WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

В соответствии с этой работой, оценки составляющих матрицы HS могут быть получены в виде двухшаговой процедуры 1) g1 = arg min g*Z* ZLg, L ||g||= 2) g2 = arg min g*Z* (G*GL)# ZLg, L L ||g||=где матрица ZL составлена из отсчетов наблюдаемого сигнала, а матрица GL - из блоков матрицы HS. Минимизация по условию g = 1 означает, что в качестве оценки, например, g1 принимается собственный вектор матрицы G*GL, соответствующий ее минимальному собственному значеL нию. При этом получаемая оценка может отличаться от истинного значения вектора импульсных характеристик скалярным множителем, величина которого в этом методе не определяется. Важное достоинство метода – для сходимости оценок достаточно выборки N 2M.

В третьей главе приводится описание модулятора, на выходе которого формируются сигналы ФМ-4, рассматривается процедура вычислений по алгоритму ПЦППР, показано действие обратной связи по решению в данном алгоритме, приведен алгоритм фильтрации отсчетов импульсной характеристики, конкретизирована схема вычислений по слепой идентификации канала связи при разнесенном приеме и дан анализ помехоустойчивости приема сигналов ФМ-4 при использовании алгоритма ПЦППР.

Фазовая диаграмма сигналов ФМ-4, формируемых на выходе модулятора представлена на рис.1. На передаче набор двоичных символов отображается символом b(1) и соответственно:

b(2) 10, b(3) 11, b(4) 01. При этом используется комплексное представление каждого переда& & ваемого символа b(m) = b = bx + iby, где четыре значения m = 1,2,3,4 реализуются через bx,by ±1, и i2 = -1. Для импульсной характеристики также Рис. используется комплексное представление в виде & g(m)(t) = x(m)(t) + iy(m)(t).

Очевидно, что все реакции связаны друг с другом соотношениями & & & & & & g(2) = ig(1), g(3) = -g(1), g(4) = -ig(1). Эти соотношения необходимы для адекватного представления квадратурных составляющих сигнала в месте приема.

Организацию вычислений по алгоритму ПЦППР целесообразно рассмотреть (для одной ветви разнесенного приема), используя матричную запись сигналов для пачки размером N в виде z = B G + W, (где z - sM = z ) ( g0m) 0L & ( ( & & g1m) g0m) 0L M G =, ( G - матрица размером N N ) g (m) ( &M -1 & L g0m) 0L O O (m) ( & & gM -1 L g0m) T T &( &( &( T & & & & & & B = [b0m), b1m),KbNm)], z = [z0, z1,LzN -1], W = [w0, w1,LwN -1].

- К примеру, для М = 4, первые четыре отсчета вектора z будут иметь вид & & & & z0 = b0 g0 + w& & & & & & z1 = b0 g1 + b1 g0 + w& & & & & & & & z2 = b0 g2 + b1 g1 + b2 g0 + w& & & & & & & & & & z3 = b0 g3 + b1 g2 + b2 g1 + b3 g0 + w3.

& В силу того, что любой из символов b может принимать одно из четырех (комплексных) возможных значений, для данной системы будет существовать 44 = 256 возможных сочетаний символов на разных позициях и, соответственно, будет существовать 256 вариантов правых частей системы. Если оценки импульсной характеристики получены (это осуществляется методами слепой идентификации), то решение о первом символе на интервале TM = MT осуществляется (в предположении, что интервал обработки очищен от сигналов последействия от символов, по которым решение уже принято) по правилу ) M -1 i & & & & b0 = arg min zi - gi-k.

b € k & & & b0,b1,KbM -1 i=0 k = При переходе от интервала TM1 к интервалу TM 2 = [T, (M +1)T ] демодулятор за счет действия обратной связи по решению (ОСР) будет располагать совокупностью отсчетов ) & € & & & z1 = z1 - b0 g) & € & & & z2 = z2 - b0 g.............................

) & € & & & zM -1 = zM -1 - b0 gM -& & & & & & & & zM = b1 gM -1 + b2 gM -2 +L+ bM g0 + wM, обработка которых согласно алгоритму ПЦППР дает решение уже о сим) & & воле b1 ( b0 - решение о первом символе интервала TM1 ). Последнее соотношение поясняет действие механизма обратной связи по решению в алгоритме ПЦППР. «Два штриха» в левом столбце означают последовательное устранение сигналов межсимвольной интерференции (первый шаг & после z ), а отсутствие символов оценки в последней строке означает, что оценки отсчетов импульсной характеристики для данного интервала еще предстоит получить (или уточнить), и значения информационных символов тоже пока неизвестны.

Организация последовательной обработки пачки отсчетов по алгоритму ПЦППР позволяет осуществлять коррекцию отсчетов импульсной характеристики канала последовательным использованием соотношений ) ) ) (( b &(i & € & € € & &( & &( gki+1) = ) gM) + K + bM -k gki) + K + bM -1g0i), k = 0, M -1 ;

-1 - & bM -1-k ((i+1) € (i+1) € & & & g = g + (1- )g(i), где – константа, 0 < <1.

При реализации первого выражения с помощью вычислителя записываются два уравнения для действительной и мнимой части импульсной харак) & теристики, стоящее в знаменателе значение bM -1-k заменяется на bx или by соответственно, и система из двух получившихся уравнений решается совместно.

Для решения задачи слепой идентификации в третьей главе конкретизированы выражения всех матриц, по которым вычисляются оценки отсчетов импульсной характеристики согласно методу максимального правдоподобия при использовании разнесенного приема на две антенны ( L = 2). Согласно условию N 2M выбрано M = 4, N = 8. При этом используемые матрицы имеют вид H HS =, Z2 = [Z(2) - Z(1) ], H & & gi (3) L gi (0) L 0 & & zi (3) L zi (0) Hi = M O O M, Z(i) = M M, zi (7) L zi(3) & & & & 0 L gi (3) L gi (0) матрица G2 состоит из подматриц Hi, и, в частности, & & & & g1(3) g1(2) g1(1) g1(0) 0 0 & & & & 0 g1(3) g1(2) g1(1) g1(0) 0 H1 =.

& & & & 0 0 g1(3) g1(2) g1(1) g1(0) & & & & 0 0 0 g1(3) g1(2) g1(1) g1(0) Кроме перечисленных вопросов в главе рассматривается помехо- устойчивость приема сигналов ФМ-4 в канале с памятью при использовании алгоритма ПЦППР. Помехоустойчивость охарактеризована верхним граничным значением вероятности ошибки на символ (и на бит), полученным с использованием неравенства Буля [2]. На рис.2 для случая М=представлены зависимости верхней границы вероятности ошибки на символ PB от отношения сигнал/шум h2 = Eg / N0 при некоторых значениях коэффициента формы импульсной реакции канала (пунктир-нижняя граница вероятности ошибки) MT Rkn = Eg1 g(t - kT )g(t - nT )dt.

Eg - энергия g(t), N0 - спектральная плотность мощности шума.

В главе дан анализ вероятности ошибки в замирающем двухлучевом канале с рэлеевскими коррелированными замираниями. Показано, что помехоустойчивость системы сигналов ФМ-при использовании алгоритма ПЦППР не значительно в канале с памятью отличается от помехоустойчивости сигналов ФМ-2.

Рис. В четвёртой главе рассмотрен способ вычисления скаляра в задаче слепой идентификации по методу максимального правдоподобия, приведен алгоритм и результаты моделирования оценок импульсной характеристики канала с памятью, рассмотрено совместное моделирование процедуры слепого оценивания и демодуляции по алгоритму ПЦППР.

Как было указано выше, при слепом оценивании импульсной характеристики получаемые оценки отличаются от истинных значений отсчетов скалярным множителем. Обозначим оценки, получаемые по на) & чальным N 2M отсчетам принимаемой пачки, через ci, i = 0,M -1. В ) & & лучшем случае (при отсутствии шумов) ci = gi. Численное значение (и знак) скаляра зависят от реализации информационной последовательности и отсчетов шума, по которым производилось оценивание. Если размер пачки не велик, и выполняется гипотеза о постоянстве параметров канала на интервале времени, равном длительности пачки, то можно оценить отсчеты импульсной реакции по последним отсчетам пачки, и полу) & & чить соответственно si = g, где - другой и тоже неизвестный скаляр. Из ) ) & & двух соотношений для ci и si можно получить ) ) M -1 M -M -) ) & & ) ) & & si ) ) 2M si ci ( Re ci + Im ci ) ci & & Re si Im si i=0 i=i= = ±, = ± ) ).

M -2MEg & & Eg ) + ) ) ( Re ci Imci & & Re si Im si i=Очевидно, что возможны 4 варианта решений для и, что, соответст& венно, приводит к четырем возможным реализациям оценок gi, i = 0, M -1.

Неопределенность выбора одной из четырех оценок импульсной характеристики объясняется произвольностью выбора начальной фазы опорного генератора в демодуляторе и ортогональностью структуры сигнала ФМ-4.

Выход из этой ситуации только один – использование дополнительной информации о структуре используемой сигнально-кодовой конструкции.

В главе описана методика моделирования процедуры слепого оценивания отсчетов импульсной реакции при разнесенном приеме по методу максимального правдоподобия. При этом последовательность квадратурных бит моделировалась выборкой из равномерного распределения в интервале [0,1] с последующим сравнением с порогом, равным & & 0,5. Отсчеты g(m) = g = x + iy импульсной характеристики каждого канала в предположении M = 4 представлялись выборкой объемом в четыре отсчета для каждой квадратурной компоненты из гауссовского распределения с параметрами m = 0, 2, m – среднее значение, 2 - дисперсия.

g g Предполагалось, что параметры канала в каждой ветви разнесения остаются постоянными на протяжении всей пачки. Отсчеты шума & wi, i = 0,LN -1 в каждой ветви разнесения представлялись выборкой из гауссовского распределения с параметрами m = 0, 22, причем значением 2 регулировалось при заданных отсчетах импульсных характеристик отношение сигнал/шум, которое определялось как Н = Pc / Pш ( Рс - мощность сигнала, Рш - мощность шума). Точность оценивания отсчетов импульсной характеристики в каждой ветви разнесения оценивалась нормированной погрешностью, которая определялась в виде M -1 M -) ) = [ + yi2 )]-1 - xi )2 + (yi - yi )2].

(xi [(xi i=0 i=Результаты моделирования характеризуются сглаженными зависимостями на рис.3 (для точки, не поместившейся на графике: = 0,2 при Pc / Pш 100 ). Таблица В главе также описано мо- Частость ошибок Н делирование процесса демодуляОдиночный Сдвоенный ции совместно со слепым оцениваприем прием нием импульсной характеристики 1 0,3 0,по вышеописанному методу. Сна 2 0,1 0,чала была проверена эффектив 5 0,01 ность алгоритма ПЦППР в канале с 10 0 20 0 постоянными (известными) параме- Рис.Pс Pш трами и аддитивным гауссовским шумом при использовании сигналов ФМ-4. Результаты приведены в таблице 1. Второй этап моделирования был посвящен анализу работы алгоритма ПЦППР совместно с алгоритмом слепого оценивания по критерию максимального правдоподобия при разнесенном приеме. Результаты – в таблице2. Таблица Данный результат говорит о приемлемости для Н Частость ошибок практического использования рассмотренного метода 1 0,слепого оценивания совместно с алгоритмом ПЦППР.

2 0,5 0,В заключении приведены основные результа10 0,ты работы.

20 0,1. Для приема сигналов ФМ-4, передаваемых методом 50 0,ППРЧ, в канале с памятью и неизвестными параметрами предложено использовать разнесенный прием на основе использования алгоритма демодуляции «прием в целом с поэлементным принятием решения» (ПЦППР) совместно с методом слепой идентификации канала связи. Разработаны алгоритм демодуляции и алгоритм слепого оценивания импульсной характеристики канала связи с памятью.

2. Дан анализ помехоустойчивости приема сигналов ФМ-4 в канале с памятью для алгоритма ПЦППР.

3. Проведено моделирование методом статистических испытаний алгоритма слепого оценивания импульсной характеристики канала связи с памятью, алгоритма демодуляции ПЦППР и совместное моделирование этих алгоритмов при приеме сигналов ФМ-4 в канале с памятью. Результаты моделирования подтверждают эффективность предложенного метода приема при достаточно высоком отношении сигнал/шум.

Литература 1. Борисов, В.И., Зинчук, В.М., Лимарев, А.Е. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов методом псевдослучайной перестройки рабочей частоты /Под.ред. В.И. Борисова. - М.:

РадиоСофт, 2008.- 512с.

2. Карташевский, В.Г. Обработка пространственно-временных сигналов в каналах с памятью / В.Г. Карташевский. – М.: Радио и Связь, 2000.- 272с.

3. Горячкин, О.В. Методы слепой обработки сигналов и их приложения в системах радиотехники и связи / О.В. Горячкин. – М.: Радио и Связь, 2003. – 230с.

4. Прокис, Дж. Цифровая связь: Пер. с англ./Под ред. Д.Д.Кловского. – М.:

Радио и связь, 2000. – 800с.

Список трудов 1. Агеев, А.В. Поэлементный алгоритм демодуляции по правилу максимума апостериорной вероятности / А.В. Агеев. В.Г. Карташевский, Д.В.

Мишин // Тезисы докладов XIV Российск. научн. конф. профессорскопреподавательского состава ПГАТИ, Самара, 2007г., с.24.

2. Агеев, А.В. Алгоритм мягкого декодирования сигнально-кодовых конструкций / А.В. Агеев. В.Г. Карташевский, Д.В. Мишин // Тезисы докладов XIV Российск. научн. конф. профессорско-преподавательского состава ПГАТИ, Самара, 2007г., с.25.

3. Агеев, А.В. Метод компенсации помех в алгоритмах приема с обратной связью по решению / А.В. Агеев, Д.В. Мишин // Сборник докл. VIII Международн. научн.-техн. конф. «Проблемы техники и технологий телекоммуникаций», Уфа, 2007г., с. 158-160.

4. Агеев, А.В. Математическая модель и имитатор различных сред передачи /А.В. Агеев, В.Д. Комаров, и др. // Труды Всероссийской научнотехн. конф. «Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в вузе», МГТУ им. Баумана, Том 1, Москва, 2007г., с.95-5. Агеев, А.В. Повышение достоверности и отказоустойчивости систем передачи информации /А.В. Агеев, В.Д. Комаров, и др. // Труды Всероссийской научно-техн. конф. «Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в вузе», МГТУ им. Баумана, Том 1, Москва, 2007г., с.97-99.

6. Агеев, А.В. Построение эмпирической псевдобайесовской оценки с использованием статистик высокого порядка / А.В. Агеев, С.В. Шатилов // Труды Седьмого Всероссийского Симпозиума по Прикладной и Промышленной Математике, Йошкар-Ола, 2007г., с. 370-371.

7. Ageev, A.V. Calculation the central moment of stochastic process by using cumulant / A.V. Ageev, V.G. Kartashevsky, S.V. Shatilov // Proceeding of 11-th World Multiconference on Systemics, Cybernetics and Informatics (SCI 2007), Vol.VII, 2007, Orlando, Florida, USA, pp.213-216.

8. Агеев, А.В. Использование методов теории оценивания в задачах различения гипотез / А.В. Агеев. В.Г. Карташевский, Д.В. Мишин // Тезисы докладов XV Российск. научн. конф. профессорско-преподавательского состава ПГАТИ, Самара, 2008г., с.9. Агеев, А.В. Прием сигналов ППРЧ в каналах с памятью / А.В. Агеев // Труды Х Международной конф. «Цифровая обработка сигналов и ее применение», Москва, 2008г., с.316-317.

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»