Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата
технических наук. Серпухов, МОУ "Институт инженерной физики", 2014
— 16 стр.
Специальность 05.12.13 – Системы, сети и устройства
телекоммуникаций
Научный руководитель: д.т.н., профессор Зеленевский В.В.
Цель работы: оценить помехоустойчивость каналов
передачи данных систем телекоммуникаций декаметрового (ДКМ)
диапазона с учетом коэффициента исправного действия и разработать
технические предложения по её повышению.
Научная новизна полученных результатов.
1. По первому научному результату разработаны следующие математические модели:
а) модели каналов передачи данных с жестким и мягким декодированием сигнала для земной радиоволны;
б) модель канала передачи данных с мягким декодированием сигнала для ионосферной радиоволны.
Научной новизной математической модели канала передачи с жестким декодированием сигнала для земной радиоволны являются новые аналитические выражения для оценки вероятности битовой ошибки, которые, в отличие от известных, определяют функциональные взаимосвязи между параметрами радиопередатчика, радиолинии и радиоприемника на заданной дальности радиосвязи.
Научной новизной математической модели канала передачи данных с мягким декодированием сигнала для земной радиоволны являются:
– алгоритм формирования проверочных символов для двоичного композиционного кода с байтовой структурой информационных сообщений;
– новые аналитические зависимости вероятности битовой ошибки при мягком декодировании от отношения сигнал/шум для сигналов с относительной фазовой и частотной манипуляцией, а также от параметров сигнально-кодовой конструкции и радиолинии на заданной дальности радиосвязи.
Новизна математической модели канала передачи данных с мягким декодированием сигнала для ионосферной волны состоит в том, что получены новые аналитические выражения для оценки помехоустойчивости ДКМ канала передачи с мягким декодированием сигнально-кодовой конструкции, в которых, в отличие от известных, учитывается не толь-ко отношение сигнал/шум на входе радиоприемника, но и параметры модуляции сигнала и корректирующего композиционного кодирования данных при заданных требованиях на вероятность битовой ошибки и значение коэффициента исправного действия.
Научной новизной второго результата является то, что разработанная методика оценки помехоустойчивости алгоритмов каскадного кодирования данных, в отличие от известных, содержит:
– аналитические выражения для алгебраического синтеза новых недвоичных эквидистантных корректирующих кодов, исправляющих пакеты ошибок, которые, в отличие от известных, имеют кодовое расстояние, равное длине кодовой комбинации;
– новые аналитические выражения для оценки статистических характеристик оптимального декодирования эквидистантных недвоичных кодов, имеющих кодовое расстояние, равное длине кода;
– новый алгоритм каскадного кодирования данных, в котором , в отличие от известных, в качестве внешнего кода используются новые недвоичные эквидистантные коды с кодовым расстоянием, равным длине кода, допускающие их оптимальное декодирование, а в качестве внутреннего кода используются двоичные композиционные коды, которые обеспечивают существенный энергетический выигрыш кодирования за счет их мягкого декодирования;
– новые аналитические выражения для оценки помехоустойчивости и эффективности алгоритмов каскадного кодирования данных, которые, в отличие от известных, учитывают вид и параметры модуляции сигнала, параметры внешнего и внутреннего кодов, а также методы их декодирования, уровень порогового напряжения, по которому осуществляется режекция наиболее опасных помех, долю полосы рабочих частот, порожаемой помехами. Практическая ценность: технические решения на их основе позволяют увеличить дальность радиосвязи в 1,22 раза при работе земной волной за счет мягкого декодирования принимаемой сигнально-кодовой конструкции.
1. По первому научному результату разработаны следующие математические модели:
а) модели каналов передачи данных с жестким и мягким декодированием сигнала для земной радиоволны;
б) модель канала передачи данных с мягким декодированием сигнала для ионосферной радиоволны.
Научной новизной математической модели канала передачи с жестким декодированием сигнала для земной радиоволны являются новые аналитические выражения для оценки вероятности битовой ошибки, которые, в отличие от известных, определяют функциональные взаимосвязи между параметрами радиопередатчика, радиолинии и радиоприемника на заданной дальности радиосвязи.
Научной новизной математической модели канала передачи данных с мягким декодированием сигнала для земной радиоволны являются:
– алгоритм формирования проверочных символов для двоичного композиционного кода с байтовой структурой информационных сообщений;
– новые аналитические зависимости вероятности битовой ошибки при мягком декодировании от отношения сигнал/шум для сигналов с относительной фазовой и частотной манипуляцией, а также от параметров сигнально-кодовой конструкции и радиолинии на заданной дальности радиосвязи.
Новизна математической модели канала передачи данных с мягким декодированием сигнала для ионосферной волны состоит в том, что получены новые аналитические выражения для оценки помехоустойчивости ДКМ канала передачи с мягким декодированием сигнально-кодовой конструкции, в которых, в отличие от известных, учитывается не толь-ко отношение сигнал/шум на входе радиоприемника, но и параметры модуляции сигнала и корректирующего композиционного кодирования данных при заданных требованиях на вероятность битовой ошибки и значение коэффициента исправного действия.
Научной новизной второго результата является то, что разработанная методика оценки помехоустойчивости алгоритмов каскадного кодирования данных, в отличие от известных, содержит:
– аналитические выражения для алгебраического синтеза новых недвоичных эквидистантных корректирующих кодов, исправляющих пакеты ошибок, которые, в отличие от известных, имеют кодовое расстояние, равное длине кодовой комбинации;
– новые аналитические выражения для оценки статистических характеристик оптимального декодирования эквидистантных недвоичных кодов, имеющих кодовое расстояние, равное длине кода;
– новый алгоритм каскадного кодирования данных, в котором , в отличие от известных, в качестве внешнего кода используются новые недвоичные эквидистантные коды с кодовым расстоянием, равным длине кода, допускающие их оптимальное декодирование, а в качестве внутреннего кода используются двоичные композиционные коды, которые обеспечивают существенный энергетический выигрыш кодирования за счет их мягкого декодирования;
– новые аналитические выражения для оценки помехоустойчивости и эффективности алгоритмов каскадного кодирования данных, которые, в отличие от известных, учитывают вид и параметры модуляции сигнала, параметры внешнего и внутреннего кодов, а также методы их декодирования, уровень порогового напряжения, по которому осуществляется режекция наиболее опасных помех, долю полосы рабочих частот, порожаемой помехами. Практическая ценность: технические решения на их основе позволяют увеличить дальность радиосвязи в 1,22 раза при работе земной волной за счет мягкого декодирования принимаемой сигнально-кодовой конструкции.