Методы использования избыточности сигналов для борьбы с помехами и шумом в системах передачи информации

• Автор: Полушин, Петр Алексеевич
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 313 с. : ил.

МЕТОДЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИЗБЫТОЧНОСТИ СИГНАЛОВ ДЛЯ БОРЬБЫ С ПОМЕХАМИ И ШУМОМ В СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧИ
ИНФОРМАЦИИ.
1. Предпосылки использования избыточности сигналов в системах передачи и обработки информации
1.1. Формы избыточности сигналов
1.2. Обзор видов помеховой обстановки при передаче сигналов
1.3. Влияние мешающих воздействий на избыточность сигналов
1.4. Выводы
2. Методы подавления мешающих сигналов на основе избыточности полосы частот тракта обработки
2.1. Метод частичного разнесения для борьбы с сосредоточенными и импульсными помехами
2.2. Применение частичного частотного разнесения при воздействии селективно-частотных замираний
2.3. Особенности частотной избыточности при передаче цифровых сигналов
2.4. Выводы
3. Разработка методов применения избыточности в системах с разнесенным приемом
3.1. Методы обработки при некоррелированных мешающих воздействиях
3.1.1. Избыточность в системах с разнесением. Общий подход к обработке сигналов
3.1.2. Квазиоптимальные методы объединения сигналов
3.1.3. Особенности широкополосных сигналов и нелинейных видов модуляции при разнесенном приеме без внешних помех
3.1.4. Выводы
3.2. Методы обработки при коррелированных мешающих воздействиях
3.2.1. Возможности подавления мешающих воздействий при использовании итерационных процедур
3.2.2. Разработка и исследование методов борьбы с внешними помехами, использующих компенсационный сигнал
3.2.3. Выводы

3.3. Методы обработки при спектральных различиях помеховых компонентов в разнесенных сигналах
3.3.1. Общие особенности в обработке сигналов при спектральном
различии помеховых компонентов
3.3.2. Компенсация широкополосных помех с использованием временного сдвига
3.3.3. Использование избыточности для борьбы с комплексом узкополосных помех
3.3.4. Использование избыточности при многолучевом канале распространения внешних помех 13
3.3.5. Выводы
4. Комплексное применение методов разнесенного приема и избыточности полосы частот тракта обработки
4.1. Предпосылки использования и сущность дробной кратности разнесения
4.2. Определение оптимальных линейных комбинаций фрагментов сигнала
4.3. Обобщенный метод комбинирования разнесенных сигналов
4.4. Расширение метода для случаев временной избыточности
4.5. Выводы

5. Разработка методов подавления помех при ограниченной информации о помеховой обстановке
5.1. Комплексный минимаксный критерий оценки параметров помеховой обстановки
5.2. Подавление мешающих сигналов в условиях априорной неопределенности с использованием метода моментов
5.3. Параметры помеховой обстановки при ограничении объема выборки
5.4. Совместное выделение полезного сигнала и помехи с использованием метода моментов
5.5. Расширение алгебраического метода определения весовых коэффициентов в условиях ограниченной информации о помеховой обстановке
5.6. Совместное выделение сигнала и помехи с использованием энтропийных свойств
5.7. Выводы
6. Методы использования избыточности по уровню в телекоммуникационных системах с кодированием сигналов
6.1. Предпосылки использования избыточности по уровню
6.2. Оптимальное декодирование при глубоком перемежении и замираниях сигнала

6.3. Возможности реализации метода декодирования с учетом вероятности ошибок
6.4. Выводы
Заключение
Список литературы
Приложение 1. Определение помехоустойчивости квазиоптимальных методов компенсации помех
Приложение 2. Алгоритм работы устройства определения знака относительного временного сдвига помеховых компонентов
Приложение 3. Пример сравнительного расчета помехоустойчивости при оценке по полной и усеченной выборке в условиях АН
Приложение 4. Результаты лабораторных и трассовых испытаний 282 Приложение 5. Акты внедрения результатов исследований

2. Процесс установления стационарного режима
Поведение различных составляющих сигнала в процессе установления стационарного режима моделировалось на ЭВМ. Определялись особенности постепенного очищения выходного сигнала от ненужных составляющих после момента начала функционирования. Очищение происходило за счет того, что в процессе многократного прохождения сигналов по цепям обратной связи требуемые составляющие суммировались синфазно, а ненужные составляющие суммировались случайным образом из-за их взаимной некоррелированности, т.е. каждый цикл прохождения увеличивал преобладание требуемых составляющих. Аналогично процессы будут происходить и при случайном нарушении в работе, например, после глубоких замираний, приводящих к срыву функционирования схемы.
При моделировании определялись особенности исключения из выходного сигнала V(t) составляющих, отличающихся от Lx(t)=z(t), при этом был сделан ряд допущений. Спектр полезного сигнала предполагался в пределах его полосы Пс достаточно равномерным. Режекторные фильтры считались идеализированными, т.е. обладающими нулевым коэффициентом передачи в полосе режекции фильтра и единичным вне ее. Ширина полосы режекции не больше, чем а/ но не меньше, чем полоса спектра помех. Средний уровень выходного сигнала благодаря действию соответствующих АРУ полагается постоянным по времени. Алгоритм моделирования заключался в исследовании последовательного изменения спектра выходного сигнала V(t) с момента начала работы схемы.
Пусть спектр выходного сигнала x(t) определяется зависимостью G(oj) = G0. Также пусть в результате проведения операции L{x} происходит сдвиг всего спектра сигнала x(t) по частотной оси вверх и смещение сигнала по времени на д /, т.е. сигнал z(t)~Lx имеет спектр
Gz(co)=Gx( аУг2яА/)ехр {-j coAt }=Gi.
Аналогично после осуществления операции L{x} повторением п раз.
Gn(co)=Gx(aA-2n nAf) exp {-jnA cot}.
Спектр сигнала V(t) в любой момент времени можно представить из суммы N составляющих Gj с различными весовыми коэффициентами ц т.е.
Gv = iajGj.
В начальный момент времени сигнал на выходах обоих корреляционных компенсаторов равен нулю, т.е. выходной сигнал V=0. В следующий момент времени спектр выходного сигнала обоих КК одинаков и равен G0 + G,. После осуществления операции L{x} спектр одного из этих сигналов становится равным G,+G2. Т.о. после данного цикла спектр
сигнала на выходе:
Cv = (G, + G2) + (G0 + G,) = G0 + 2G, + G2