Підвищення показників якості пристроїв когерентної обробки багатопозиційних сигналів в багатоканальних модемах - Автореферат

Завдяки тому, що гармонійні сигнали-переносники мають вузьку смугу частот, спрощуються задачі адаптації параметрів групового сигналу (спектру сигналу й розподілу кількості інформації систем передавання (СП) ортогональними гармонійними сигналами) та алгоритмів обробки сигналів при прийомі з метою обєднання характеристик каналів звязку з ненормованими і нестабільними параметрами. У відомих багатоканальних модемах використовується, як правило, оптимальна некогерентна обробка сигналів. У дисертаційній роботі особисто автором проведено наступні дослідження і одержані такі результати: - досліджено алгоритми оптимального когерентного, некогерентного та автокореляційного прийомів, визначено рекомендації до їх використання; На основі цього алгоритму визначено, що завадостійкість сигналів з плинно змінними параметрами наближена до потенційної при тривалості усереднення більше 20 посилок та надано пропозиції щодо вибору оптимального багатопозиційного сигналу для каналу звязку з визначеним відношенням сигнал/шум; Зміст одержаного алгоритму (1) полягає в наступному - у демодуляторі обчислюються косинуси кутів, котрі представляють різниці між: 1) кутом між векторами двох сусідніх прийнятих посилок сигналу і 2) усіма дозволеними кутами між векторами двох сусідніх переданих посилок сигналу.Сукупність наукових положень сформульованих та обґрунтованих в дисертаційній роботі складає вирішення науково-технічного завдання з підвищення завадостійкості передачі інформації багатоканальними модемами з багатопозиційними сигналами стосовно створення високоефективних систем цифрової передачі реальними каналами звязку різних типів. В дисертаційній роботі отримано такі теоретичні та науково-практичні результати: Досліджено ефективні методи цифровизації каналів звязку за допомогою модемів різних типів і способи модуляції, які впливають на швидкість і надійність цифрової передачі. Досліджено системи багатопозиційних сигналів, на базі котрих можна досягнути швидкості передачі інформації близьку до пропускної спроможності каналів звязку. При дослідженні алгоритмів оптимального некогерентного прийому визначено, що при використанні багатопозиційних сигналів завадостійкість значно нижча (5-7 ДБ), ніж при оптимальному когерентному прийомі; проте у випадку, коли фазу сигналу, котра надходить, визначити неможливо - доцільно використовувати цей вид прийому. Розроблено універсальний алгоритм оптимального прийому багатопозиційних АФМ сигналів в багатоканальних модемах із взаємоортогональними сигналами, що базується на максимально правдоподібному оцінювані варіантів сигналу.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Сукупність наукових положень сформульованих та обґрунтованих в дисертаційній роботі складає вирішення науково-технічного завдання з підвищення завадостійкості передачі інформації багатоканальними модемами з багатопозиційними сигналами стосовно створення високоефективних систем цифрової передачі реальними каналами звязку різних типів.

В дисертаційній роботі отримано такі теоретичні та науково-практичні результати: Досліджено ефективні методи цифровизації каналів звязку за допомогою модемів різних типів і способи модуляції, які впливають на швидкість і надійність цифрової передачі.

Досліджено системи багатопозиційних сигналів, на базі котрих можна досягнути швидкості передачі інформації близьку до пропускної спроможності каналів звязку. В системах звязку, де особливо жорсткі вимоги до завадостійкості передачі інформації, найефективнішим є використання багатопозиційних сигналів з амплітудно-фазовою модуляцією, для яких еквівалентна енергія максимальна.

Сформульовано загальні вимоги до принципів і алгоритмів побудови сучасних модемів. Доведено, що для багатоканальних модемів доцільно використовувати синтез алгоритмів когерентного прийому багаточастотних взаємно ортогональних сигналів, орієнтованих на цифрову реалізацію.

На основі проведених теоретичних досліджень визначено, що використання багатоканальних модемів з ортогональними сигналами забезпечує властивості інваріантності до випадкових збурень, що особливо важливо та актуально в надзвичайних ситуаціях.

При дослідженні алгоритмів оптимального некогерентного прийому визначено, що при використанні багатопозиційних сигналів завадостійкість значно нижча (5-7 ДБ), ніж при оптимальному когерентному прийомі; проте у випадку, коли фазу сигналу, котра надходить, визначити неможливо - доцільно використовувати цей вид прийому.

Визначено, що при автокореляційному прийомі сигналів із ФРМ-1 випливають досить жорсткі вимоги до стабільності частоти несучого коливання. Хоч при ФРМ-1 автокореляційний прийом привабливий своєю простотою, але при ФРМ-2 - має унікальну властивість інваріантості до частоти несучого коливання, котру не мають інші методи обробки. Внаслідок цього автокореляційні алгоритми прийому сигналів із ФРМ-2 доцільно застосовувати в каналах з невизначеною частотою сигналу.

Розроблено універсальний алгоритм оптимального прийому багатопозиційних АФМ сигналів в багатоканальних модемах із взаємоортогональними сигналами, що базується на максимально правдоподібному оцінювані варіантів сигналу.

Розроблено конкретні алгоритми когерентної обробки ефективних систем багатопозиційних сигналів. На основі цього алгоритму визначено, що завадостійкість сигналів з плинно змінними параметрами наближена до потенційної при тривалості усереднення більше 20 посилок та надано пропозиції щодо вибору оптимального багатопозиційного сигналу для каналу звязку з визначеним відношенням сигнал/шум.

Отримано характеристики завадостійкості розроблених алгоритмів в залежності від тривалості інтервалу усереднення оцінюваних параметрів за допомогою статистичного моделювання на ЕОМ.

Визначено оптимальну кількість посилок для гексагональних багатопозиційних сигналів з числом позицій що дорівнює 16, 32, 64, 128.

Досліджено рангові методи ефективного виявлення сигналу. Визначено, що процедури ранжування забезпечують можливість вирішення виявлення сигналів в умовах апріорної невизначеності.

Здійснено рішення задачі стабілізації помилкових тривог за допомогою ранжування на основі дослідження унікальної особливості рангів у порівнянні з непараметричними перетвореннями інших типів.

Представлені дослідження, розроблені методики охоплюють новітні технологічні рішення, дозволяють здійснювати з визначеною вірогідністю цифрову передачу інформації високоефективними системами звязку і доцільні до впровадження на сучасних комплексах та системах звязку.

Чумак О.І. Вибір параметрів багатоканальних модемів // Зв‘язок. - 2002. - №4(36). - С. 37-40.

Стеклов В.К., Беркман Л.Н., Чумак О.І. Особливості вибору методу обробки сигналів управління мережами звязку // Зв‘язок. - 2002. - №2(34). - С. 16 - 20.

Хиленко В.В., Чумак О. І. Інваріантні щодо адитивних та неадитивних завад системи зі змінними та сталими параметрами // Зв‘язок. - 2005. - №8.

Стеклов В.К., Беркман Л.Н., Кільчицький Є.В., Чумак О.І. Дослідження методів векторного синтезу систем управління телекомунікаційними мережами // Зв‘язок. - 2001. - №4. - С. 33 - 38.

Стеклов В.К., Беркман Л.Н., Трухан Т.В., Чумак О.І. Оптимізація задачі проектування СУ з урахуванням випадкових факторів // Наукові праці державного технічного університету. - Донецьк. - 2001. - №25. - С.39-44.

Стеклов В.К., Беркман Л.Н., Чумак О.І. Вимоги до системи управління інтелектуальною надбудовою // Радиотехника. - 2001. - №123. - С. 104 - 109.

Стеклов В.К., Беркман Л.Н., Чумак О.І. Оптимізація параметрів багатоканальних модемів // Вісник УБЕНТЗ. - 2002. - №2. - С. 124 - 131.

Стеклов В.К., Беркман Л.Н., Чумак О.І Визначення параметрів сигналів багатоканальних модемів, призначених для високошвидкісного передавання інформації проводовим каналом тональної частоти // Радиотехника. - 2002.

Охтень О.І., Чумак О.І. Підвищення порядку астатизму системи ФАП з екстраполюючими коригувальними пристроями // Збірник наукових праць військового інституту телекомунікацій та інформатизації Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут». - Випуск №2. - 2002р., - С.81-86.

Кунах Н.І., Чумак О.І., Лєсна Н.М., Недашківський О.Л. Застосування методів оптимізації в системах управління сучасними телекомунікаційними мережами // Вісник УБЕНТЗ. - 2002. - №2. - С. 119 - 121

Охрущак Д.В., Чумак А.И. Показатели качества систем фазовой автоподстройки с экстраполирующими корректирующими устройствами в установившихся режимах // Наукові праці Донецького державного технічного університету. - 2002.- №38. - С. 56 - 64.

Чумак О.І., Недашківський О.Л., Задоя Ю.Г. Розробка і дослідження алгоритму обробки сигналу в багатоканальних модемах з ортогональним поділом каналів // Радиотехника. - 2002. - №128. - С. 150 - 157.

Чумак О. І., Лєсна Н. М., Редько О. І. Оцінка впливу міжсимвольних спотворень у ТЧ каналах при використанні багатоканальних модемів // Вісник УБЕНТЗ. - 2003. - №1. - С. 121-124.

Чумак О. І., Нацик Д.О., Рогожніков О.І. Алгоритм оптимального прийому сигналу в багатоканальних модемах // Вісник УБЕНТЗ.- 2004. - №1. - С. 124-132.

Чумак О. І. Багатоканальні модеми з ортогональними багатопозиційними сигналами // Труды академии. - Національна академія оборони України. - 2004. - №51. - С. 109-113.

Беркман Л.Н., Чумак О. І., Щербина І.С. Рангові методи прийому багатопозиційних сигналів// Вісник УБЕНТЗ.- 2005. - №3. - С. 103-105.

Стеклов В.К., Беркман Л.Н., Чумак О. І., Кулікова О.В. Загальні питання управління // Вісник ДУІКТ. - 2005. - №3-4, том 3. - С. 14-18.

Мірошніков В.В., Мілих М.Л., Чумак О. І. Системи передачі цифрової інформації: Навчальний посібник за редакцією проф. Стеклова В.К.: - К.: УНДІЗ, 2001. - 82 с.

Стеклов В.К., Юдін О.К., Варфоломеєва О.Г., Чумак О.І. Ефективні канали звязку на базі багатоканальних модемів: Навчальний посібник. - К.: УНДІЗ, 2002. - 86 с.

Соловьев В.М., Толюпа С.В., Чумак А.И. Оптимизация пространства технического состояния при диагностировании РЭТ // Тезисы докладов научно-технической конференции. - Украина. Житомир, ЖВУРЭ, февраль. - 1996. - С. 19 - 21.

Чумак А.И., Новиков В.Ф., Толюпа С.В. Информационно-энтропийный метод оценки качества диагностических тестов // Сборник докладов научно-технической конференции.- Украина. Харьков, ХВИРТА, март. - 1996. - С. 35 - 38.

Варфоломеєва О.Г., Мніщенко С.І., Чумак О.І. Методика розрахунку пропускної спроможності каналів системи управління телекомунікаційними мережами // Сборник докладов V Международной научно-практической конференции “Достижения в телекоммуникациях за 10 лет независимости Украины”. - Украина. Одеса, 21 - 22 августа.- 2001.- С. 79-80.

Чумак О.І., Недашківський О.М., Охтень О.І., Трухан Т.В. Система управління сучасними різнорідними телекомунікаційними мережами // Науково-практичний семінар “Проблеми вищої освіти в галузі звязку та досягнення сучасних телекомунікаційних технологій”. - Чернівці, 27 - 29 листопада. - 2001. - С.14.

Чумак О.І., Лєсна Н.М. Розрахунок параметрів групового сигналу в багатоканальних модемах // Матеріали Міжнародної конференції з управління „Автоматика 2002”. - Україна. Донецьк, 16-18 вересня. - 2002. - №48. - С. 252 - 255.

Юдін О.К., Чумак О.І., Скоблілова Н. М. Аналіз методів виявлення сигналів в системах управління різнорідними телекомунікаційними мережами // Сборник научных трудов по материалам 1-го Международного радиоэлектронного Форума «Прикладная радиоэлектроника. Состояние и перспективы развития». (МРФ-2002. - Часть 1). - Украина. Харьков, 8-10 октября. - 2002. - С.406-408.

Кожин І.А., Мілих М.Л., Чумак О. І. Синтез оптимального сигналу за умов відносної інваріантності до аддитивної завади // Сборник докладов VI Международной научно-технической конференции (Часть 1) “Современные проблемы телекоммуникаций”. Украина.- Одеса, 19 - 22 августа. - 2003.- С. 139-141.