЪСХ-СОМА с помощью
компьютерного моделирования
4.1. МАТЬАВ как инструмент компьютерного моделирования
4.2. Описание компьютерной модели, используемой для получения
характеристик помехоустойчивости СОМА-систем
4.3. Результаты компьютерного моделирования передачи сообщений с
помощью сигналов с нулевой зоной корреляции
Основные выводы по главе
Заключение
Приложение 1. Список сокращений и обозначений
Приложение 2. Листинг основной программы
Приложение 3. Листинги дополнительных программ-функций
Акты о внедрении
Список литературы
Введение
Актуальность работы. В стратегии инновационного развития Российской Федерации "формирование развитых информационнотелекоммуникационных сетей" обозначено первым пунктом в перечне основных тенденций мирового технологического развития до 2020 года [28]. Место России в мировом сообществе предопределяется этим документом не иначе как в форме инновационного государства. Все это говорит о высочайшем статусе и актуальности исследований, направленных на разработку новых систем, а также совершенствование существующих сетей связи, навигации, радиолокации, и подтверждается реализующейся в настоящее время программой «Информационное общество».
Повышение помехоустойчивости - одна из главных задач, решение которой необходимо для увеличения эффективности работы современных телекоммуникационных систем. Ее актуальность подтверждается ростом внутрисистемных интерференций, вызываемых множественным доступом, и шумов от промышленных объектов, радиоэлектронного оборудования, а также из-за влияния замираний сигнала в застраивающихся высотными зданиями городах.
Теория потенциальной помехоустойчивости была разработана Котельниковым В. А. и получила развитие в работах Финка Л.М., Харкевича A.A., Мидлтона Д., Левина Б.Р., Тихонова В.И., Кловского Д.Д., Ван Триса Г., Андронова И.С., Стратоновича Р.Л., Кайлата Т., Варакина Л.Е., Шахгильдяна В.В., Зюко А.Г., Фалько А.И., Сикарева A.A., Шинакова Ю.С., Коржика В.И., Цикина И.А., Хворостенко Н.П. и многих других ученых.
В число перспективных направлений исследований по увеличению помехоустойчивости систем с кодовыми разделением каналов (CDMA - Code Division Multiple Access) с недавнего времени входит применение широкополосных сигналов с нулевой зоной корреляции, формируемых с помощью специальных последовательностей, также именуемых ZCZ-кодами (от Zero Correlation Zone). Свое название они получили по характерному для них свойству - нулевой зоне автокорреляционной и взаимной корреляционной функций - позволяющему использовать их в широкополосных системах связи для повышения эффективности борьбы с помехами межсимвольных интерференций многолучевого распространения сигналов, интерференционными помехами множественного доступа и вызванных сигналами соседних сот.
Отдельные вопросы, связанные с синтезом и анализом свойств ZCZ-кодов исследуются, например, в работах [24], [6], [52], где также отмечается

При неизменных параметрах сигнала (7?г=1) по мере увеличения размера обучающей выборки, адаптивный алгоритм (2.26) приближается к алгоритму когерентного разнесенного по лучам приема [1].
2.2. Анализ помехоустойчивости приема широкополосных сигналов с учетом интерференционных помех
Проведем анализ помехоустойчивости приема сигнала (2.1) по алгоритму (2.26) с учетом мешающих факторов традиционной системы с
CDMA, т.е. при влиянии интерференционных помех. Из полученного
выражения для вероятности ошибки помехоустойчивость системы с ZCZ-CDMA будет вытекать как частный случай.
Вначале проанализируем помехоустойчивость приема двоичных противоположных сигналов (z2 (г) = -zl (/)), т.е., сигналов с относительной
фазовой манипуляцией (ОФМ). В этом случае правило приема (2.26) преобразуется к виду
£(т(сРхи+т(/%)> 0. (2.28)

Здесь
(N+1)T+At„ (ЛГ+1)Г+ДГ„
Хи= J z'(?)z] (t-At^dt, Yu = J z'(r)z, (t-Att)dt. (2.29)
NT+Atn NT+Atn
В неравенство (2.28) входят m^ и в соответствии с формулами
(2.27), в которых
кТ+Д/,

кТ+А tn
Jf)=— f z^(f) z, (t-At^dt,
Ei (k-)T+At„
(2.30)
= у J z’k(t) z^t-At^dt,
і {k-l)T+Atn

{[_Ac7zi - Ati) + MsjZ (z - btj )J +

(2.31)
+ Z [McjqZq (t - btj ) + MsJqZq (t - Atj )]} + 4{t). <7=