Издательство: Эко-Трендз. 2005 г. - 440 с.
Рассмотрен широкий круг задач, свойственных мобильной и стационарной радиосвязи. Решение этих задач базируется на моделях и математических методах, многие из которых приведены в монографии впервые. Изложены математические основы теории синтеза и анализа больших радиоэлектронных систем и сетей. Развита теория вероятностного описания псевдослучайных последовательностей. Изучены актуальные проблемы суперпозиции электромагнитных полей произвольной структуры в разных зонах излучения, инварианты полей, методы создания линейных, плоских и объемных фазово-антенных решеток, в том числе в виде адаптивных трансверсально-рекурсивных фильтров. Предложены модели многолучевого распространения и синтеза оптимальных адаптивных многопозиционных линейных и нелинейных алгоритмов с компенсацией помех. Доказана неэффективность РЭЙК-приемника, вместо которого предложена процедура межлучевой согласованной фильтрации. Развита теория Шеннона применительно к пространственно-временным сигналам. Предложена и описана новая система радиосвязи, позволяющая передавать сигналы с гигабитовой скоростью. В приложениях приведен дополнительный материал по результатам исследований актуальных проблем почти по всем разделам книги.
Для научных работников, аспирантов, инженеров и студентов старших курсов технических университетов.
Содержание:
Введение
Вероятностные пространства радиотехнических сигналов
Математические проблемы теории ансамблей вероятностных пространств.
Аналитический аппарат дельта-функций.
Свойства многомерных дельта-функций.
Свойства условных распределений вероятностей.
Равновероятные непрерывные распределения.
Распределения вероятностей непрерывных величин.
Распределения вероятностей пространственных величин.
Дискретные распределения и вероятностные пространства.
Аппроксимация непрерывных распределений.
Дискретные распределения вероятностей.
Расчет АКФ и ВКФ.
Статистика цифровых сигналов
Модель равновероятных чипов CDMA.
Статистика неравновероятных чипов CDMA.
Метод ращепления единицы и нуля.
Статистика функциональных преобразований чипов.
Статистика манипулированных синапов.
Статистика сумм чипов.
Ортогональность и декорреляция сигналов.
Статистика матричного корреляционного массива.
Статистические характеристики квантованных сигналов.
Мультиплексирование информационных потоков.
Многомерные статистические характеристики электромагнитных полей.
Поляризация полей.
Структура электромагнитных полей.
Временные и пространственные частоты и спектры.
Функция неопределенности пространственно-временного сигнала.
Связь теории сигналов с теорией антенн.
Инварианты полей и волн.
Многомерные плотности вероятностей негауссовых скалярных полей.
Антенные фазированные решетки.
Антенна — трансверсальный пространственный фильтр.
Адаптивные фазированные антенные решетки.
Расчет параметров ЭМП методом спирали Корню.
Многомерные распределения вероятностей суперпозиции ЭМП.
Распределение вероятностей процессов в детерминированных средах.
Многомерные распределения вероятностей фильтрованных полей.
Операторные уравнения и распределения вероятностей.
Анализ комплексных нелинейных преобразований в тракте СВЧ.
Распределение вероятностей процессов на выходе антенн.
Модели каналов радиосвязи
Каскадная модель канала связи.
Кластеризация лучей.
Геометрические модели канала связи.
Распределения вероятностей пространственно-временных параметров.
Феноменологические модели каналов.
Концепция многолучевости канала радиосвязи.
Матрицы каналов и сигналов радиосвязи.
Отношение сигнал/помеха.
Свойства матричных процедур.
Объединенные оптимальные линейные и нелинейные адаптивные алгоритмы обработки сигналов с компенсацией помех
Обобменные оптимальные активно-пассивные алгоритмы обработки.
Оптимальная обработка в гаусссовых помехах.
Примеры обнаружителей с компенсацией помех.
Методы упрощения реализации систем.
Оптимальная дискретная совместная обработка в нормальных помехах.
Оптимальные последовательные алгоритмы обработки.
Характеристики обнаружения дискретных сигналов.
Алгоритмы обнаружения в негауссовых помехах.
Эффективность объединения информации в активно-пассивных системах.
Неэффективность РЭЙК-приемника, операций повтора и перемежения.
Примеры расчета эффективности операций с компенсацией помех.
Функционалы вероятностей узкокополосных гауссовых помех.
Спектры совокупностей стохастических сигналов.
Обнаружитель-рециркулятор.
Согласованная фильтрация.
Потенциальная точность оценок задержки сигнала.
Пространственное выделение сигналов.
Теоретические проблемы больших систем и экспериментальные результаты оптимизации
Теория информации Шеннона и ее обобщения.
Распределения вероятностей, максимизирующие энтропии.
Расчеты пропускной способности и скорости передачи.
Оптимизация систем массового обслуживания.
Результаты оптимизации больших сетей радиосвязи.
Оптимальные алгоритмы обработки навигационных сигналов.
Экстраполяционные методы оценки параметров сигналов.
Интегральные уравнения эффективной компенсации.
Оценка многомерных законов распределения вероятностей.
Надежность больших систем и сетей.
Системы гигабитовой радиосвязи
Принципы гигабитовой радиосвязи.
Статистический анализ стабильности частоты генерации.
Коррелеция спектров и сигналов.
Принцип сжимающих отображений и приложения.
Принцип максимума в теории синхронизации.
Статистические характеристики автогенераторов и оптимальные системы синхронизации.
Предельные точности оценки параметров.
Приложения
Эффективность приема при нелинейной и согласованной фильтрации.
Эффективность приема при произвольной нелинейной фильтрации.
Эффективность выделения сигнала при согласованной фильтрации.
Нестационарные явления на выходе звена ограничитель-коррелятор.
Анализ помехоустойчивости цепей с обратной связью.
Проблемы оптимизации больших систем.
Анализ функции прибыли в детерминированных больших системах.
Соотношения между условными и безусловными средними значениями.
Логистические распределения вероятностей убытков и доходов.
Минимизация скалярного риска.
Матричная форма риска.
Скорости передачи и ошибки при агрегировании информации.
Энтропия негауссовых процессов.
Оптимизация устройств синхронизации.
Взаимовлияние параметров больших систем.
Спектры АКФ и ВКФ сигналов CDMA с четными базами.
Особенности фазочастотной характеристики фильтров.
Заключение.
Список сокращений.
Литература.
Рассмотрен широкий круг задач, свойственных мобильной и стационарной радиосвязи. Решение этих задач базируется на моделях и математических методах, многие из которых приведены в монографии впервые. Изложены математические основы теории синтеза и анализа больших радиоэлектронных систем и сетей. Развита теория вероятностного описания псевдослучайных последовательностей. Изучены актуальные проблемы суперпозиции электромагнитных полей произвольной структуры в разных зонах излучения, инварианты полей, методы создания линейных, плоских и объемных фазово-антенных решеток, в том числе в виде адаптивных трансверсально-рекурсивных фильтров. Предложены модели многолучевого распространения и синтеза оптимальных адаптивных многопозиционных линейных и нелинейных алгоритмов с компенсацией помех. Доказана неэффективность РЭЙК-приемника, вместо которого предложена процедура межлучевой согласованной фильтрации. Развита теория Шеннона применительно к пространственно-временным сигналам. Предложена и описана новая система радиосвязи, позволяющая передавать сигналы с гигабитовой скоростью. В приложениях приведен дополнительный материал по результатам исследований актуальных проблем почти по всем разделам книги.
Для научных работников, аспирантов, инженеров и студентов старших курсов технических университетов.
Содержание:
Введение
Вероятностные пространства радиотехнических сигналов
Математические проблемы теории ансамблей вероятностных пространств.
Аналитический аппарат дельта-функций.
Свойства многомерных дельта-функций.
Свойства условных распределений вероятностей.
Равновероятные непрерывные распределения.
Распределения вероятностей непрерывных величин.
Распределения вероятностей пространственных величин.
Дискретные распределения и вероятностные пространства.
Аппроксимация непрерывных распределений.
Дискретные распределения вероятностей.
Расчет АКФ и ВКФ.
Статистика цифровых сигналов
Модель равновероятных чипов CDMA.
Статистика неравновероятных чипов CDMA.
Метод ращепления единицы и нуля.
Статистика функциональных преобразований чипов.
Статистика манипулированных синапов.
Статистика сумм чипов.
Ортогональность и декорреляция сигналов.
Статистика матричного корреляционного массива.
Статистические характеристики квантованных сигналов.
Мультиплексирование информационных потоков.
Многомерные статистические характеристики электромагнитных полей.
Поляризация полей.
Структура электромагнитных полей.
Временные и пространственные частоты и спектры.
Функция неопределенности пространственно-временного сигнала.
Связь теории сигналов с теорией антенн.
Инварианты полей и волн.
Многомерные плотности вероятностей негауссовых скалярных полей.
Антенные фазированные решетки.
Антенна — трансверсальный пространственный фильтр.
Адаптивные фазированные антенные решетки.
Расчет параметров ЭМП методом спирали Корню.
Многомерные распределения вероятностей суперпозиции ЭМП.
Распределение вероятностей процессов в детерминированных средах.
Многомерные распределения вероятностей фильтрованных полей.
Операторные уравнения и распределения вероятностей.
Анализ комплексных нелинейных преобразований в тракте СВЧ.
Распределение вероятностей процессов на выходе антенн.
Модели каналов радиосвязи
Каскадная модель канала связи.
Кластеризация лучей.
Геометрические модели канала связи.
Распределения вероятностей пространственно-временных параметров.
Феноменологические модели каналов.
Концепция многолучевости канала радиосвязи.
Матрицы каналов и сигналов радиосвязи.
Отношение сигнал/помеха.
Свойства матричных процедур.
Объединенные оптимальные линейные и нелинейные адаптивные алгоритмы обработки сигналов с компенсацией помех
Обобменные оптимальные активно-пассивные алгоритмы обработки.
Оптимальная обработка в гаусссовых помехах.
Примеры обнаружителей с компенсацией помех.
Методы упрощения реализации систем.
Оптимальная дискретная совместная обработка в нормальных помехах.
Оптимальные последовательные алгоритмы обработки.
Характеристики обнаружения дискретных сигналов.
Алгоритмы обнаружения в негауссовых помехах.
Эффективность объединения информации в активно-пассивных системах.
Неэффективность РЭЙК-приемника, операций повтора и перемежения.
Примеры расчета эффективности операций с компенсацией помех.
Функционалы вероятностей узкокополосных гауссовых помех.
Спектры совокупностей стохастических сигналов.
Обнаружитель-рециркулятор.
Согласованная фильтрация.
Потенциальная точность оценок задержки сигнала.
Пространственное выделение сигналов.
Теоретические проблемы больших систем и экспериментальные результаты оптимизации
Теория информации Шеннона и ее обобщения.
Распределения вероятностей, максимизирующие энтропии.
Расчеты пропускной способности и скорости передачи.
Оптимизация систем массового обслуживания.
Результаты оптимизации больших сетей радиосвязи.
Оптимальные алгоритмы обработки навигационных сигналов.
Экстраполяционные методы оценки параметров сигналов.
Интегральные уравнения эффективной компенсации.
Оценка многомерных законов распределения вероятностей.
Надежность больших систем и сетей.
Системы гигабитовой радиосвязи
Принципы гигабитовой радиосвязи.
Статистический анализ стабильности частоты генерации.
Коррелеция спектров и сигналов.
Принцип сжимающих отображений и приложения.
Принцип максимума в теории синхронизации.
Статистические характеристики автогенераторов и оптимальные системы синхронизации.
Предельные точности оценки параметров.
Приложения
Эффективность приема при нелинейной и согласованной фильтрации.
Эффективность приема при произвольной нелинейной фильтрации.
Эффективность выделения сигнала при согласованной фильтрации.
Нестационарные явления на выходе звена ограничитель-коррелятор.
Анализ помехоустойчивости цепей с обратной связью.
Проблемы оптимизации больших систем.
Анализ функции прибыли в детерминированных больших системах.
Соотношения между условными и безусловными средними значениями.
Логистические распределения вероятностей убытков и доходов.
Минимизация скалярного риска.
Матричная форма риска.
Скорости передачи и ошибки при агрегировании информации.
Энтропия негауссовых процессов.
Оптимизация устройств синхронизации.
Взаимовлияние параметров больших систем.
Спектры АКФ и ВКФ сигналов CDMA с четными базами.
Особенности фазочастотной характеристики фильтров.
Заключение.
Список сокращений.
Литература.