Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время широкое распространение получили системы передачи текстовой информашш, такие как телефакс, те-летекс, видеотекс, а также система телетекст, использующая телевизионный канал и система R^-S , использующая канал звукового радиовещания для передачи дополнительной текстовой информации. Первые четнре сисг темы предназначены, в основном, для индивидуального обмена информацией, а последние две, хотя и являются системами массовой информации, однако обладают крайне низкой скоростью передачи и.недопустимо большим временем ожидания при просмотре информации.
Развертывание систем цифрового радиовещания, как и сети интегральных услуг IS7)A/ требует передачи или дооснащения имеющегося оборудования, а также больших капитальных вложений.
В реализованной системе текстового вещания используются существующие каналы звукового вещания с AM модуляцией.
Одной из основных задач, возникающих при передаче дискретной информации является задача выбора и обоснования варианта построения модема, обеспечивающего высокую скорость передачи сообщений при сохранении высокой помехоустойчивости приема.
Известны различные методы высокоскоростной передачи-информации, позволяющие удовлетворить двум взаимно-противоречивым требованиям, а іменно, сократить до требуемого предела полосу частот, занимаемую зигналом и в то же время, сохранить по-возможности высокую помехоустойчивость приема.
В диссертационной работе рассматриваются амплитудные методы ог-эаниченяя спектра, связанные с применением зависимых сигналов и поз-эолягащие более, чем в 15 раз сократить удельные затраты полосы, по сравнению с сигналами, имеющими огибающую прямоугольную формы.
Достижение высокой помехоустойчивости приема зависимых сигналов звязано с синтезом оптимальных алгоритмов, реализация которых обыч-ю бывает весьма сложной, что неприемлимо для системы текстового ве-іания с использованием приемников бытового назначения. В связи с этим юзникает необходимость в разработке таких подоптималышх алгоритмов приема, которые при сохранении помехоустойчивости, близкой к оптима-[ьной позволяют существенно упростить структуру приемного устройства, 'ешению этой задачи и посвящена, в основном, диссертационная работа.
Цель и задачи работы. Целью настоящей диссертационной работы яв-яется синтез подоптималышх алгоритмов приема зависимых сигналов и азработка методов их реализации, обеспечивающих повышение помехоус-
тойчивости приема и упрощение структуры приемного тракта по сравне-ншо с известными алгоритмами. Для достижения цели в данной работе решаются следующие задачи:
разрабатываются подоптимальные алгоритмы и структурные схемы приемников зависимых сигналов в Ш-радиоканале без учета подавления межсимвольных искажений (МЗИ);
разрабатываются подоптимальные алгоритмы и структурные схемы приемников указанных сигналов с учетом подавления межсимвольных искажений без использования обратной связи, а также с применением обратной связи по решению и по непрерывной оценке информационных параметров;
- проводится математическое моделирование процесса передачи зависимых сигналов по АМ-радиовещательному каналу без учета, а также с учетом подавления межсимвольных искажений в условиях, близких к реальным;
- проводятся экспериментальные исследования приемно-передающей
аппаратуры текстового вещания, реализующей подоптимальные алгоритмы,
и используемой при передаче сообщений по эфирному каналу, а также по
радиотрансляционной сети.
Методы исследований. Для достижения поставленной цели применены методы исследований, включающие: элементы математической статистики, математического анализа, теории матриц, спектрального анализа, теории передачи дискретных сообщений и математического моделирования.
Научная новизна проведенных в диссертационной работе исследований заключается в следующем.
Применен новый подход к синтезу подоптимальных алгоритмов демодуляции, основанный на модификации обобщенного критерия максимального правдоподобия, путем замены дискретного конечного множества неизвестных значений информационных параметров их максимально правдоподобным континуальным.
Разработаны новые подоптимальные алгоритмы и структурные схемы трактов приема зависимых сигналов в АМ-гауссовском радиоканале, основанные на модификации обобщенного критерия максимального правдоподобия.
На основании модифицированного критерия разработаны оригинальные подоптимальные алгоритм и структурные схемы трактов приема указанных сигналов с учетом подавления межсимвольных искажений при использовании обратной связи по решению и по непрерывной оценке, а также без обратной связи.
Разработана структурная схема алгоритма моделирования для условий приема, близких к реальным.
Практическая ценность диссертационное работы состоит в следующей.
Разработанные и реализованные в аппаратуре текстового вещания юдоптямальные алгоритмы приема в АМ-радиоканале позволили существен-ю упростить структуру демодулятора по сравнению с известными алго-іитмами при сохранении помехоустойчивости, близкой к оптимальной.
Результаты математического моделирования процесса передачи за-исимых сигналов по АМ-радиовещатальному каналу в условиях приема, лизких к реальным, позволили сформулировать конкретные требования приемо-передащей аппаратуре текстового вещания.
Внедренные результаты исследований обеспечили успешное создание оны экспериментального текстового вещания и развертывание в г.Санкт-этербурге первой в стране сети регулярного текстового вещания, что одтверждается соответствующими актами внедрения.
Основные положения диссертационной работы, предетавляеыые к зале.
-
Подоптималыше алгоритмы и структурные схемы трактов приема ївисямьех сигналов в АМ-радиоканале без межсимвольных искажений, при-эдящие к структурной схеме демодулятора, основным элементом которой ияется "усредненный" согласованный фильтр.
-
Под оптимальные алгоритмы и структурных схем трактов приема ігналов в АМ-радиоканале с учетом подавления мелсимвольных искажений, (иводящие к известным из литературы схемам демодулятора, однако поз-іляющие резко сократить вычислительные затраты по расчету параметров льтров при их перенастройке, по сравнению с оптимальными алгоритми, что дает возмоаность реализовать в реальном масштабе времени сокоскоростнуго передачу сигналов текстового вещания.
3. Алгоритмы приема с использованием обратной связи по непрерыв-
й оценке информационных параметров элементов сигнала, предшествую-
х основному элементу, приводящие к схеме демодулятора, основным
эментом которой является рекурсивный фильтр, и позволявшие повысить
яехоустойчивость приема по сравнению с соответствующими алгоритма-
без обратной связи.
4. Результаты математического моделирования на ЗВМ процесса пе-
іачи зависимых сигналов по АМ-радиовещательному каналу без учета
: учетом подавления межсимвольных искажений в условиях приема, ізких к реальным, позволявдие оценить зависимость вероятности оши-: от отношения сигнал/шум при различных скоростях передачи сигналов формулировать конкретные требования к приемно-передащей аппарату-текстового вещания.
Реализация в народном хозяйстве. Результаты диссертационной ра> боты внедрены в НИИРПА им. А.С.Попова (гі.Санкт-Петербург), в ПО "Городская радиотрансляционная-сеть" '(г.Санкт-Петербург), в А/0 "Балт-текст" (г.Санкт-Петербург) и в товарно-фондовой бирже "Санкт-Петербург". Суммарный годовой экономический эффект составил 180 тыс.руб. в ценах 1992 г.; что подтверждается актами внедрения.
" Апробацияработы. Материалы диссертационной работы обсуздались и получилиодобрение на конференции "Повышение" эффективности и помехоустойчивости систем связи" (Севастополь, 1984 г.), на научно-техш ческой конференции профессорско-преподавательского состава СЗПИ (Ленинград, 1985' г.), на научном'семинаре лаборатории СПДИ ЛЗИС (Ленинград, -1990 г.), на научных семинарах кафедры радиосистем и радиоустройств СШИ в 1982-1993 г.г., на 17'Всероссийской научно-техническо! конференции: "Радиоприем и'обработка сигналов" (Н.Новгород, 1993 г.) на Г Всероссийской научно-практической конференции: "Перспективы раз вития радиоприемной, электроакустической, студийной и звукосниматель ной техники" (С.-Петербург,'1993 г.)
- ,:Публикации. По теме диссертационной'работы опубликовано 12 печатных" трудов, в-том числе десять статей и тезисы двух докладов на,. Всероссийских конференциях. Кроме того, результаты работы включены в четыре, отчета по НИР. '"'"'- . Личный вклад автора в разработку проблемы.'
Основные научные положения, ;теоретические вывода и практические рекомендации получены автором самостоятельно.
- Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения,,
шести глав, заключения, списка использованных литературных источнике
из 123 наименований и 2 приложений. Основной текст диссертации изло
жен на 161 листе и иллюстрирован122' рисунками. ,.-.-
