Методы и алгоритмы уплотнения гомогенных сигналов в многоканальных телекоммуникационных системах

• Автор: Городецкий, Иван Иванович
• Шифр специальности: 05.13.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 155 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Анализ существующих методов уплотнения сигналов с перекрывающимися спектральновременными характеристиками в широкополосных телекоммуникационных системах на примере систем передачи изображений

1.1. Особенности уплотнения гомогенных сигналов

1.2. Системы уплотнения образования вторичного канала в аналоговых системах передачи видеоизображений

1.2.1. Временное уплотнение телевизионного сигнала

1.2.2. Частотное уплотнение телевизионного сигнала

1.2.3. Поляризационное уплотнение телевизионного сигнала

1.3. Системы уплотнения образования вторичного канала в цифровых системах передачи видеоизображений

1.3.1. Нелинейный метод скрытия данных в пространственной области

1.3.2. Линейный метод скрытия данных в пространственной области

1.3.3. Нелинейный метод скрытия данных в области преобразования
1.3.4. Линейный метод скрытия данных в области преобразования
1.4. Перспективы разработки методов уплотнения для систем передачи видеоизображений
Глава 2. Разработка методов уплотнения гомогенных аналоговых сигналов на основе вторичного использования широкополосных каналов
2.1. Разработка модели и постановка задачи синтеза характеристик вторичного канала связи аналоговой телекоммуникационной системы
2.2. Синтез характеристик вторичного канала связи двухкаиалыюй телекоммуникационной системы в частотной области
2.2.1. Определение спектральной функции вторичного сигнала
2.2.2. Определение передаточной функции устройства воспроизведения вторичного сигнала
2.2.3. Экспериментальное исследование уплотнения гомогенных сигналов двухканальной телекоммуникационной системы
2.3. Синтез характеристик вторичного канала связи двухканальной
телекоммуникационной системы во временной области
2.3.1. Синтез корреляционной функции вторичного сигнала
2.3.2. Определение весовой функции устройства воспроизведения коррелированного сигнала вторичного канала
2.4. Оценка потенциальной максимальной пропускной способности
основного и вторичного канала связи
2.5. Разработка инженерных методик формирования и выделения
вторичного сигнала системы телевизионного вещания
2.5.1. Фильтровый метод синтеза вторичного сигнала
2.5.2. Модуляционный метод синтеза вторичного сигнала
2.6. Основные результаты и выводы по второй главе
Глава 3. Разработка алгоритмов уплотнения кодовых сигналов и последовательностей цифровых телекоммуникационных систем
3.1. Особенности передачи информации в цифровых телекоммуникационных системах и постановка задачи синтеза вторичного канала связи для этих систем
3.2. Синтез вторичного канала связи на основе нелинейного
функционального преобразования его вероятностных характеристик
3.3. Разработка алгоритма синтеза вторичного канала связи на основе
бинарных логических преобразований
3.4. Разработка алгоритма синтеза вторичного канала связи на основе
избыточного кодирования
3.5. Основные результаты и выводы по третьей главе
Глава 4. Разработка программного обеспечения уплотнения сигналов передачи видеоизображений и экспериментальная оценка эффективности
4.1. Разработка структуры аппаратного и программного обеспечения
уплотнения аналогового телевизионного сигнала
4.1.1. Выбор структуры и состава аппаратного обеспечения уплотнения аналогового телевизионного сигнала
4.1.2. Структура программного обеспечения для реализации алгоритмов уплотнения аналогового телевизионного обеспечения.
4.1.3. Вычислительный эксперимент по организации передачи сигнала вторичного канала на основе модуляционного метода
4.2. Разработка алгоритмов программного обеспечения для уплотнения цифровых каналов передачи видеоизображений и проверка их эффективности
4.2.1. Разработка алгоритмов программного обеспечения для уплотнения цифровых каналов передачи видеоизображений на основе бинарных логических преобразований
4.2.2. Вычислительные эксперименты по уплотнению цифровых каналов передачи видеоизображений с применением алгоритмов бинарных логических преобразований
4.2.3. Разработка алгоритмов программного обеспечения для уплотнения цифровых каналов передачи видеоизображений на основе избыточного кодирования
4.2.4. Вычислительные эксперименты по уплотнению цифровых каналов передачи видеоизображений с применением алгоритмов избыточного кодирования
4.2.5. Оценка возможности применения БЛП для организации вторичного канала в системах передачи данных с применением корректирующих кодов
4.3. Основные результаты и выводы по четвертой главе
Заключение
Список литературы


Такого ограничения нет для двух остальных предложенных алгоритмов, которые обеспечивает сближение последовательностей основного и вторичного каналов по критерию минимума расстояния Хэмминга. Один из них обеспечивает лучшее сближение последовательностей основного и вторичного каналов, другой обеспечивает большую помехоустойчивость вторичного канала. В четвртой главе разработано программное обеспечение уплотнения сигналов передачи видеоизображений и проведена экспериментальная оценка эффективности его применения. Устройство уплотнения аналогового телевизионного сигнала, реализующее инженерные методики, описанные во второй главе, предложено реализовать с помощью сигнальных процессоров. С учетом необходимости реализации на сигнальном процессоре разработана структура программного обеспечения для реализации алгоритмов уплотнения аналогового телевизионного обеспечения. Приведены схемы программ, соответствующих фильтровой и модуляционной инженерным методикам синтеза вторичного канала. Проведен вычислительный эксперимент по организации передачи сигнала вторичного канала на основе модуляционного метода. Эксперимент показал возможность организации вторичного канала в системе передачи изображений. При этом основной сигнал передачи изображения практически не был искажен и было обеспечено выделение сигнала вторичного канала. Разработаны алгоритмы программного обеспечения для уплотнения цифровых каналов передачи видеоизображений на основе бинарных логических преобразований и избыточного кодирования. Проведена экспериментальная проверка эффективности применения разработанных алгоритмов при их применении к псевдослучайным кодовым последовательностям и к информационным файлам. В результате экспериментов установлено, что все предложенные алгоритмы обеспечивают уменьшение кодового расстояния между последовательностями основного и вторичного каналов. Также установлено, что алгоритм избыточного кодирования несколько менее эффективен по степени сближения основного и вторичного сигналов, чем алгоритмы на основе бинарных логических преобразований. Однако избыточное кодирование обеспечивает большую помехоустойчивость вторичного канала, что определяет возможность его применения в подверженных сильным помехам каналах. В заключении изложены основные результаты диссертационной работы. В настоящее время увеличение информационной емкости сигналов в многоканальных телекоммуникационных системах МТС является актуальной задачей. Это связано с тем, что традиционные методы сигнального частотного, временного, кодового, пространственного и др. На данный момент существуют системы, которые предназначены для доуплотнения уже существующих многоканальных систем дополнительными каналами без нарушения функционирования основных каналов. В дальнейшем такие системы будем называть системами уплотнения на основе вторичного использования канала. Альтернативным способом увеличения пропускной способности МТС систем может стать увеличение информационной емкости передаваемых сигналов на основе уплотнения гомогенных сигналов, сочетающего в себе преимущества сигнального и информационного уплотнения. Такое смешивание возможно изза того, что многие передаваемые в ИС сигналы близки по своей природе, при этом в смешиваемых сигналах всегда можно выделить схожие, повторяющиеся фрагменты. Другими словами, в уплотняемых сигналах существует некоторое общее информационное ядро. При этом логично думать, что нет необходимости в образовании новых каналов связи для передачи практически одной и той и то же информации. Поэтому в рамках какоголибо сигнала санала, который будем называть основным, можно организовать передачу дополнительных сообщений, которые будем называть вторичным сигналом каналом. Образно говоря, сигнал основного канала можно рассматривать в качестве стохастического несущего колебания куда тем или иным способом вводитсямодулируется вторичный сигнал без изменения требований к характеристикам ширине спектра, динамическому диапазону и т. Классификация систем уплотнения в соответствии с приведенными выше определениями приведена на рис. Рис. Рассмотрим структурные схемы систем уплотнения. В традиционной МТС 1, рис. ЛД преобразуются в соответствующие канальные сигналы м,.