Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее врем» r святи с постоянным ростом количества и типов радиоэлектронных средств в разрешенных диапазонах частот системы передачи информации (СМИ) должны обеспечивать достоверный прием информации в условиях сложной иомеховой обстановки. Поэтому все большее распространение для передачи информации получают системы с расширением спектра, использующие шумоподобиые сигналы (ІІШС) и средства зашиты их от помех.
В тех случаях, когда it СПИ с мжн станционным доступом, использующих ШПС" на рекуррентных псевдослучайных последовательностях (РПСП), необходима фиксация части иди всех работающих в данный момент абонентов, возникает задача одновременного обнаружения и распознавания (поиска) нескольких ШПС. принадлежащих одному ансамблю. Решить эту задачу можно с помощью корреляторов или согласованных фильтров, реализация которых приводит к недопустимо большим затратам ресурсов пропорциональным периоду РПСП ШПС.
Снижение сложности ПУ для одновременного поиска произвольного числе ШПС. прннадлеждшнх одному ансамблю, является актуальной задачей, решение которой возможно, если представить РПСП искомых ШПС сложными (m-и) цепями Маркова | т - максимальная степень полинома формирующею РПСП). Известно, что в РПСП как и в сложной цепи Маркова., каждый последующий символ зависит только от т предыдущих, и символы внутри /и-и комбинация независимы.
В рамках сделанных предположений относительно статистики РПСП. используя теорию фильтрации условных марковских процессов, в диссертации разработаны алгоритм и структура IIУ с рекуррентным согласованным фильтром (РСФ) дія одновременного понска произвольного числа двоичных ШПС, принадлежащих одному ансамблю, при этом предполагается, что все параметры искомых ШПС. за исключением структуры РПСП известны, и на входе ПУ действует только белый тауссовский шум (БГШ). В дсйствитсльносгн на входе ПУ С РСФ могут действовать, различные по МОЩНОСТИ и характеру помехи. Установлено, что в системах передачи информации (СПИ) с ШПС наиболее опасными являются мощные помехи подобные полезному ШПС, часто называемые подобными помехами (ПП). и гармонические помехи (ГП).
Эффективные методы борьбы с мощными ПП из-за перекрытия спектров ПП и ШПС. практически отсутствуют. Отсюда следует, что разработка алгоритмов и устройств одновременного поиска нескольких ШПС с устройствами защиты от воздействия мощных ПП. увеличивает актуальность поставленной выше задачи.
Для подавления ПП в диссертации использован метод последовательной компенсации, нескольких ПП, начиная с наиболее мощной, основанный на выявлении структурны РПСП ПИ и измерении их параметров. Ратработанное в диссертации адаптивное ИУ(АПУ) с нелинейным фильтром (НФ) и блоком измерения параметров ПП, успешно решает задачу компенсации ПП обеспечивая ефективную защиту ПУ с РСФ с*т мощных ПИ.
У всех ПУ с цифровой обработкой ШПС. в том числе и у АПУ с НФ для поиска ПП. имеется существенный недостаток - подверженность воздействию мощных гармонических помех (ГП). Чтобы защитить ЛПУ с НФ и ПУ с РСФ от мощных ГП, в диссертации на основе структурных различий ПП н ГП разработан эффективный и простой в реализации метод обнаружения и компенсации мощных ГП, в случае их появления на входе АПУ с НФ и ПУ с РСФ.
Проведенные исследования подтвердили эффективность «щиты ПУ с РСФ от мощных ПК и III методом быстрого последовательною поиска и компенсации мощных Mil и ГП, реализованного на АПУ с НФ.
Ііс-іью диссертационной работы является разработка и исследование приемного устройства для одновременного обнаружения и распознавания нескольких ШПС\ принадлежащих одному ансамблю, и устройств защиты его от мошных подобных и
гармонических помех.
Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:
Разработка алгоритма и структуры ПУ для одновременною обнаружения и распознавания нескольких ШПС. принадлежащих одному ансамблю, и исследование ею помехоустойчивости при действии БГШ, ПП и БГШ. ГП и ВГШ.
Разработка алгоритма и структуры ПУ для быстрого поиска мощных ПП с целью их компенсации и исследование сі о помехоустойчивости при наличии на входе
БГШ.
3. Разработка и исследование компенсационного метода борьбы с мощными I'll,
реализованною на основе АПУ с НФ для быстрого поиска ПИ.
4. Исследование помехоустойчивости ПУ с РСФ для одновременного
обнаружения и распознавания нескольких ШПС. принадлежащих одному ансамблю,
при наличии и отсутствии последовательной компенсации мощных ПП.
5. Реализация программно-аппаратными средствами ПУ с РСФ и устройств
защиты от ПП и I"П на основе современной цифровой элементной базы.
При теоретических исследованиях использовались методы статистической теории связи, теории условных марковских процессов, теории оптимальной нелинейной фильтрации. математической статистики и статистического моделирования на ЭВМ.
На защиту выносятся следующие основные научные результаты:
Алгоритм и структура устройства одновременного обнаружения и распознавания нескольких ШПС. принадлежащих одному ансамблю, разработанные на основе представления 1*1 ІСП сложной цепью Маркова.
Качественные и количественные характеристики помехоустойчивости ПУ с РСФ для одновременною обнаружении и распознавания нескольких ШПС. принадлежащих одному ансамблю, при наличии БГШ. БГШ и МП, БГШ и ГП.
Алгоритм и структура адаптивного ПУ с НФ для быстрого обнаружения и распознавания мощных ПП. с устройством их компенсации.
Алгоритм и структура устройства обнаружения и измерения параметров мощных ГП с устройством их компенсации.
Результаты исследования помехоустойчивости ПУ с РСФ для одновременного поиска нескольких ШПС при наличии и отсутствии компенсации мощных ПП.
Ня)'іная новизна и практическая значимості, работы состоит в следующем: I. Распространена теория нелинейной фильтрации случайных марковских процессов на фильтрацию дискретного параметра ШПС, построенных на основе РПСП. при представлении РПСП сложной цепью Маркова, что позволило расширить класс фильтруемых процессов, в задачах обнаружения и распознавания ШПС.
2. Разработан на основе теории условных марковских процессов алгоритм и структура ПУ для одновременного обнаружения и распознавания нескольких ШПС, принадлежащих одному ансамблю, и проведен качественный и количественный анализ их помехоустойчивости для различных ансамблей ШПС в условиях действия БГШ. БГШ и ПП. БГШ н ГП.
3. Разработаны, эффективные, простые в реализации устройства быстрого поиска
мощных ПП н III и измерения их параметров с целью компенсации при
одновременном обнаружении и распознавания нескольких ШПС. принадлежащих
одному ансамблю.
4. Проведен шип помехоустойчивости ПУ с РСФ для одновременного
обнаружения и распознавания нескольких ШПС, принадлежащих одному ансамблю,
при отсутствии и наличии компенсации мощных ПП, разработанными в диссертации
устройствами.
Практическая значимость работы заключается в замене сложных в реалии-зацин многоканальных корреляционных и фильтровых ПУ, работающих при наличии мощных ПП и ГП. более простыми, решающими те же задачи, ПУ с устройствами эффективной зашиты от ПП и ГП, обла.'іаюшнх адаптивными свойствами к помеховой обстановке.
Апробации работы. Основные положения и результаты днсссртаїїнонной работы докладывались и обсуждались на международных, всероссийских и региональных НТК: "Наука -производство -технология -экология", г. Киров. ВятГУ < 1998-2001.2002>; "Современные проблемы радиотехники", р. Новосибирск (2001); "Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем", г. Ульяновск, Ул1ТУ(2001); международных НТК: "Радиолокация*, навигация, связь", р. Воронеж. ВІУ (2002, 2009). "Цифровая обработка сигналов н ее применение", г.Москва (2002), "Перспективные технологии в средствах передачи информации", г. Владимир. ВлГУ(2О09).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 печатных работ, из них 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК . 5 тезисов докладов. Личный вклад: разработка алгоритма и структуры ПУ с РСФ, алгоритм и структура адаптивного НУ с НФ и разработка метода обнаружения и распознавания мощных ГП.
Структура и обьеч диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка используемой литературы. Диссертация содержит 133 страниц машинописного текста, в том числе 123 основного текста и 49 рисунков.
Похожие диссертации на Приемное устройство для одновременного обнаружения и распознавания нескольких шумоподобных сигналов с защитой от мощных подобных и гармонических помех
