Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕШ. Постоянный прогресс в области разработки радиоэлектронных систем различного назначения, в том числе систем контроля за радиоизлучениями, требует совершенствования методов приема сигналов с существенной априорной неопределенностью сведений об их параметрах.
Актуальной становится разработка методов приема, эффективных при неизвестной, либо меняющейся в широких пределах длительностью сигналов. В системах контроля за радиоизлучениями одновременно решают комплекс задач: обнаружение сигналов (устанавливают факт их наличия), распознавание (определяют виды сигналов и их параметры), декодирование. Применение оптимальных и подолтимальных методов, используемых при приеме известных сигналов невозможно, т.к. все они требуют строгого знания'Их длительности и времени-прихода. Основной проблемой.решению которой посвящена диссертация, является создание и исследование приемного устройства, эффективного в широком диапазоне длительностей сигналов- (тысячи раз).
Попытка оптимизации приема путем разбивки анализируемого диапазона на поддиапазоны, согласованные по полосе требует создания практически нереализуемой многогипотезной многоканальной схемы.
Развитие вычислительной техники, методов моделирования и математических методов в прикладных областях научных исследований дали мощнейший инструмент в проведении статистического анализа.
ЦЕЛЬ ДИССЕРТАЦИИ состоит в анализе, разработке, исследовании
и оптимизации метода приема сигналов при неполных априорных све
дениях об их параметрах для решения задачи повышения помехоустой
чивости при рассогласовании ширины спектра сигнала с полосой при
емного устройства. '
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ., При разработке моделей сигналов использовались теория моделей, принципы системного анализа. При исследовании моделей сигналов использовались методы статистической радиотехники.
Исследования характеристик выбросов и взаимных превышений проводились методом статистического моделирования на ЭВМ, с -использованием компьютерной графики.
Изучение свойстз алгоритмов и анализ помехоустойчивости уст-
Р'ійств, реализующих нелинейный алгоритм, проводились аналитичес- ким методом И-методом статистического моделирования на ЭВМ.
..Экспериментальные исследования проводились как на основе цифрового моделирования, так';и путем лабораторных и натурных испытаний.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В диссертации разработаны следующие основ
ные научные положения: '
1. Развит метод исследования характеристик выбросов и взаим
ных превышений моделей случайных процессов, обоснованы и
исследованы детальные характеристики.выбросов, учитываю-
. щие их энергетические параметры. Введены и исследованы двумерные распределения взаимных превышений по относительной длительности и относительному превышению.
-
Проведена оптимизация метода и алгоритмов нелинейного приема дискретных сигналов с неизвестной длительностью в условиях контроля за радиоизлучениями как,с точки зрения повышения помехоустойчивости, так и с точки зрения технической реализуемости.
-
Созданы модели процессов и устройств; по статистическому моделированию огибающих процессов с заданными характеристиками; по алгоритмам нелинейного приема; по исследованию характеристик выбросов; по исследованию взаимных превышений 2-х и более процессов; впервые по построению двумерных распределений выбросов; по анализу помехоустойчивости моделей- устройств, реализующих метод нелинейного приема..
-
Разработан пакет программ по статическому, динамическому и статистическому исследованию моделей устройств нелинейного приема (дискриминаторов с обратными связями).
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Результаты диссер-ташонной работы состоят в следующем:
разработанные модели приема позволяют простыми техническими средствами обеспечить выполнение задачи повышения эффективности обработки сигналов при изменении их длительности на три порядка и более;
разработанное программное обеспечение позволяет с минимальными затратами смоделировать конкретную радиообстанов-
...ку и оптимизировать алгоритм нелинейного приема, не требуя натурных и даже лабораторных испытаний.
,-5-
РЕАЛИЗАЦИЯ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ. Разработанные; алгоритмы исполь- . ованы при выполнении договора о сотрудничестве с Таганрогским ИИ связи " Разработка и.оптимизация нелинейных.алгоритмов и уст-ойств приема сигналов"... -
В.результате выполнения договора: '.
1.'Разработаны алгоритмы й программы для моделирования:
а) процессов- на выходах детекторов приемника станции контро
ля за радиоизлучениями . при различных соотношениях сиг
нал/шум и условиях настройки (Релей-Райс, Райс-Райс);
б) работы устройства нелинейной обработки сигналов по методу
взаимного преобразования, состоящего из 3-х последователь
но включенных дискриминаторов с взаимными обратными связя
ми (ДВОС) с независимо изменяемыми параметрами фильтров и
значениями коэффициентов обратной связи.
2.Разработаны алгоритмы и программы исследования параметров взаимных превышений процессов с выходов детекторов и построения гистограмм. 3.Разработаны алгоритмы и программы для исследования статистических и динамических характеристик дискриминаторов. 4.Разработаны алгоритмы и программы для исследования помехоустойчивости. Полученные результаты использованы при проектировании, соз-ании'опытных образцов и практической эксплуатации на судах сис-зм радиоконтроля. Применение метода нелинейной обработки позво-їло повысить помехоустойчивость приема сигналов с неизвестной тательностью на 1-2 порядка. Метод рекомендован для широкого зименения при проектировании систем контроля радиотелефонных ли-й связи с цифровой обработкой сигналов, т. е. использующих уст-эйства АЦП и ЦАП. - Согласно акта приемки установлено, что' все эограммные продукты работоспособны и оптимизированы'. НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ НОВЫЕ НАУЧНЫЕ' ПОЛОЖЕНИЯ:
развитие метода исследования характеристик выбросов и взаимных превышений моделей случайных процессов;
выбор, обоснование и исследование детальных характеристик выбросов, учитывающих их энергетические параметры;
— оптимизация "и исследование моделей приема, дискретных сигналов с неизвестной длительностью в условиях контроля за
радиоизлучениями;:
алгоритмы и программы моделирования процессов.на выходе детекторов приемников, при различных законах распреде ления; ;)...
аналитическая и цифровая модели к результаты исследован* динамических и статистических характеристик' устройств те> нической реализации метода нелинейной обработки; '
использование метода диаграмм, который в сочетании с мете дом взаимного преобразования обеспечивает повышение то1 ности оценки длительности сигналов:
'-аналитическая и цифровая модели и результаты исследован* . помехоустойчивости метода нелинейного приема, устройст его технической реализации.
АПРОБАЦИЯ основных научных и практических результатов работ проводилась на трех областных научно-технических конференциях HI РЭС им. А.С.Попова Ростовской области в 1991. 1992 и 1993 г.. г. на научных семинарах каф. РПУ МЭИ .в 1993. 1994. 1995 г.г., на не учных семинарах каф. РЭС Шахтинского технологического института 1993 и 1994 г.г., на научно-технической конференции Шахтинскої технологического института в 1995 г.
По материалам диссертационной работы опубликовано 4 стать* 4 тезиса докладов, результаты вошли в 1 договор о сотруднкчест ве.
.СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введенні пяти глав, заключения. изложенных на 139 стр., 76 рисункої 1 таблицы, списка литературы из 72 наименований и приложений.
