Разработка и моделирование алгоритмов мягкого декорирования блоковых кодов в каналах со стиранием элементов и использованием процедуры кластерного анализа

• Автор: Мансуров, Алмаз Ингелович
• Шифр специальности: 05.13.18, 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 132 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ПРИНЦИПЫ ПЕРЕДАЧИ ДИСКРЕТНОЙ ИНФОРМАЦИИ ПО КАНАЛАМ С ИЗМЕНЯЮЩИМИСЯ ПАРАМЕТРАМИ.

1.1 Постановка задачи.

1.2 Модели непрерывных каналов связи. II

1.2.1 Классификация каналов связи

1.2.2 Математические модели непрерывных каналов связи

1.2.3 Оптимальный прием в непрерывном канале

1.3 Модели каналов с замираниями

1.3.1 Классификация замираний.

1.3.2 Модель канала с общими Рэлеевскими замираниями
1.3.3 Модель канала с селективными Рэлеевскими замираниями
1.4 Принципы защиты информации от помех в каналах с замираниями
1.4.1 Метод разнесенного приема для многолучевых каналов с
замираниями
1.4.2 Метод временного разнесения перемежение.
1.4.2.1 Блочные перемежители.
1.4.2.2 Псевдослучайные перемежители.
1.4.2.3 Случайные и Б случайные перемежители.
1.4.2.4 Корреляционные перемежители
1.5 Выводы
ГЛАВА 2. СВОЙСТВО ОЦЕНОК ДОСТОВЕРНОСТИ СИМВОЛОВ, ФОРМИРУЕМЫХ НА ОСНОВЕ КОРТЕЖА СШРАНИЙ.
2.1 Постановка задачи.
2.2 Статистическая оценка индексов достоверности символов, формируемых
в системе с мягким декодированием.
2.2.1 Описание моделей демодуляции
2.2.2 Результаты моделирования
2.3 Алгоритмы рандомизации решений о стираниях
2.3.1 Алгоритм с динамично изменяющейся границей вариант 1
2.3.2 Алгоритм с жесткой границей вариант 2.
2.3.3 Алгоритм с использованием границы в формате отношения вероятности правильных стираний к вероятности ложным стираний вариант 3.
2.4 Оценка эффективности процедуры рандомизации.
2.5 Выводы
ГЛАВА 3. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ КОМБИНАЦИЙ БЛОКОВЫХ КОДОВ .
3.1 Постановка задачи.
3.2 Применение кластерного анализа к композиции блоковых кодов
3.3 Модификация кодов в способе кластерного декодирования.
3.3.1 Исходный код
3.3.2 Расширение кодов
3.3.3 Укорочение кода.
3.3.4. Операция выкалывания.
3.4 Система кодирования с надежной защитой номера кластера
3.5 Выводы.
ГЛАВА 4. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТАННЫХ АЛГОРИТМОВ И ОЦЕНКА ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ.
4.1 Постановка задачи
4.2 Моделирование разработанных алгоритмов методом имитационного моделирования
4.3 Декодер с исправлением стираний.
4.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
Приложение 1
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АБГШ аддитивный белый гауссовский шум ДСК двоичный симметричный канал
ДСЧ датчик случайных чисел
I линейный стохастический канал
МАВ максимум апостериорной вероятности ОСШ отношение сигнал шум
ПРВ плотность распределения вероятностей РМ код РидаМаллера
РидаСоломона код
ТЧ канал тональной частоты
УЗО устройство защиты от ошибок
УПС устройство преобразования сигналов ФМ фазовая модуляция
ИДС индекс достоверности символа
i .
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Структура разработанных алгоритмов формирования стираний на основе отображения непрерывного канала связи с последующей процедурой образования потока ИДС кодовых комбинаций дает возможность простой программно-аппаратной реализации цифровых систем обработки информации. Результаты диссертационной работы приняты для практического использования в разработках НЛП «Сигнал» г. Санкт-Петербург, -ого Испытательного полигона МО РФ (войска связи), а также в учебном процессе Ульяновского государственного технического университета, что подтверждено соответствующими актами, находящимися в приложении к диссертационной работе. Автор лично разрабатывал методики исследований, проводил теоретические расчеты, разрабатывал алгоритмы декодирования и выполнял эксперименты на моделях, осуществлял обработку, анализ и обобщение полученных в ходе исследования результатов. ЭВМ. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях. Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем», пятый выпуск, ОАО «Механический завод», УлГТУ, . Военной НТК «Актуальные вопросы совершенствования техники и систем военной связи на основе современных телекоммуникационных технологий» - Ульяновск: ИП МО РФ, . Новизна технического решения подтверждена патентом РФ па изобретение № 7, «Способ декодирования помехоустойчивых блоковых кодов» Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели» №, , а также положительном решении на выдачу патента на изобретение по заявке № /() от г. По теме диссертации опубликовано 6 работ, в том числе статья в ведущем научном издании, включенном в перечень ВАК. Известный алгоритм формирования целочисленных ИДС Витерби асимптотически сходится к методу формированию оценок надежности символов с использованием логарифма отношения правдоподобия. ИДС, формируемые на основе кортежа стираний, отличаются более высокой различимостью относительно известных способов формирования оценок. Применение метода рандомизации при формировании стираний в гауссовском канале связи с использованием датчиков случайных чисел с равномерной Г1РВ обеспечивает снижение доли ложных стираний при несущественном увеличении вероятности появления ошибок. Применение целочисленных ИДС для итеративных преобразований кодовых векторов способствует сокращению числа итераций. Применение кластерного подхода в процедуре обработки блоковых кодов обеспечивает эффективное изменение скорости кода за счет перфорации символов, имеющих незначительное влияние на положение комбинации в своей защитной зоне. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка литературы, включающего 2 работы отечественных и зарубежных авторов, и одного приложения. Общий объем диссертации составляет 1 страницу. ГЛАВА 1. Весьма важной представляется задача анализа существующих принципов, методов и алгоритмов передачи дискретной информации по каналам связи с изменяющимися параметрами. Для решения поставленной задачи в настоящей главе проанализированы основные модели непрерывных каналов связи (п. В п. Большой интерес представляет модель канала с общими релеевскими замираниями. Данная модель каната актуальна в современном мире телекоммуникаций в связи с тем, что она описывает распространение сигналов в системах беспроводной связи, в том числе и систем мобильной связи. В п. Большое внимание уделено вопросу иеремежения символов (и. Решение этой задачи связано с вопросом деконцентрации ИДС с низкими показателями в условиях концентрации стираний. Моделью канала называется его описание, позволяющее рассчитать или оценить его основные характеристики. Модель следует отличать от частичного описания канала, состоящего лишь из отдельных характеристик, необходимых в тех или иных конкретных случаях. Общими требованиями к модели являются ее простота (удобство использования) и точность (согласие с экспериментальными данными) []. В силу сложности реальных каналов эти требования, как правило, противоречивы; при построении модели необходим разумный компромисс.