Квазикогерентный прием однократных информационных пакетных сигналов с океанографических датчиков состояния водного бассейна

• Автор: Гадельшин, Радиф Мансурович
• Шифр специальности: 05.12.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 130 с.

СОДЕРЖАНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
ГЛАВА 2. КОГЕРЕНТНЫЙ ПРИЕМ ИНФОРМАЦИОННЫХ
ПАКЕТНЫХ СИГНАЛОВ
2.1.Особенности приема пакетных информационных сигналов
2.2.Повышение помехоустойчивости обнаружения пакетных
сигналов за счет их приема «в целом»
2.3. Оценка верности приема информации в пакетном режиме
2.4 Выводы
ГЛАВА 3. НЕКОГЕРЕНТНЫЙ ПРИЕМ ИНФОРМАЦИОННЫХ
ПАКЕТНЫХ СИГНАЛОВ
3.1. Особенности приема пакетного информационного сигнала
при неизвестной начальной фазе
3.2. Возможности многоканальных алгоритмов в задачах обнаружения пакетных сигналов
3.3. Реализация предельного многоканального алгоритма
для задач приема информационных символов пакета
3.4. Квазикогерентный прием информационных пакетных сигналов
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ ПАКЕТНОГО
РЕЖИМА В НЕКОТОРЫХ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
4.1. Система сбора океанологической информации
4.1.1. Анализ методов определения координат АБС
4.1.2. Система дистанционного управления АБС с определением
их относительных координат
4.2. Система идентификации поражаемых целей
в имитаторах танковой стрельбы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ.
Интенсификация исследований в области пространственно-временной изменчивости разнообразных гидрофизических полей предполагает широкое использование различных технических средств. Наиболее эффективным методом экспериментальных исследований для этих задач является использование сети разнесенных датчиков, информация с которых поступает на базовое судно для последующей обработки. При этом возможности подобных методов исследований определяются точностью определения истинного местоположения источника информации. К сожалению, неизбежность дрейфа датчиков в ходе многочасовых экспериментов на поверхности водного бассейна под воздействием различных причин (ветер, течения и т.д.) требует для получения необходимой достоверности экспериментальных результатов определения их текущих координат. Значение эффективной поверхности рассеяния малоразмерных конструкций датчиков не позволяет решения этой задачи в рамках штатных режимов судовых РЛС, поэтому при ее решении обычно используются методы активной локации. Более того, сложный закон дрейфа датчиков в ходе экспериментов не исключает возможности случайной их расстановки, предполагающей неоднозначность опознавания датчиков. Таким образом, требуется решение дополнительной к определению координат задачи идентификации источников сигнала, что, как известно, просто разрешается в рамках методов с активным ответом путем передачи индивидуальных идентификационных сообщений.
Характеристики канала передачи сигналов активного ответа, при этом, заметным образом определяют результирующие возможности системы сбора океанографической информации. Действительно, ограниченность энергоресурсов удаленных датчиков с автономным источником питания предполагает, в частности, использование наиболее энергетически выгодных решений при его аппаратурной реализации. Отыскание подобных решений для задач передачи информации, в свою очередь, рассматривается известной теорией помехоустойчивости.
Повышение помехоустойчивости и эффективности систем передачи информации является одной из важнейших проблем современной теории и техники
связи. Наиболее выгодным способом повышения помехоустойчивости, при этом, является совершенствование алгоритмов построения решающих схем, что и определяет актуальность данной работы, посвященной рассмотрению помехоустойчивости алгоритмов приема применительно к задачам передачи цифровой информации в системах сбора океанологической информации от датчиков состояния водного бассейна, альтернативных широко известным.
Цель работы. Повышение эффективности систем сбора океанологической информации с сети разнесенных датчиков состояния водного бассейна.
В рамках теории помехоустойчивости сформулирована и решена задача статистического синтеза оптимальных приемных устройств и определена предельная помехоустойчивость, которая может быть достигнута, но не превзойдена. При этом конкретная практическая задача оказывается рассматриваемой с общих позиций, причем подобный подход к ее решению предполагает пренебрежение некоторыми частными особенностями решаемых конкретных задач. Между тем, учет дополнительных априорно известных в точке приема сведений для конкретной практической задачи, как известно, допускает возможность построения более помехоустойчивых алгоритмов. Более того, выявленные на примере конкретной практической задачи возможности повышения помехоустойчивости могут быть реализованы в более широком классе аналогичных систем передачи информации.
Рассматриваемые системы сбора океанографической информации основываются на применении сети разнесенных автономных буйковых станций (АБС), для задач локации и идентификации которых используется режим активного ответа в форме передачи ограниченных по объему информационных пакетных сигналов. Вопросы приема пакетных сигналов на фоне белого шума в общем случае являются хорошо изученными, причем использование дополнительных априорно известных связей (периодичность следования, достаточная продолжительность принимаемого сигнала и т.д.) позволяет обычно повысить эффективность подобных систем передачи информации. В частности, для достаточно длинных пакетных сигналов с неизвестной начальной фазой несущего колебания оказываются просто реализуемыми наиболее помехоустойчивые квазикогерентные методы

Подобное решение задачи передачи информации в пакетном режиме, таким образом, отличается от известного более общим рассмотрением фазоманипулиро-ванных сигналов как одновременно принадлежащих и классу активных сигналов системы «с пассивной паузой». Это допускает их использование при решении задачи обнаружения пакета, позволяющее сократить объем передаваемого пакета. Достигаемый выигрыш, при этом, в силу нелинейной зависимости характеристик помехоустойчивости от отношения сигнал/шум в анализируемой смеси оказывается различным на различных участках этой зависимости, возрастая с ужесточением требований к результирующим характеристикам помехоустойчивости обнаружения пакета.
2.3.Оценка верности приема информации в пакетном режиме.
Одной из главных характеристик системы связи является верность принимаемой информации, решающим образом определяемая сложным взаимодействием большого числа факторов (мощность излучения сигнала источником, его удаленность от приемника, состояние канала связи и т.д.). Результат их случайного взаимодействия в виде конкретной для данного сеанса связи реализации смеси сигнала с шумом оказывается, к тому же, функцией времени. Аналитический расчет верности связи, таким образом, для отдельного сеанса становится затруднительным, поэтому для характеристики этого показателя системы связи используется его экспериментальная оценка. Очевидно, что результат воздействия отдельного из этого множества факторов на компоненты выделяемой в приемном устройстве смеси сигнала с шумом может быть как избирательным (удаленность источника сигнала, наличие внешних помех и т.д.), так и интегральным (нестабильность коэффициента усиления линейного тракта приемного устройства). При этом, как отмечалось, свойства канала связи не остаются неизменными во времени, так что в системах непрерывной передачи информации при оценке верности связи рассматривается задача установления интервалов стационарности и времени, необходимого для получения статистически достоверных оценок [57] . Для упрощения задачи, принимая на длительности отдельного сеанса связи стацио-