Разработка алгоритма поиска шумоподобных сигналов по времени

• Автор: Черныш, Александр Викторович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 167 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Постановка задачи. Вывод целевой функции.

1.1. Основные свойства ШПС

1.2. Определение задачи поиска

1.3. Система синхронизации. Модель сигнала и основные соотношения

1.4. Целевая функция системы синхронизации

1.5. Информационная избыточность ШПС

Вывод по главе 1

Глава 2. Синтез и анализ алгоритма поиска.
2.1. Повышение рабочих характеристик системы синхронизации за счт селекции ячейки с максимальным значением ВКФ
2.2. Синтез алгоритма поиска с верификацией.
2.3. Модель предложенного алгоритма в виде направленного графа
2.4. Рабочие характеристики предложенного алгоритма поиска
с верификацией
2.5. Снижение шага анализа на этапе верификации в предложенном алгоритме. Учт остаточного рассогласования.
2.6. Сравнительный анализ предложенного алгоритма.
2.7. Определение значения длительности анализа на этапе верификации
Вывод по главе 2
Глава 3. Влияние процедуры верификации на повышение
рабочих характеристик системы синхронизации.
3.1. Статистические характеристики процедуры селекции
ячейки с максимальным откликом
3.2. Аспекты реализации схемы селекции.
3.3. Повышение вероятности успешной передачи
управления синхронизмом контуру слежения
3.4. Имитационная модель системы слежения за задержкой.
3.5. Реализация управляемого генератора ПСП.
Вывод по главе 3
Глава 4. Имитационное моделирование СПИ с ШПС.
4.1.остроение модели. Схема эксперимента
4.2. Анализ работы ССЗ
4.3. Экспериментальная проверка рабочих характеристик предложенного алгоритма поиска с верификацией.
4.4. Сравнительный анализ алгоритма поиска с верификацией.
Минимизация целевой функции.
4.5. Аспекты практической реализации предложенных решений.
Вывод по главе 4
ВЫВОДЫ и ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ


В свою очередь, приёмники ШПС на основе корреляторов можно разделить на несколько типов, первую очередь - по времени анализа отдельно взятой ячейки. Существуют схемы с нефиксированной длительностью корреляционной обработки принятой смеси и опорного сигнала (схема последовательного обнаружения) [3,]. Другим условием прекращения поиска является отклик коррелятора, меньший, чем заранее заданная нижняя граница. С одной стороны, при высоких ОСШ данный подход позволяет сэкономить время до окончания поиска, с другой стороны для такой процедуры не определены оптимальные механизмы принятия решения в случае, если значение на выходе коррелятора не превысит верхнего порога или не окажется меньше нижнего порога, что затрудняет её практическую реализацию и нивелирует все её преимущества при небольших OCUI. Другим вариантом построения систем синхронизации ШПС является применения коррелятора с фиксированным временем анализа каждой ячейки области неопределенности. Именно такая схема используется в большинстве практических разработок для СНС ГЛОНАСС и GPS' из-за более простой реализации и наличия, точных методов оценки её рабочих характеристик. В дальнейшем будет рассматриваться только такой подход к построению систем поиска. Также алгоритмы поиска ШПС разделяются на последовательные (поочерёдный анализ всех ячеек при помощи одного коррелятора и перестраиваемого генератора ПСП - ГПСГ1), параллельные (применяется по одному коррелятору на каждую ячейку области неопределенности) и параллельно-последовательные. Использование для поиска ШПС алгоритмов параллельного анализа, реализованных в виде множества корреляторов [3,,,-], позволяет осуществить поиск за минимальное время, равное длительности анализа одной ячейки области неопределенности, однако чревато существенным ростом аппаратных затрат на реализацию системы синхронизации. С другой стороны, применение последовательной процедуры анализа всех элементов области неопределённости ШПС [,], позволяет сэкономить ресурсы для реализации алгоритма поиска, но приводит к, зачастую, неприемлемому росту среднего времени поиска. Также, на практике прибегают к комбинированным параллельно-последовательным процедурам. Учитывая то, что система поиска с последовательным анализом является частным случаем системы с параллельным анализом и все результаты, полученные в ходе её исследования, могут быть с лёгкостью экстраполированы на более сложные алгоритмы, в дальнейшем будут рассматриваться только системы последовательного поиска ШПС. Ещё одним методом снижения среднего времени поиска является применение многоступенчатых схем обнаружения ШПС. Суть метода заключатся в том, что принятый сигнал в каждом элементе области неопределенности анализируется в несколько этапов. На первом этапе, характеризующемся незначительной длительностью анализа, отбрасываются элементы (ячейки) области неопределенности, для которых маловероятна гипотеза о наличии ШПС с данной задержкой. Таким образом, это позволяет быстро отбросить «ненадёжные» ячейки и перейти к детальному анализу незначительного множества оставшихся элементов области неопределённости ШПС. Данный подход является весьма эффективным и широко применяется на практике [1-4,,,-], но сопряжён с увеличением аппаратных затрат в сравнении с одноэтапными схемами. Обобщение данного метода для случая обнаружения с двумя порогами представлено в []. Развитием указанного подхода является алгоритм [], учитывающий специфику функционирования систем поиска ШПС в стационарных каналах. В основе этого способа лежит процедура предварительного просмотра всей области неопределённости, на этапе которой осуществляется назначение весового коэффициента для каждой ячейки, пропорционального вероятности нахождения ШПС с заданным сдвигом. Затем осуществляется поиск по схеме, аналогичной поиску при наличии априорной информации о распределении задержки ШПС. Не смотря на ряд преимуществ, данная схема весьма сложна с практической точки зрения (требует гарантированного предварительного анализа всей области) и не эффективна в условиях быстро меняющегося канала.