Полигауссовы алгоритмы совместной демодуляции-декодирования сигналов в каналах мобильных инфокоммуникационных систем - Автореферат

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Полигауссовы алгоритмы совместной демодуляции-декодирования сигналов в каналах мобильных инфокоммуникационных систем Работа выполнена на кафедре радиоэлектронных и телекоммуникационных систем Казанского государственного технического университета им.Разработке алгоритмов и методов обработки сигналов как на физическом, так и на канальном уровнях посвящено большое количество научных трудов, среди которых следует отметить работы отечественных ученых Котельникова В.А., Варакина Л.Е., Тихонова В.И., Ширмана Я.Д., Чабдарова Ш.М., Кловского Д.Д., Николаева Б.И. и зарубежных - Феера К., Витерби А.Д, Омура Дж.К., Форни Дж. Д. и др. При этом следует отметить, что мобильные инфокоммуникационные системы характеризуются сложной структурой сигнально-помехового комплекса, формируемого в результате воздействия таких факторов, как большое число одновременно работающих передатчиков, имеющих свободный доступ в радиоканал, многолучевая структура распространения сигналов и близость подстилающей поверхности радиолиний систем подвижной радиосвязи, что приводит к различным видам флуктуаций сигналов и порождает поток переотраженных сигналов, недостаточное обеспечение электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств, а в системах специального назначения - и комплексы преднамеренных помех от средств радиоэлектронной борьбы, в том числе со структурой полезных сигналов. В результате воздействия этих факторов сигналы и помехи представляют собой случайные процессы, со сложными негауссовскими распределениями, что необходимо учитывать при синтезе алгоритмов обработки сигналов. Большие возможности как при описании сигналов и помех, так и при анализе и синтезе алгоритмов и устройств обработки сигналов представляют вероятностные смеси стандартных распределений, которые получили всестороннее развитие в работах Ш.М.Чабдарова и его учеников: Сафиуллина Н.З., Феоктистова А.Ю., Надеева А.Ф., Файзуллина Р.Р., Егорова А.Е. и др. В рамках этой школы были получены оптимальные и адаптивные алгоритмы разрешения сигналов на фоне комплекса негауссовских помех и шумов, на основе квазидетерминированных моделей сигналов и помех решена задача синтеза алгоритма обнаружения-различения радиоимпульсных многоэлементных сигналов на фоне комплекса шумовых и импульсных помех с использованием марково-смешанной полигауссовой модели, получены алгоритмы приема многоэлементных сигналов в целом с поэлементным принятием решений.С использованием феноменологически, теоретико-вероятностно и экспериментально обоснованных вероятностных моделей синтезированы алгоритмы совместной демодуляции-декодирования для общей полигауссовой модели сигнально-помехового комплекса и для марково-смешанной полигауссовой модели сигнально-помехового комплекса. Рассмотрим задачу демодуляции-декодирования K-элементных сигналов, соответствующих сигналам, применяемым в мобильных инфокоммуникационных системах. Сигналы, применяемые в таких системах, - это дискретные многоэлементные сигналы, которые могут быть представлены выражением: (1) где - элементарный сигнал, который может быть как широкополосным, так и узкополосным, форма которого определяется, в том числе, заданным методом модуляции; g - определяет тип сигнала (g определяется, в частности, видом расширяющей последовательности); i - тип информационного символа, для двоичного случая “0” или “1”, i - определяется видом сверточного кода и передаваемой информацией; ?g - величина, определяющая случайное время прихода сигнала g-типа; k - номер временной позиции многоэлементного сигнала. Полигауссова многомерная плотность вероятности, соответствующая принимаемому сигналу, имеет вид: , (2) где присутствуют отсчеты входного колебания , соответствующие всем К - временным позициям соответствующего сигнала sg(t), , в рамках каждой из которой сформированы k-мерные векторы . С учетом полученного вектора наблюдений для каждой траектории j определена статистика в виде функции правдоподобия: , (9) где - вектор наблюдения, соответствующий k-й позиции многоэлементного сигнала, или одному биту кодового слова; K - число битов информации, составляющих траекторию, - величина, определяющая длину задержки принятия решения, или длина траекторий, по которым принимается решение при реализации алгоритма Витерби.В данной работе проведены разработка и исследования новых алгоритмов обработки сигналов, направленные на повышение помехоустойчивости и пропускной способности мобильных инфокоммуникационных систем в условиях воздействия комплекса негауссовских помех.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ