Разработка метода обеспечения помехоустойчивости информационных коммуникаций при воздействии сосредоточенных по спектру помех

• Автор: Старовойт, Иван Александрович
• Шифр специальности: 05.13.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 137 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА Е ИНФОРМАЦИОННЫЕ КОММУНИКАЦИИ. ПРИНЦИПЫ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ
ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Принципы передачи данных в информационных коммуникациях
1.2 Виды сигнально-кодовых конструкций, применяемые для обеспечения передачи данных в современных информационных коммуникациях
1.3 Виды помех, воздействующие на информационные коммуникации
1.4. Помехоустойчивость информационных коммуникаций с различными сигнально-кодовыми конструкциями
1.5. Постановка задач исследования
ГЛАВА 2. МЕТОД КОДИРОВАНИЯ И ДЕКОДИРОВАНИЯ
ИНФОРМАЦИИ НА ОСНОВЕ СОБСТВЕННЫХ ВЕКТОРОВ
СУБПОЛОСНОЙ МАТРИЦЫ
2.1 Математические основы построения сигнально-кодовых конструкций с требуемыми частотно-временными характеристиками
2.2 Анализ свойств собственных векторов и собственных чисел субполосной матрицы
2.3 Разработка методов кодирования и декодирования информации
2.4 Основные результаты и выводы по главе
ГЛАВА 3. ОЦЕНКА ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ МЕТОДОВ
КОДИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ПОМЕХ
РАЗЛИЧНОГО РОДА

3.1 Оценка помехоустойчивости передачи информации на основе применения различных СКК при воздействии флуктуационных помех
3.2 Оценка помехоустойчивости обмена информацией с применением различных методов кодирования данных при воздействии сосредоточенных по спектру помех
3.3 Оценка влияния сосредоточенных по спектру помех с различной шириной спектра на помехоустойчивость разработанного метода
кодирования информации
3.4. Основные результаты и выводы по главе
ГЛАВА 4. ПРОГРАММНО-АППАРАТНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
РАЗРАБОТАННЫХ АЛГОРИТМОВ КОДИРОВАНИЯ И ДЕКОДИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ
4.1 Алгоритм кодирования информации, основанный на собственных векторах субполосной матрицы с малыми собственными числами
4.2 Алгоритм декодирования информации, основанный на применении собственных векторов
4.3 Устройство кодирования и декодирования информации
4.4 Компьютерная модель взаимодействия устройств кодирования и декодирования информации
4.5 Основные результаты и выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение А
Приложение Б

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Возрастающая потребность людей в информационном обмене с высоким качеством на различные расстояния независимо от места их нахождения привела к необходимости активного применения для этих целей различного типа информационных коммуникаций [47, 52, 77]. Известно, что в процессе информационного обмена передаваемые данные претерпевают искажения, которые связаны с воздействием помех различного рода [55, 89]. В техногенных условиях современных промышленных городов основным видом помех, влияющих на помехоустойчивость информационного обмена, являются сосредоточенные по спектру помехи, которые возникают в результате работы различного технического оборудования [55]. В частности, промышленных генераторов, медицинского диагностического оборудования, микроволновых передатчиков и т.д. Совокупное воздействие помех серьезно ухудшает помехоустойчивость информационных коммуникаций и повышает вероятность ошибочного декодирования передаваемых данных.
В связи с этим очень важным является выбор методов кодирования и декодирования данных, в которых в качестве переносчиков закодированной информации используются сигнально-кодовые конструкции (СКК). Одним из подходов, достаточно часто использующимся в информационных коммуникациях для повышения их помехоустойчивости в условиях сосредоточенных по спектру помех, является метод кодирования данных с применение СКК, обладающих расширенным энергетическим спектром по сравнению с узкополосными СКК [28, 86, 88].
Однако распределение энергетических составляющих в частотной
области у существующих сигналов указанного класса, которые достаточно
часто называют широкополосными шумоподобными сигналами (ШШС),

При использовании ортогональных сигналов для кодирования и передачи информации вероятность ошибки имеет следующий вид:
P = 1-f{JÊ7n^). (1.20)
Сигналы Sj(t) и soft) на интервале времени Т называют ортогональными если выполняется условие:
J4(')so(/)<* = °- (1-21)

К сигнально-кодовым конструкциям, удовлетворяющим условие (1.21), можно отнести СКК, основанные на частотной манипуляции.
Если использовать для кодирования информации СКК, основанные на противоположных сигналах, т.е. на сигналах, удовлетворяющих условию:
*„(/)=■-*,(/), (1.22)
То вероятность ошибки будет иметь следующий вид:
p = l-F(pE/N0). (1.23)
Таким образом, вероятность ошибки будет наименьшей при
использовании для кодирования информации СКК, основанные на
узкополосных сигналах с фазовой манипуляцией.
В современных информационных коммуникациях не целесообразно использовать СКК с применением двоичных сигналов, это связано с низкой скоростью обмена информации. Применение СКК с многопозиционными сигналами позволяет существенно повысить скорость передачи, за счет того, что каждый сигнал кодирует блок из m бит. Вероятность ошибки для таких сигнально-кодовых конструкций определяется приближенно: