Эффективные алгоритмы обработки фазоманипулированных сигналов в устройствах поиска, обнаружения и слежения спутниковых систем передачи информации при действии мешающих факторов

• Автор: Слесарев, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 177 с. : ил.

1 БЫСТРЫЕ АЛГОРИТМЫ ПОИСКА И ОБНАРУЖЕНИЯ СИГНАЛОВ ССПИ, АДАПТИВНЫЕ К ДЕЙСТВИЮ ПОМЕХ
1.1 Вводные замечания
1.2 Быстрый алгоритм поиска и обнаружения сигнала, адаптивный к действию
УЗКОПОЛОСНЫХ ПОМЕХ
1.3 Модификация алгоритма цифровой фильтрации блока поиска и обнаружения
СИГНАЛА ССПИ
1.4 АЛГОРИТМ ПОИСКА И ОШ1АРУЖЕНИЯ ССПИ С АДАПТИВНЫМ ПРЕДЫСКАЖЕНИЕМ И
КОРРЕКТИРОВАНИЕМ СИГНАЛА
1.5 Выводы
2 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ АЛГОРИТМОВ СИНХРОНИЗАЦИИ ССПИ В УСЛОВИЯХ ДЕЙСТВИЯ МЕШАЮЩИХ ФАКТОРОВ
2.1 ВВОДНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ
2.2 ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ СИСТЕМ СЛЕЖЕНИЯ ССПИ К ДЕЙСТВИЮ ПОМЕХ
2.3 ПОВЫШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ К011ТУРА ФАПЧ С АСТАТИЗМОМ ВТОРОГО ПОРЯДКА к
ИЗМЕНЕНИЮ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ-ШУМ В УСЛОВИЯХ ПЕРЕМЕННОГО ДОПЛЕРОВСКОГО СДВИГА ЧАСТОТЫ СИГНАЛА
2.4 Повышение эффективности алгоритма слежения ССПИ в условиях действия
УЗКОПОЛОСНЫХ ПОМЕХ
2.5 Выводы
3 ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РЕАЛИЗАЦИИ АЛГОРИТМОВ ПОИСКА, ОБНАРУЖЕНИЯ И СЛЕЖЕНИЯ ЗА ПАРАМЕТРАМИ СИГНАЛА ССПИ
3.1 ВВОДНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ
3.2 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗРЯДНОСТИ АЦП И ФОРМАТА ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЧИСЕЛ НА
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ АЛГОРИТМОВ ПОИСКА, ОБНАРУЖЕНИЯ И СЛЕЖЕНИЯ ЗА ПАРАМЕТРАМИ СИГНАЛА ССПИ
3.3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОРЯДКА АДАПТИВНЫХ ЦИФРОВЫХ ПРЕДЫСКАЖАЮЩЕГО И
КОРРЕКТИРУЮЩЕГО ФИЛЬТРОВ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ АЛГОРИТМА СЛЕЖЕНИЯ
3.4 АЛГОРИТМ ПОИСКА И ОБНАРУЖЕНИЯ СИГНАЛА ССПИ ПРИ НИЗКОМ ОТНОШЕНИИ СИГНАЛШУМ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЙ УМЕНЬШЕНИЕ ОБЪЕМА ПАМЯТИ ПРИЕМНИКА
3.5 АППАРАТНО-ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМОВ ПОИСКА, ОБНАРУЖЕНИЯ И
СЛЕЖЕНИЯ ЗА ПАРАМЕТРАМИ СИГНАЛОВ ССПИ
3.6 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. СПИСОК АББРЕВИАТУР И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. КОПИЯ АКТА О ВНЕДРЕНИИ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время наблюдается большой интерес к спутниковым системам передачи информации (ССПИ), область их применения постоянно расширяется. Основными этапами функционирования приемника ССПИ являются поиск и обнаружение сигнала, а также захват и последующее устойчивое слежение за параметрами сигнала. Большой вклад в развитие теории обнаружения и теории синхронизации внесли отечественные и зарубежные ученые Л.А. Вайнштейн, Я.Д. Ширман, Ю.Г. Сосулин, Л.М. Финк, Л.Е. Варакин, В.В. Шахгильдян, Г.И. Тузов, А.И. Перов, Э.Д. Витерби, Г. Ван Трис, В. Линдсей и др. [1..11].
Существует ряд характерных особенностей, отличающих ССПИ от других видов систем передачи информации [12.. 14]. Во-первых, спутниковый канал передачи информации имеет большую протяженность, причем характеристики канала могут значительно изменяться в пространстве и во времени. Вследствие этого существенно возрастает актуальность придания свойств адаптивности и робастности алгоритмам обработки сигнала ССПИ.
Во-вторых, во многих ССПИ происходит достаточно быстрое взаимное перемещение передатчика и приемника, приводящее к появлению значительного доплеровского сдвига частоты и изменению задержки распространения сигнала. Это предъявляет повышенные требования к системам поиска и слежения сигнала ССПИ, вызывает необходимость применения многоканальных алгоритмов обработки.
В-третьих, по причине высокой протяженности канала передачи информации, а также жестких массогабаритных ограничений, накладываемых на бортовую аппаратуру ССПИ, отношение сигнал-шум на входе приемника ССПИ может быть достаточно низким. Данное обстоятельство обуславливает применение алгоритмов поиска, обнаружения и слежения, использующих накопление сигнала.

АЧХ, исходная форма сигнала на выходе корректирующего фильтра не восстанавливается. Однако, как будет показано далее, такой подход позволяет значительно повысить помехоустойчивость при низких значениях отношений сигнал-шум и сигнал-помеха. Синтез осуществляется путем решения изопериметрической вариационной задачи минимизации функционала
/, = Ысо)-{1-н рг{]ш)[Нсогио)))2 +
Ч (1.52)
+ (ВД + ОД).|Я^(утфЛ»
при дополнительном ограничении на мощность сигнала на выходе предыс-кажающего фильтра
Ррг = (>)|2 Л® = сот{ • (1-53)
Путем приравнивания нулю градиентов функционала /, + Л1Р по Нрг{]о) и по НС0Г(Н, где Л, - множитель Лагранжа, получены выражения квадратов оптимальных АЧХ предыскажающего и корректирующего фильтров [29]:
К (>)Г=- (яИ+> с1 -54)
I Нсог (»1 |2 = ^Б{о))/(М{со) + 0{а}))-Л,. (1.55)
Здесь значение множителя Лагранжа Л, определяется путем подстановки решения (1.54) в дополнительное условие (1.53). Однако, чтобы удовлетворить следующему из физического смысла АЧХ требованию
К(Н-0’ 1я«Длф°> с1-56)
в [29] осуществляется обнуление АЧХ предыскажающего и корректирующего фильтров в тех областях В’ частот, для которых выполняется условие