>>

Введение

Актуальность проблемы

Активное развитие цифровых радиосистем передачи информации является одной из главных составляющих мирового прогресса в сфере телекоммуникаций. В настоящее время цифровые радиосистемы передачи информации вошли в повседневную жизнь миллионов людей. Трудно представить себе нашу действительность без сотовой связи, спутниковых систем цифрового телевидения, систем цифрового абонентского радиодоступа и т.д.

Решения по этим проблемам разработаны на уровне последних научно-технических и технологических достижений. По этим направлениям разработаны стандарты, принятые авторитетными международными организациями.

Научно-технические достижения в области создания систем общего применения целесообразно использовать и при разработке ведомственных радиосистем передачи информации, которые применяются различными структурами, например, службами общественной безопасности.

В целом существует большое разнообразие цифровых систем ведомственной радиосвязи. В диссертации рассмотрение ограничено следующими радиосистемами: наземные системы подвижной радиосвязи УКВ диапазона, радиомодемы систем подвижной радиосвязи, системы передачи видео-аудио информации и командные радиосистемы.

Особенностью большинства ведомственных радиосистем являются требования по обеспечению заданной дальности действия при ограниченной мощности передатчика, минимизации габаритов и энергопотребления аппаратуры. Эта цель может быть достигнута только при использовании современных методов теории передачи цифровых сигналов, в частности, использования квазиоптимальных методов демодуляции и применения помехоустойчивого кодирования.

В связи с этим актуальной научной проблемой является анализ и оптимизация методов помехоустойчивого кодирования с целью получения максимального энергетического выигрыша от кодирования

- (ЭВК) в радиоканалах ведомственных систем передачи информации.

Эффективность помехоустойчивого кодирования впервые была доказана К. Шенноном в 1948 г. [1]. Основные задачи помехоустойчивого кодирования состоят в построении кодов с высокой корректирующей способностью, обеспечивающих максимальный энергетический выигрыш при требуемой вероятности ошибки, и разработке высокоэффективных и практически реализуемых алгоритмов их декодирования. Вопросами развития теории помехоустойчивого кодирования занимались такие зарубежные специалисты как Р. Галлагер [2], У. Питерсон, Э. Уэлдон [3], А.Д. Витерби, Дж.К. Омура [4], Р.К. Боуз, Д.К. Рой-Чоудхури [5], Э.Р. Берлекэмп [6], Дж. Месси [7], И.С. Рид, Г. Соломон [8], Р. Блейхут [9], Д. Форни [10], К. Беруа [11-12], Дж. Хагенауер [13] и др., а также российские ученые В.Д. Колесник, Е.Т. Мирончиков [14], К.Ш. Зигангиров [15], Э.М. Габидулин [16], Э.Л. Блох [17], В.В. Зяблов [17, 19], А.Г. Зюко [18], СЛ. Портной [17] и др.

В настоящее время существует множество кодов и алгоритмов их декодирования, различающихся но выигрышу от кодирования, сложности реализации и многим другим параметрам. Для каждой конкретной радиосистемы должен быть выбран собственный алгоритм помехоустойчивого кодирования и декодирования, учитывающий ее особенности.

Целью диссертации является исследование и оптимизация методов помехоустойчивого кодирования в ведомственных цифровых радиосистемах передачи информации по критерию максимального ЭВК с учетом специфики данных систем.

Основные задачи исследования. Для достижения поставленной цели исследований в работе решаются следующие задачи:

анализ специфики рассматриваемых ведомственных радиосистем, позволяющий определить требования к схемам помехоустойчивого кодирования;

анализ методов помехоустойчивого кодирования для борьбы с влиянием системных и индустриальных помех, а также с замираниями, вызванными многолучевым распространением радиосигналов;

сопоставление основных линейных блочных, сверточных, каскадных кодов и турбокодов с границей Шеннона при различных скоростях кодирования;

анализ отдельных кодовых конструкций, которые предусматриваются существующими международными стандартами;

выбор методов помехоустойчивого кодирования и декодирования по критерию максимума ЭВК для рассматриваемых ведомственных радиосистем с учетом их специфики.

Методы исследования. В работе использовался математический аппарат алгебраической и вероятностной теории кодирования, теории вероятностей, статистической радиотехники и математической статистики. Для подтверждения теоретических результатов проведены натурные эксперименты и имитационное моделирование на ПЭВМ.

Научная новизна работы заключается в следующем:

разработаны методики выбора параметров устройств кодирования и перемежения для систем подвижной радиосвязи при релеевских замираниях и при воздействии индустриальных помех;

получено выражение для определения вероятности ошибки на бит информации для кодов Рида-Соломона с учетом повторной проверки синдрома;

предложена схема кодера Рида-Соломона с блочным устройством перемежения, минимизирующая задержку на передающей стороне;

1. получены вероятностные характеристики приема для командных радиосистем, использующих различные форматы передачи.

Основные положения, выносимые на защиту:

- методика выбора параметров устройств кодирования и перемежения для систем подвижной радиосвязи при релеевских замираниях;

- методика выбора параметров устройств кодирования и перемежения для систем подвижной радиосвязи при

воздействии индустриальных помех;

алгоритм помехоустойчивого кодирования для наземных систем подвижной радиосвязи УКВ диапазона и радиомодемов;

алгоритмы помехоустойчивого кодирования для радиосистем передачи видео - аудио информации;

схема кодера кода Рида-Соломона с блочным устройством перемежения, минимизирующая задержку на передающей стороне;

методика выбора формата передачи и расчета вероятностных характеристик приема для командных радиосистем.

Личный вклад. Теоретические и практические исследования, расчеты, выводы и рекомендации, изложенные в диссертации, получены автором лично.

Практическая ценность работы. Изложенный в диссертации материал может использоваться при разработке и оптимизации помехоустойчивых кодеков для ведомственных радиосистем цифровой передачи информации, кроме того, проведенные исследования также представляют интерес и для проектирования широкого класса цифровых систем радиосвязи.

Реализация результатов работы. Отдельные результаты, полученные в диссертации, использованы в ОКР проводимой ГУ НПО «Специальная Техника и Связь» МВД России, что подтверждено соответствующим актом.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены и обсуждались на международной конференции «Телекоммуникационные и вычислительные системы» (в рамках конгресса «Коммуникационные технологии и сети» 2003г.), на 12-ой межрегиональной конференции «Обработка сигналов и помех в системах телефонной связи и вещания» (Пушкинские Горы - Москва 2003г.), на научных конференциях профессорско-преподавательского, технического и инженерно-технического состава МТУСИ 2002, 2003 и 2004 годов.

Публикации. Основные результаты диссертации изложены в 17 опубликованных работах, в том числе в одной коллективной

монографии, находящейся в печати.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав заключения. Она включает 163 страницы машинописного текста.

| >>
Источник: Дронов Антон Евгеньевич. ИССЛЕДОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОГО КОДИРОВАНИЯ В СИСТЕМАХ ВЕДОМСТВЕННОЙ РАДИОСВЯЗИ. 2004

Еще по теме Введение:

  1. Статья 314. Незаконное введение в организм наркотических средств, психотропных веществ или их аналогов
  2. ВВЕДЕНИЕ История нашего государства и права — одна из важнейших дисциплин в системе
  3. ВВЕДЕНИЕ
  4. Мысли об организации немецкой военной экономикиВведение
  5.   ПРЕДИСЛОВИЕ [к работе К. Маркса «К критике гегелевской философии права. Введение»] 1887  
  6. Под редакцией доктора юридических наук, профессора А.П. СЕРГЕЕВА Введение
  7. ВВЕДЕНИЕ
  8. Введение
  9. Введение
  10. ВВЕДЕНИЕ
  11. Введение
  12. Введение
  13. Введение
  14. ВВЕДЕНИЕ
  15. Введение
  16. ВВЕДЕНИЕ
  17. ВВЕДЕНИЕ
  18. ВВЕДЕНИЕ
  19. ВВЕДЕНИЕ
  20. Введение