Разработка и моделирование алгоритмов приема дискретных сообщений в многочастотных системах мобильной связи с пилот-сигналами

• Автор: Камаев, Динар Шавкятович
• Шифр специальности: 05.13.18, 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 145 с. : ил.

Содержание

Список основных сокращений

Введение
1. Математические модели и алгоритмы обработки сигналов в системах связи с замираниями и рассеянием

1.1. Постановка задачи

1.2. Модели каналов связи и помех в многочастотных каналах мобильной связи

1.3. Алгоритмы демодуляции дискретных сигналов

1.4. Анализ эффективности систем передачи сигналов

1.5. Основные результаты и выводы по разделу

2. Синтез оптимальных и квазиоптимальных алгоритмов приема дискретных сообщений

2.1. Постановка задачи

2.2. Модели сигналов и помех, используемые при синтезе оптимальных алгоритмов
2.2.1. Одночастотные системы
2.2.2. Многочастотные системы
2.2.3. Описание информационных сигналов
2.3.Оптимальный прием дискретных сообщений в многочастотных системах связи с пилотсигналами
2.4. Алгоритм оценивания квадратурных составляющих с помощью пилотсигналов
2.5. Основные результаты и выводы по разделу
3. Анализ эффективности алгоритмов приема дискретных сообщений в системах связи с пилотсигналами
3.1. Постановка задачи
3.2. Вероятностная структура алгоритмов оптимального
приема многопозиционных сигналов
3.3. Анализ эффективности приема противоположных сигналов
3.4. Погрешности оценивания характеристик каналов связи с помощью пилотсигналов
3.5. Основные результаты и выводы по разделу Заключение
Список использованных источников


Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на IX Всероссийской научно-практической конференции. Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем (г. Ульяновск, г), Научной сессии, посвященной Дню Радио (г. Москва, г), на конференциях в Ульяновском Государственном Техническом Университете (г. Ульяновск -г), а также на ежегодных научно-технических конференциях УВВИУС (г. Ульяновск -г). По материалам диссертационной работы опубликовано 9 научных работ, в том числе 7 научных статей и 2 тезиса-доклада. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованных источников и 5 приложений. Общий объем диссертации 5 страниц. Диссертация содержит рисунков. Во введении анализируется состояние проблемы, обосновывается актуальность темы диссертации и формируются основные задачи работы. В первой главе рассмотрены основные математические модели каналов связи с замираниями, известные алгоритмы демодуляции дискретных сообщений при использовании пилот-сигналов, а также методы анализа эффективности многочастотных систем мобильной связи. Вторая глава посвящена решению задачи статистического синтеза оптимальных процедур совместной обработки принимаемых информационных и пилот-сигналов для общего гауссовского канала с неселективиыми замираниями и аддитивным белым гауссовским шумом. Рассмотрены известные и предложены новые математические модели для описания сигналов, помех и полей комплексных огибающих в многочастотных системах связи с пилот-сигналами. На основе построенных вероятностных моделей решается задача статистического синтеза оптимального приемника с помощью максимизации функционала правдоподобия . Рассмотрены особенности построения оценок квадратурных составляющих на основе многомерных фильтров Н. Винера и Р. Калмана. В третьей главе проводится анализ вероятностных характеристик найденных оптимальных и квазиоптимальных алгоритмов. Наиболее подробно рассмотрен часто встречающийся случай применения противоположных сигналов для общего гауссовского канала и оценивания квадратурных составляющих с помощью пилот-сигналов. Результаты представлены как в виде точных и приближенных аналитических соотношений, так и в виде графиков, иллюстрирующих вероятности применения рассмотренных методов на практике. Для уточнения расчетов дисперсии ошибок оценивания комплексной огибающей проведено статистическое моделирование реальных каналов мобильной связи с бесселевскими КФ последовательностей отсчетов. Проведено сравнение теоретических и экспериментальных результатов. В последние годы интенсивное развитие получили мобильные системы связи. Одним из требований к системам настоящего и следующих поколений является поддержание связи с абонентами, перемещающимися с высокой скоростью. Для достижения высокой помехоустойчивости и емкости мобильных сотовых систем связи 3-го и 4-го поколений предполагается использовать многоуровневую модуляцию, например, М-Р8К. М-С>АМ, в сочетании с применением турбокодов при передаче информации. Потенциальные преимущества этих видов модуляции могут быть реализованы только при высокой точности оценки комплексной огибающей принимаемого сигнала. Для этого полезный сигнал содержит пилот-компоненту или т. В цифровых системах связи применяется дискретный но времени пилот-сигнал, когда пилот-символы мультиплексированы во времени с информационными символами. При этом передаваемый поток символов обычно сгруппирован по слотам, представляющим собой упорядоченную совокупность заданного числа информационных и пилот-символов, алгоритмам обработки сигналов с прерывистым пилот-сигналом посвящено большое число публикаций [, , , , ,]. В работах [,,, ] оценка комплексной огибающей сигнала осуществляется только по пилот-символам. Основой работы алгоритмов является формирование оценки комплексной огибающей сигнала для каждой группы пилот-символов, а затем их использование для интерполяции комплексной огибающей при обработке информационных символов. В работе [] предлагается гауссовская интерполяция 0-го, 1-го и 2-го порядков.