Устройства группового приема частотно-модулированных сигналов с непрерывной фазой при поэлементном принятии решений

• Автор: Аль-Аззех Джамиль Самих Джамиль
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 155 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Содержание

Перечень сокращений.

Введение
1. Анализ существующих алгоритмов и методики проектирования устройств обработки сигналов в условиях межеимвольной интерференции.

1.1. Передача информации по каналам связи с ограниченной полосой пропускания

1.2. Описание сигналов МИФ и их классификация.

1.3. Алгоритмы приема спектральноэффективных сигналов

1.3.1. Прием сигналов без МСИ в АГБШ

1.3.2. Прием сигналов с контролируемой МСИ

1.3.3. Оптимальный примник для сигналов МИФ

1.4. Алгоритмы компенсации искажений сигналов.
1.5. Цифровые устройства обработки сигналов на базе СБИС программируемой логики
1.5.1. Элементная база
1.5.2. Традиционная методика проектирования.
1.6. Инструментальные средства проектирования цифровых устройств
1.6.1. Пакеты ii.
1.6.2. Пакет i i.
1.6.3. Пакет i ii i
1.6.4. Средства размещения и разводки.
1.6.5. Пакет Xiix
1.6.6. Пакет II
1.7. Выводы.
2. Алгоритмы группового приема сигналов с поэлементным принятием решений
2.1.1 Некогерентное детектирование сигналов ЧМНФ
2.1.2. Модифицированный алгоритм группового приема сигналов при поэлементном принятии решений
2.2. Алгоритм группового приема при иоэлсмС1ггпом принятии решений и обратной связью
2.3. Помехоустойчивость группового приема при поэлементном принятии решений Выводы
3. Алгоритмы компенсации изменения индекса модуляции и смещения несущей частоты частотномодулированных сигналов
3.1. Оценка индекса модуляции но информационной последовательности
3.2 Предлагаемый алгоритм оценки индекса модуляции
3.3. Алгоритм оценки смещения несущей частоты частотно модулированных сигналов
Выводы
4 . Разработка методологии проектирования устройств цифровой обработки сигналов
4.1. Обобщение результатов анализа методик
4.2. Рекомендательная часть методики
4.3. Методическая часть.
4.4. Выводы
5. Реализация устройства группового приема на СБИС ПЛ
5.1. Модели устройств на блоках Хпх.
5.1.1. МИФ демодулятор
5.1.2. Блок оценки компенсации индекса модуляция
5.1.2. Блок частотной автоподстройки
5.2. Оценка помехоустойчивости приема
5.3 Расчет аппаратных зат рат ЗI
Заключение
Литература


На защиту' выносится теоретическое и экспериментальное обоснование использования модифицированного алгоритма цифровой обработки сигналов с ЧМНФ с поэлементным принятием решений и обратной связью и методология проектирования подобных устройств на современной цифровой элементной базе. При глубине анализа 7 бит алгоритм с обратной связью позволяет сократить количество операций сложения в раз и сократить количество операций умножения в раза. Проведенный анализ сложности реализации устройств с поэлементным принятием решений и обратной связью показал, что максимальный выигрыш достигается в наиболее трудных для реализации елучаях при больших уровнях межеимвольной интерференции и длительности интервала анализа. Па основе статистического моделирования МааЬ8тш1тк проведено исследование помехоустойчивости предложенных алгоритмов обработки сигналов в условиях межеимвольной интерференции, вызванной ограничением спектра сигналов формирующим предмодуляционным фильтром. Предложим способы оценки несоответствия индексов модуляция передатчиков и приемников и смещения частоты, использующие корреляционные свойства сигналов представляющих собой серии из нулей или единиц, что позволяет более оперативно, чем для известных способов компенсировать расхождение, и повышает помехоустойчивость приема. Разработана программно-аппаратная модель как инструмент для исследования характеристик устройств приема данных заданного класса с возможностью включения аппаратных средств в процедуры моделирования. Разработана методология проектирования устройств группового приема, включающая реализацию алгоритмов группового приема с обратной связью, компенсацию изменения индекса модуляции и смещения частоты и синтезировано цифровое устройство обработки сигналов на СБИС ПЛ. Практическая ценность работы заключается в том, что по разработанной методике с меньшими проектными затратами достигается аппаратно или программно реализуемое на базе СБИС ПЛ технические устройства с гарантией, предъявленных к ним требований. Предложенные алгоритмы и методика используется в опытно- конструкторских проектах па предприятии Сидока, имеется акт внедрения. Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Международной научно-технической конференции в СПбГПУ (Санкт-Петербург, июнь г. Всероссийской конференции по проектированию научных и инженерных приложений в среде МабаЬ (Санкт-Петербург, октябрь г. XXXIV Неделе науки СПбГПУ в г. Санкт-Петербург, ноябрь-декабрь г. Основное содержание диссертации опубликовано в 7-ми печатных работах, в том числе статья в журнале из списка ВАК - «Научно-технические ведомости СПбГПУ». Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, библиографического списка литературы, включающего наименований, и двух приложений. Во введении сформулирована актуальность темы работы, показана её практическая значимость, определены цель, задачи и методы исследования. Гауссовского шума и канальными искажениями. Анализируется состояние современной элементной базы, методика проектирования цифровых устройств и имеющиеся инструментальные средства. Делается вывод о необходимости перехода на более высокий уровень абстракции описания устройств. Второй раздел посвящен задаче поиска модифицированных вариантов алгоритмов, обработки сигналов с поэлементным принятием решений. Менее затратный в вычислительном плане алгоритм нахождения отношения правдоподобия получается за счет применения иных, чем в известном методе, фильтров, согласованных с сигналами всего па одном битовом интервале, с последующим расчетом отношения правдоподобия на все возможные варианты информации на интервале анализа. Дается оценка выигрыша в числе операций сложения и умножения в зависимости от интервала анализа. Выигрыш существенно увеличивается при введении обратной связи по решениям. Корректность оценки выигрыша подтверждается реализацией в пакете МаиаЫвтиНпк, предложенных алгоритмов. МНФ сигналов. Исследовано и показано методом статистического модулирования, что выигрыш от применения нового алгоритма приема без устранения различия индексов модуляции и динамического отслеживания смещения несущей частоты существенно теряется.