Введение к работе
Актуальность проблемы. Широкое внедрение в практическую дея-ность персональных ЭВМ, создание электронной почты, факсимильной связи и других їх телематических служб ("Видеотекс", "Телетекст" и др.) требует создания надежных коскоростных двухсторонних каналов передачи данных, базирующихся на использо-и телефонной сети общего пользования. Вместе с тем, характеристики существующих лов как в России, так и во Вьетнаме, в большинстве случаев не приспособлены для дачи любых видов информации, в связи с чем приходится применять дополнительные і по согласованию характеристик используемых каналов с характеристиками переда-ых сигналов.
Проблемы повышения пропускной способности каналов тесно связаны с проблемами мальной обработки сигналов на передаче и приеме..
К настоящему времени решены многие задачи линейной и нелинейной оптимальной >трации дискретных и аналоговых сигналов в условиях полной априорной определен-и передаваемой информации о статистических свойствах сигналов, помех%и парамет-систем передачи. Вместе с тем, на практике, в большинстве случаев, стоят задачи еза оптимальных систем связи при неполной априорной определенности информации.
Вопросам синтеза и анализа алгоритмов работы различных систем в условиях апри-й неопределенности посвящено значительное число монографий и научных статей.
Актуальность проблемы организации двухсторонней передачи данных по коммути-юй телефонной сети общего пользования также подтверждена значительным ко-ством работ, появившихся в последнее время в различных странах и посвященных ой проблеме. Вопросы дуплексной передачи данных по телефонным каналам общего зования изучаются в постоянной исследовательской комиссии МККТТ HKXY1I.
Уже сейчас разработаны и серийно выпускаются во многих странах адаптивные мо-I, имеющие предельные скорости передачи, приближающиеся к пропускной способно-Так в соответствии с рекомендацией V.Fast должна строиться аппаратура со скоро-|, не меньшей, чем 28,8 Кбит/с.
Реализация столь высоких скоростей возможна только при оптимальной адаптивной ботке сигнала па передаче и приеме . При этом всегда предполагается, что в период новления сеаьса связи по каналу передается специальная обучающая последователь-ь, с помощью которой осуществляется предварительная настройка приемного фильтра. :те с тем , как показывает опыт эксплуатации адаптивных модемов ык в России,
2 Вьетнаме так и в других странах мира реальная скорость передачи на "плохих" кан; :оставляет 2400бит/с даже с учетом предварительной настройки модема по "обучаю последовательности". Это в первую очередь определяется ограниченностью по врем периода настройки адаптивного фильтра модема, а по рабочей последовательности тг модемы вообще не могут адаптироваться на начальном этапе. С другой стороны во мне случаях не требуются высокие скорости передачи и отсутствует возможность пере; "обучающей последовательности". Известны алгоритмы адаптации фильтров-оценивате по рабочей последовательности при любой начальной вероятности ошибки. Ьместе с эти алгоритмы не приспособлены для работы модемов по дуплексным телефонным к лам, в которых имеют место ближнее и дальнее эхо, а также сдвиг частот и фазовые , жанин как в основном сигнале, так и в дальнем эхо.
Цели задачи диссертации. Целью диссертационной работы является созда алгоритмов оптимальной адаптивной обработки дискретных сигналов многократной ф аой модуляции в дуплексных каналах связи, содержащих межсимвольную интерферени искажающие влияния ближнего и дальнего эха при наличии сдвига частот и фазо дрожаний.
Поставленная цель достигается путем решения следующих задач:
1. Конкретизация математической модели двухпроводного дуплексного канала
зи, адекватно отражающей условия передачи дискретных сигналов.
-
Обоснование критерия оптимальности и разработка структуры оптимального і емника применительно к выбранной модели.
-
Синтез алгоритмов оптимальной адаптивной обработки сигналов фазовой мод; ции в дуплексном канале связи при любой начальной вероятности ошибки.
-
Определение условий сходимости полученных алгоритмов к оптимальному ре нию.
5. Разработка методики вычисления вероятности ошибки на выходе адаптиві фильтра при произвольной плотности распределения искажений.
6. Оценка вычислительной сложности и возможностей практической реализа
полученных алгоритмов.
7. Разработка программы статистического моделирования алгоритмов.
Методы исследования. При выполнении исследований были исп<
зованы методы теории оптимальной нелинейной фильтрации дискретных марковских і цессов, теории оптимального управлении и адаптации, теории цепей и сигналов, тео вероятностей, методы математическон сі.ігистики и машинного моделирования.
Научная новизна. Основными научными результатами диссертации, ладающими научной новизной, являются.
з модель дуплексного канала для передачи данных, содержащего межсимвольную интерференцию, сдвиг частот и фазовые дрожания в основном сигнале, ближнее и дальнее эхо со сдвигом частот и фазовыми дрожаниями;
алгоритмы адаптивной обработки сигналов многократной фазовой модуляции применительно к обоснованно выбранной модели канала связи при адаптации по рабочей последовательности при любой начальной вероятности ошибки;
методика расчета вероятности ошибки при любой форме плотности распределения сигнала на выходе канала и на выходе фильтра-оценивателя.
Практическая ценность. В диссертационкОл рЛиОТё ПОЛуЧёпЫ 5ЛГ6-тмы адаптивной обработки сигналов многократной фазовой модуляции для ис-ючителыю сложных условий передачи, которые могут стать основой программного обес-чения сигнального процессора адаптивного модема.
Реализация результатов работы. Результаты исследовании лучили практическую реализацию в учебном процессе аспирантов и инженеров-следователей, а также при дипломном проектировании
Апробация работы и публикации. Основные результаты ссертационной работы неоднократно обсуждались и были одобрены на конференциях юфессорско-преподавательского состава Университета и опубликованы в открытой чати.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из іедения, четырех разделов, заключения, списка литературы и приложения. Работа со-ржит 148 страниц машинописного текста, 23 рисунка и список литературы из 60 наиме-іваний.
Основные положення, выносимые на защиту: синтезированные алгоритмы адаптивной обработки сигналов многократной фазовой модуляции для дуплексных каналов связи обеспечивают адаптацию фильтра-оценивателя, компенсацию эхо сигналов, сдвига частот и фазовых дрожаний в дальнем эхо прямо по рабочей последовательности при любой начальной вероятности ошибки;
определение условий устойчивости полученных алгоритмов позволяет выбрать параметры адаптивного оценивателя, обеспечивающие заданное увеличение дислерсии ошибки оценивания последнего компонента информационного вектора состояние; разработанная методика вычисления вероятности ошибки позволяет получать конкретные результаты при любой форме плотности распределения сигнала на выходе канала связи и на выходе оцекивагеля;
разработанные программы статистического моделирования работы дуплексного моде позволяют оценить потенциальные возможности синтезированных алгоритмов, обос> ванно выбрать все параметры адаптивного модема и являются основой программно обеспечения сигнального процессора, реализующего эти алгоритмы.
