автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Эхо-компенсация в цифровых телекоммуникационных системах обработки информации

На правах рукописи

ЛЕВИН Дмитрий Николаевич

ЭХО-КОМПЕСАЦИЯ В ЦИФРОВЫХ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Красноярск - 2004

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте систем управления, волновых процессов и технологий Министерства образования Российской Федерации

Ведущая организация: Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций и информатики

Защита состоится « 02 » декабря 2004 года в 14 часов на заседании диссертационного Совета Д 212.046.01 при Научно-исследовательском институте систем управления, волновых процессов и технологий Министерства образования Российской Федерации по адресу: 660028, Красноярск, ул. Баумана, 20 В

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Научно-исследовательского института систем управления, волновых процессов и технологий Министерства образования Российской Федерации

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Шувалов Вячеслав Петрович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Панько Сергей Петрович доктор технических наук Петров Михаил Николаевич

Автореферат разослан «02»

Учёный секретарь диссертационного совета

ноября 2004 /

Смирнов НА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Рынок подвижной радиосвязи переживает во всем мире стремительное развитие. Генеральным направлением развития подвижной радиосвязи является разработка и внедрение единых международных стандартов и создание на их основе международных и глобальных систем общего пользования.

Различают несколько видов сетей:

— профессиональные системы подвижной радиосвязи;

— системы персонального радиовызова;

— системы сотовой подвижной радиосвязи;

— системы беспроводных радиотелефонов.

Опуская из рассмотрения первую, вторую и четвертую категорию, остановимся более детально на системах сотовой подвижной связи (ССПС). Такие системы запущены в эксплуатацию в конце 70, начале 80 годов прошлого столетия в Скандинавских странах (NMT-450) и СШЛ(АМР8).

Сетевой принцип топологии сети с повторным использованием частот во многом решил проблему дефицита частотного резуса и в настоящее время является основным в создаваемых системах подвижной связи общего пользования. Стандартизация в области ССПС привела к тому, что на смену девяти отдельным аналоговым стандартам сотовой связи первого поколения пришли три цифровых стандарта второго поколения (GSM, DAMPS, У08),один из них — GSM — признан "глобальным ".

В соответствии с "Основными положениями развития взаимоувязанной сети связи (ВВС) "Российской Федерации" сети подвижной связи являются важнейшим компонентом инфраструктуры отрасли связи.

В последние годы одобрена "Концепция развития в России до 2010 года сетей сухопутной подвижной радиосвязи общего пользования ".

Разработана концепция использования в России транкинговых систем при организации коммерческих систем связи.

В соответствии с технической политикой Минсвязи России перспективные сети подвижной связи будут создаваться на основе систем и средств соответствующих международных стандартов, прежде всего, принятых большинством стран Европейского континента. При этом будут решаться вопросы по конверсии радиочастотного спектра и электромагнитной совместимости новых средств с действующими в России радиосистемами.

Новые принципы построения цифровых радиосистем стандарта GSM не решили старых проблем работы аналоговых систем связи. Абонент цифровой радиосети стандарта GSM имеют возможность выхода на телефонную сеть общего пользования, которая характеризуется наличием эхо-сигналов. При работе телефонной сети общего пользования эхо-сигналы проявляются на протяженных магистралях. Особо опасными эхо-сигналы будут при одновременной цифровой передаче между ЩЩП тгршгналами .

1ЮС. НАЦИОНАЛЬНАЯ [ библиотека^, СЯс

з » о» т*

В этой связи исследование вопросов компенсации эхо-сигналов в радиосети общего пользования стандарта GSM является актуальным и своевременным.

Существуют методы борьбы с явлением электрического эха на сетях общего пользования. Эти методы борьбы получили название компенсационных методов. Суть работы компенсационного метода заключается в искусственной выработке сигналов эха в дополнительных четырехполюсниках и, в дальнейшем, их компенсации.

Большой вклад в решении проблемы компенсации электрического эха внесли работы отечественных авторов: С. А. Курицына, А. Д. Снегова, А. З. Цыпкина, Р. Л. Стратановича, В. И. Тихонова, а также работы зарубежных авторов — Г. Бостелмана, М. И. Сондхи, Д. А. Беркли и многих других.

Однако известные алгоритмы адаптивной эхо-компенсации, работа которых основана на идентификации параметров неизвестной системы, критичны к корреляционным связям между сигналами приема и эхо-сигналами. Сами алгоритмы, основанные на использовании линейной или круговой свертки, сложны и характеризуется большим уровнем не скомпенсированного эхо-сигнала. Даже при частичной коррелированности сигналов двух направлений эхо-компенсатор начинает компенсировать сигналы приема, делая двухсторонний режим работы невозможным. Известные алгоритмы эхо-компенсации представленны в неконструктивной форме, малопригодной для практического использования.

Проблеме компенсации эхо-сигналов в цифровых радиосетях и повышения помехоустойчивости принимаемых сигналов, посвящена настоящая диссертационная работа.

Цель работы. Основной целью работы является разработка и исследование методов борьбы с явлением электрического эха в цифровых сетях стандарта GSM.

Для этого:

— проведен анализ работы известных эхо-компенсаторов, выявлены сильные и слабые стороны их работы;

— разработана модель дуплексного эха-тракта, позволяющая определить место включения эхо-компенсаторов и рассчитать верхние оценки величины шумов недокомпенсации;

— синтезированы структуры эхо-компенсаторов первого и второго порядков, использующие в своей работе сопоставление эхо-сигналов на соседних временных интервалах или блоках обработки, взятых непосредственно из канала связи;

— проведен анализ работы синтезированных эхо-компенсаторов по величине остаточного шума и интервала адаптации;

— разработаны структуры эхо-компенсаторов при их технической реализации во временной и частотной областях обработки;

— методом математического моделирования с использованием современных программных средств исследовано поведение разработанных компенсаторов во временной и частотной областях обработки, показана идентичность полученных результатов и теоретических исследований.

Методы исследования. В диссертационной работе использован математический аппарат линейной алгебры, теории функции комплексной переменной, теории матриц, вычислительной математики и теории вероятностей.

Экспериментальное исследование разработанных алгоритмов эхо-компенсаторов проводилась при помощи ПК и натурного эксперимента.

Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие результаты:

— разработана модель работы цифрового терминала в сети стандарта GSM, определено место включения эхо-компенсаторов для получения максимального подавления эхо-сигнала и вычислена оценка степени подавления;

— для повышения качественных характеристик работы эхо-компенсаторов предложено использовать свойства относительности эхо-тракта;

— для линейных эхо-трактов разработан и детально исследован относительный компенсационный метод (ОКМ), при его реализации в частотной области обработки;

— определены основные качественные характеристики компенсаторов ОКМ первого и второго порядков;

— в соответствии с алгоритмами работы компенсаторов ОКМ первого и второго порядков при обработке во временной и частотной областях разработаны структуры устройств разделения сигналов двух направлений.

Практическая ценность. Разработанные структуры эхо-компенаторов, принцип работы которых основан на сопоставлении эхо-сигналов на соседних временных интервалах, позволили скомпенсировать эхо-сигналы в цифровых радиосистемах стандарта GSM.

Реализация результатов исследования построения эхо-компенсаторов первого и второго порядков позволило на практике добиться существенного снижения уровня нескомпенсированного эхо-сигнала во встречном направлении, который является одним из основных мешающих факторов работы цифровой радиосети. Практически важный результат диссертационной работы состоит также в том, что при помощи разработанного алгоритма адаптивного эхо-компенсатора, реализованного в частотной области, можно существенно упростить процесс компенсации эхо-сигналов с одновременным улучшением качества принимаемых сигналов.

Основные результаты, выносимые на защиту:

— универсальная модель двусторонней одновременной передачи сигналов в цифровых радиосетях и расчет основных характеристик;

— методика синтеза компенсаторов ОКМ при их реализации в частотной области обработки и анализ основных технических характеристик;

— методика синтеза компенсаторов ОКМ во временной области обработки на основе использования блоков памяти и анализ основных технических характеристик;

— методика синтеза группового компенсатора сигнала в стандартном потоке Е-1.

Реализация результатов. Исследования, проведенные в работе, являются составной частью ряда НИР по созданию высокоэффективных устройств преобразования сигналов (УПС) с цифровой обработкой сигналов, проводимых на кафедре многоканальной электрической связи и оптических систем Новосибирского электротехнического института связи имени Н.Д. Псурцева-СибГАТИ-СибГУТИ, а также на ЗАО «Сибирские сотовые системы ССС-900» при участии автора. Основные результаты диссертационной работы оформлены в виде научно технических отчетов в НПО «Красная заря», КБ «Кабель», «ССС-900».

Использование результатов исследования подтверждено соответствующим актом.

Апробация работы. Результаты, полученные в диссертационной работе на разных этапах ее выполнения, докладывались и обсуждались на:

— Международном семинаре «Инфокоммуникации Сибири и Дальнего Востока. Проблемы и перспективы» (Иркутск, 2001);

— Международном семинаре « Перспективы развития современных средств и систем телекоммуникации» - (Омск, 2001);

— Международной конференции «2001 Microwave Electronics, Measurment, Identification, Application - Mia - Me 2001» (Новосибирск 2001);

— Международной конференции «2003 Microwave Electronics, Measurment, Identification, Application - Mia - Me 2003» (Новосибирск 2003);

— ежегодных Российских НТК, посвященных дню радио (Новосибирск, 2001,2002,2003).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано четырнадцать работ, в том числе 10 статей и два положительных решения по заявкам на изобретения.

Структура и объём работы. Диссертация изложена на 173 страницах

машинописного текста. Состоит из введения, четырёх глав, заключения, трёх

приложений и списка литературных источников, содержащих 127 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована эффективность темы диссертации и сформулирована цель работы. Проведен обзор результатов по теме, научная новизна и практическая значимость основных результатов работы, дана характеристика отдельных разделов работы.

Первый раздел посвящен детальному анализу известных методов компенсации эхо-сигналов и структурам для их реализации. В начале проведен анализ работы адаптивных эхо-компенсаторов во временной области в соответствии с алгоритмом Винера-Хопфа.

При реализации алгоритма Винера-Хопфа количество операций умножения равно 2^, где N — объем выборки. Так как данный алгоритм является блочным, то при переходе к новому блоку обработки требуется все операции произвести заново.

Показаны пути упрощения перечисленных выше алгоритмов при переходе в частотную область обработки. Для корректировки каждого весового коэффициента используется комплексный метод наименьших квадратов (МНК).

В работе перечисленных выше алгоритмов, независимо от области обработки, делается предположение о некоррелированности сигналов передачи и приема. Остаточная величина сигналов недокомпенсации определяется сферой, радиус которой пропорционален мощности принимаемого сигнала. Процесс подстройки весов адаптивного фильтра, независимо от области обработки, является многомерным. Обработка сигналов во временной и частотной области при адаптации эхо-компенсаторов имеет следующие отличия.

Реализация адаптивных алгоритмов в частотной области предполагает коррекцию весов адаптивного фильтра один раз в каждом блоке, в то время как алгоритмы во временной области корректируют веса многократно. За счет этого количество операций умножения в алгоритмах с частотной обработкой

равно -у + где N — объем выборки, что существенно меньше

аналогичного параметра при реализации алгоритмов во временной области. Так как алгоритмы в частотной области предполагают использование круговой свертки, которая вносит дополнительные погрешности, то объем выборки приходится увеличивать до 2N-мepнoгo, дополняя первые N отсчетов нулевыми значениями.

Использование в эхо-компесаторах блоков памяти позволяет, во-первых, упростить структуру адаптивного фильтра, делая процесс настройки каждого отвода одномерным, во-вторых, уменьшить количество операций умножения. В диссертации приведены алгоритмы функционирования подобных эхо-

компенсаторов при первоначальном вхождении в связь и дальнейшем поддержании рабочих параметров.

Для проверки качественных показателей известных алгоритмов и вновь разрабатываемых предложена модель дуплексного канала связи. Такая модель позволяет проводить анализ во временной и частотной областях обработки и учитывает основные мешающие факторы двусторонней одновременной связи: ближнее и дальнее эхо, межсимвольную интерференцию, вносимую каналом связи и адитивные шумы. Модель представляет собой П-образный четырехполосник, в продольные плечи которого при обработке во временной области включены фильтры с импульсными реакциями G1-2(nT) и G3-4(nT), которые определяют прохождение сигналов передачи и приема. В поперечные плечи разработанной модели включены фильтры с импульсными реакциями G1-4(пТ) и G3-2(nT), определяющие прохождение эхо-сигналов.

Сделав преобразование в частотную область составляющих, получим модель двустороннего одновременного канала в следующем виде:

где Нр^) — изображение параметров радиотракта;

НКС^) —Z-изображение каналообразующего оборудования;

НАЛ^) — Z-изображение параметров абонентской линии;

Нсс^) — Z-изображение параметров дифсистемы в направлении непропускания сигналов;

Нэ„^) — Z-изображение тракта прохождения сигналов эха (ближнее эхо) через радиотракт.

Передаточные характеристики прохождения эхо-сигнала в направлении 1-4 и 3-2 будут равны

(2)

При детальном рассмотрении данной модели можно сделать вывод о ее схожести с моделью радиолокационного канала. В момент обучения адаптивных эхо-компенсаторов и определения величины гладкой задержки двусторонний канал ведет себя подобно величине отраженного сигнала в системах радиолокации. В двусторонних одновременных системах связи необходимо сделать селекцию сигналов противоположной стороны при наличии сигналов передачи.

Задача первоначального обучения под параметры двустороннего канала сводится к правильному определению максимальной величины порогового

значения Упор. Применительно к задаче компенсации эхо-сигналов нежелателен их пропуск, так как в этом случае будет принято ошибочное решение об их отсутствии.

На основе анализа работ известных алгоритмов и выявленных недостатков для построения адаптивных компенсаторов предложено использовать свойство относительности каналов связи. Такой алгоритм назван в научной литературе относительным компенсационным методом (ОКМ) по аналогии с термином «относительная фазовая модуляция», впервые предложенного Н. Т. Петровичем. Суть ОКМ — сопоставление помехи от собственного передатчика на входе своего приемника на соседних тактовых интервалах, либо блоках обработки, и, в дальнейшем, их компенсации.

При таком подходе в сторону приемника поступает нескомпенсированный эхо-сигнал, определяемый как

х{"Т)* Спт (ИТ) * [ом - ем (пТ), ], (3)

где Х(пТ) — сигнал передачи;

&пгд ("П — импульсная реакция своего передатчика;

(пТ), — импульсная реакция эхо-тракта на 1-ом блоке обработки;

* — операция свертки.

В диссертации вычислена верхняя оценка шумов недокомпенсации. Отношение мощности шума недокомпенсации классических алгоритмов работы эхо-компенсаторов к мощности шума недокомпенсации ОКМ составляет величину:

где — шаг приращения;

N — объем выборки;

сг2*г — мощность канала связи; — шаг квантования; — мощность принимаемого сигнала.

Из анализа выражения (4) видно, что относительный компенсационный метод компенсирует сигналы встречного направления передачи в тракте приема более эффективно, чем известные алгоритмы адаптивной эхо-компенсации.

Во втором разделе разработаны и детально исследованы алгоритмы адаптивной эхо-компенсации, реализованные в частотной области обработки. Такие алгоритмы требуют меньше операций умножения по сравнению с алгоритмами, реализованными во временной области.

Если на входе эхо-тракта сигнал передачи S(nT) представлен отсчетами информационного сигнала, равным N1, а импульсная реакция представлена

отсчетами, равными Ы, то в силу свойств линейной свертки количество отсчетов эхо-сигнала будет равно (И^И).

При реализации алгоритмов обработки в частотной области операция свертки заменяется операцией умножения изображений, что предполагает выравнивание периодов. Так, входной сигнал, содержащий И1 отсчетов информационного сигнала, необходимо дополнить нулями в количестве N.. Аналогично, импульсную реакцию, содержащую И2 информационных отсчетов, дополняют нулевыми отсчетами в количестве N. Тогда изображение эхо-сигнала на двух соседних блоках обработки равно:

П,_, о*®,)=о*»,) • о*®, Я П,икт1)=8,икт1)Н1икт1) ¡'

где П, Ока,) — изображение эхо-сигнала на 1-том блоке обработки;

8,иксо,у — изображение сигнала передачи на 1-том блоке обработки;

И,(]ка,) — передаточная характеристика эхо-тракта на 1-том блоке обработки;

к — номер отсчета энергетического спектра (к=0,1____N-1)

— круговая частота.

В силу того, что параметры эхо-тракта на соседних блоках обработки практически неизменны для стационарных каналов, то выражение (5) можно записать в следующем виде:

П,{]ксох) = ^-(/М)

Я,.,0м) 5,,,0м)' (6)

Из выражения (6) следует

(7)

Таким образом, для компенсации эхо-сигнала на 1-том блоке обработки можно использовать значение эхо-сигнала на (1-1) блоке обработки. Структура такого эхо-компенсатора приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 — Структура нерекурсивной части адаптивного эхо-компенсатора

Передаточная характеристика перекурсивной части эхо-компенсатора равна

Н„

где

,(2)=1-/*(*) гл,

(8)

_ 5,(2)

коэффициент управления.

Я,-1(2)

Следует заметить, что подобный эхо-компенсатор преобразует сигналы приема в соответствии со значением передаточной характеристики ЯЙ)Ш,(2)

Для устранения влияния параметров эхо-компенсатора на энергетический спектр сигналов приема необходим дополнительный цифровой фильтр с передаточной характеристикой, равной

(9)

где С — коэффициент передачи аттенюатора (С<1).

Полная структура адаптивного эхо-компенсатора первого порядка приведена на рисунке 2.

Сигнал управления

Рисунок 2 — Полная структура адаптивного эхо-компенсатора первого порядка

Для эхо-сигналов такое соединение представляет собой фильтр-пробку. Для сигналов приема передаточная характеристика близка к единице.

При С=1 наблюдается зеркальная симметрия двух структур, однако необходим специальный алгоритм вхождения в рабочий режим, заключающийся в попеременном обучении двух станций под параметры эхо-тракта при отсутствии сигналов противоположной стороны.

Для эхо-компенсатора первого порядка найдено аналитическое выражение, позволяющее определить требуемое количество итерации для первоначального обучения под параметры эхо-тракта и поддержания рабочих параметров.

(10)

где С — коэффициент передачи аттенюатора в рекурсивной части эхо-компенсатора (С<1);

Мобщ — относительная величина среднеквадратического отклонения нескомпенсированного эхо-сигнала.

Найдено аналитическое выражение, позволяющее оценить выходной шум эхо-компенсатора, обусловленный шумом квантования.

(11)

где — шаг квантования.

В диссертации синтезирован адаптивный эхо-компенсатор порядка, имеющий передаточную характеристику, равную

второго

где М,(2)=

М,(2)

5,(2) (г)

первый коэффициент управления;

— второй коэффициент управления;

(г)

С — коэффициент аттенюатора в рекурсивной части. Для эхо-компенсатора второго порядка найдены нижние и верхние оценки количества итераций для рабочего цикла.

(13)

Для таких эхо-компенсаторов найдено аналитическое выражение, позволяющее определить величину некомпенсированного эхо-сигнала после каждой итерации.

М,

1

5т<р

л/3+8С

(14)

где

а1 — значение первого отвода рекурсивной части;

а2 — значение второго отвода рекурсивной части;

Ь — текущий индекс.

Третий раздел посвящен синтезу адаптивных эхо-компенсаторов, реализованных во временной и частотной областях обработки.

Разработана структура универсального эхо-компенсатора на основе блоков памяти.

Синтезированы и детально исследованы компенсаторы первого, второго, четвертого и восьмого порядков.

Передаточные характеристики таких компенсаторов описываются в виде:

(15)

где М — порядок компенсатора;

С — коэффициент передачи аттенюатора ВОС. С<1. Разностное уравнение таких компенсаторов равно:

у(пТ) = х{пТ) - £ х(пТ - /Т)+-¡- £у(пТ-/Г)+-!-С-у(пТ - МТ).

(16)

Для указанных выше компенсаторов найдены верхние оценки мощности шумов недокомпенсации.

(17)

где Д — шаг квантования.

Скорость сходимости таких алгоритмов невысока.

Для увеличения скорости сходимости компенсаторы ОКМ реализованы в частотной области.

В предыдущем разделе структуры адаптированных эхо-компенсаторов приведены в общем виде, при обработке в области комплексной переменной.

При обработке в области действительной переменной в основном и дополнительном каналах используются синфазный и квадратурный каналы. В диссертации приведена структура адаптивного эхо-компенсатора и алгоритм его функционирования.

Приведена структура группового эхо-компенсатора для компенсации сигналов эха в стандартном потоке Е1 и алгоритм его функционирования.

В четвертом разделе с помощью современных программных средств определены основные качественные характеристики разработанных адаптивных эхо-компенсаторов.

Разработанные, адаптивные эхо-компенсаторы первого и второго порядков вносят в тракт приема АЧИ и ФЧИ.

Для устранения искажений, вносимых в принимаемый сигнал, разработаны цифровые корректоры.

Передаточная характеристика корректора первого порядка равна

я^)^., = (1 - с • )/(1 - ь ■ м{2) -г"), (18)

где Ь-1-е, Ь> С, £ — малая величина;

С и Ь — коэффициенты передачи корректора в нерекурсивной и рекурсивной цепи.

Таким образом, корректор ОКМ - 1 состоит из двух каскадно-соединенных фильтров.

Аналогично, передаточную характеристику ОКМ-2 корректора можно представить в виде:

где М(г) и М2(г)

-управляющие коэффициенты;

аттенюатора взаимно

С — значение коэффициента передачи обратной структуры компенсатора;

Ь — значение коэффициента передачи аттенюатора взаимно - обратной структуры корректора.

Следует заметить, что корректор ОКМ-1 можно использовать лишь в паре с компенсатором ОКМ-1. Аналогично, компенсатор ОКМ-2 можно использовать с корректором ОКМ-2 соответственно.

С помощью современных программных средств на основе математических моделей определены кривые сходимости разработанных алгоритмов эхо-компенсации. В качестве примера на рисунке 3 приведены кривые сходимости эхо-компенсатора первого порядка при различных коэффициентах аттенюатора в рекурсивной части. Процесс сходимости заканчивается к 10 блоку.

Рисунок 3 — Кривые сходимости эхо-компенсатора первого порядка

Приведены результаты линейных испытаний разработанного, эхо-компенсатора.

В силу того, что обработка сигналов во временной и частотной областях, по величине остаточного шума недокомпенсации эквивалентны, линейным испытаниям подвергнута структура эхо-компенсатора первого порядка на

основе блоков памяти, приведенная, в [13]. Отличительной особенностью таких эхо-компенсаторов является отсутствие операций умножения и невысокая скорость сходимости.

В качестве канала связи использовалась выделенная пара длиной 3.2 км. кабеля ТГ-0,5.

Испытания проведены в симплексном и дуплексном режимах работы.

В симплексном режиме работы были проверены качественные характеристики серийно выпускаемых модемов, и с помощью магазина затуханий, включенного последовательно с линией, была установлена вероятность ошибочного приема, равная 10-6.

В дуплексном режиме работы включались два адаптивных эхо-компенсатора на двух станциях. С помощью уменьшения величины затухания в магазине затуханий устанавливалась та же вероятность ошибки в обоих направлениях.

Экспериментально установлено, что уровень нескомпенсированного эхо-сигнала равен

рэ1„=-6 2,8 дБ. (20)

Таким образом, в результате линейных испытаний определены основные качественные характеристики адаптивного цифрового эхо-компенсатора первого порядка. Результаты испытаний хорошо согласуются с теоретическими исследованиями, проведенными в предыдущих разделах диссертации. Отличие теоретических оценок и полученных экспериментально лежит в пределах (5 — 7)%.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В настоящей диссертационной работе на основе теоретических и экспериментальных исследований решена актуальная научно-техническая задача борьбы с явлениями электрического эха в цифровых радиосетях стандарта GSM.

В диссертации получены следующие основные научные и практические результаты.

1. Проведен детальный анализ работы различных компенсаторов сигналов передачи в тракте своего приема для организации одновременной двухсторонней передачи сигналов.

2. Для анализа работы различных алгоритмов компенсации разработана модель одновременной двухсторонней передачи сигналов, учитывающая появление ближнего эха и дальнего эхо-сигнала. Разработанная модель позволяет с общих позиций статистической радиотехники производить анализ принимаемых сигналов на фоне передаваемых сигналов. Разработанная модель канала универсальна, так как позволяет вести анализ работы компенсаторов во временной и в частотной областях.

3. Синтезирован и исследован алгоритм работы эхо-компенсатора первого порядка, использующий блочную обработку в частотной области и

основанный на сопоставлении эхо-сигналов на входе и выходе эхо-тракта на соседних блоках обработки.

Найдены оценки скорости сходимости работы разработанного алгоритма.

4. Синтезирован и исследован алгоритм работы эхо-компенсатора второго порядка, использующий блочную обработку в частотной области и основанный на сопоставлении эхо-сигналов на входе и выходе эхо-тракта на трех блоках. Найдены оценки скорости сходимости работы разработанного алгоритма. Показано, что по скорости сходимости данный алгоритм уступает аналогичному параметру алгоритма функционирования эхо-компенсатора первого порядка, но превосходит его по величине относительного среднеквадратичного отклонения нескомпенсированного эхо-сигнала.

5. Разработана структура эхо-компенсатора, основанная на сопоставлении амплитудно-фазовых сигналов на входе и выходе эхо-тракта с обработкой сигналов в частотной области. Разработанный эхо-компенсатор содержит два канала обработки: синфазный и квадратурный, и является быстросходящимся.

6. Разработана структура эхо-компенсатора на основе использования блоков памяти. В качестве устройств для расчета оценок эхо-сигналов в зеркально-симметричных структурах использованы однородные цифровые фильтры с минимальным количеством операций умножения, которые заменены операциями сдвига вправо и суммирования. У таких эхо-компесаторов сохраняются все технические характеристики эхо-компенсаторов, реализованных в частотной области, однако такие алгоритмы являются медленно сходящимися.

7. Разработана структура группового эхо-компенсатора, способного бороться с явлением электрического эха в групповом стандартном потоке Е1. Такой эхо-компенсатор использует обработку сигналов в частотной области, является быстро сходящимся и минимизирует аппаратные затраты на свою реализацию.

8. С помощью имитационного моделирования рассчитаны амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики адаптивных эхо-компенсаторов первого и второго порядков. Установлено, что для сигналов передачи разработанный эхо-компенсатор представляет собой фильтр-пробку, а для сигналов приема — высокодобротный фильтр верхних частот.

Рассчитана величина собственного шума работы адаптивных эхо-компенсаторов и кривые сходимости. Результаты расчета показали идентичность полученных результатов, что свидетельствует о правильности теоретических и практических положений.

Приведены результаты лабораторных исследований известных алгоритмов, основанных на основе зеркально-симметричных структур с блоками памяти. Полученные результаты с точностью (5-7 %) согласуются с теоретическими оценками.

Основные результаты диссертационного исследования опубликованы в следующих работах автора:

1. Левин Д. Н., Малинкин В. Б., Арендаренко А. А. Синтез и анализ относительного метода коррекции. //Перспективы развития современных средств телекоммуникаций.— Омск, 2001.— С. 54 - 60

2. Левин Д. Н. Малинкин В. Б. Арендаренко А. А. Борьба с явлениями электрического эха в радиосети стандарта GSM. //Инфокоммуникации Сибири и Дальнего Востока. Проблемы и перспективы.—Иркутск, 2001.— С. 74 - 78.

3. Левин Д. Н., Малинкин В. Б. Разработка и исследование работы эхо-компенсатора на основе свойств относительности канала связи. // Перспективы развития современных средств телекоммуникаций.— Омск, 2001.— С. 49 - 54.

4. Levin D.N., MalinkinV. В. Arendarenko A. A. Synthesis and analysis architecture and operation of echo-compensator based on channels. //Microwave Electronics:Measurements, Identification, Applications. ME MIA, 2001.— P. 186 -190

5. Levin D.N., MalinkinV. В., Arendarenko A. A. Method of two direction signals division operating on nonlinear communication channels //Microwave Electronics: Measurements, Identification, Applications. ME MIA 2001.— P. 197-201.

6. Левин Д. Н. Анализ методов организации двустороннего одновременного режима работы в системах связи //Российская НТК.— Новосибирск, 2002.— С. 81 - 82.

7. Левин Д. Н. Исследование процесса сходимости в модифицированных фильтрах Калмана первого порядка //Перспективы развития современных средств связи и систем телекоммуникаций.— Томск: «Сибирьтелеком», 2003.— С. 106-109.

8. Левин Д. Н. Анализ эффективности работы модифицированного фильтра Калмана второго порядка // Перспективы развития современных средств связи и систем телекоммуникаций.— Томск: «Сибирьтелеком», 2003.— С. 112 — 115.

9. Levin D.N., Malinkin V. В., SolominaE. G. Research of the process convergence in modified Kalman's filters of the first order. //Microwave electronics: Measurements, identification, applicatios /MEMIA, 2003.— Novosibirsk, Russia, 2003.—P. 99-101.

10. Levin D. N. An analysis of efficiency of tne modified Kalman's filters of the second order. //Microwave electronics: Measurements, identification,applicatios /MEMIA, 2003.— Novosibirsk, Russia, 2003.— P. 102 -104.

11. Левин Д. Н. Исследование процесса сходимости компенсатора второго порядка // Российская НТК. — Новосибирск 2002.— С. 34.

12. Левин Д. Н., Арендаренко А. А., Малинкин В. Б. Компенсация сигналов эха в радиоканалах стандарта GSM //Российская НТК.— Новосибирск, 2001.— С. 46.

13. Левин Д. Н., Малинкин В. Б., Арендаренко А. А. Патент №2223599 Устройство для разделения сигналов передачи в дуплексных системах связи. Опубликовано 10.02.2004 г. Бюллетень № 4.

14. Левин Д. Н., Малинкин В. Б., Арендаренко А. А. Патент по заявке №2001132316/09(034678). Приоритет от 30.11.2001 года. Положительное решение 16.01.2004 г.

Р24235

Подписано в печать 28.09.04. Формат бумаги 60x84 1/16

Усл. печ. л. 2,0 Тираж 100 экз. Заказ 425

Отпечатано на ризографе КГТУ 660074, Красноярск, Киренского 26

317

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ БОРЬБЫ

С ЯВЛЕНИЯМИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЭХА

В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ

1.1 Постановка задачи.

1.2 Анализ методов борьбы с эхо-сигналами в цифровых радиосетях стандарта GSM.

1.3 Модель канала связи цифровой радиосистемы.

1.4. Использование закона относительности д ля построения адаптивных фильтров.

ВЫВОДЫ ПО ПЕРВОМУ РАЗДЕЛУ

2. СИНТЕЗ АДАПТИВНЫХ ЭХО-КОМПЕНСАТОРОВ ПЕРВОГО И ВТОРОГО ПОРЯДКОВ

И АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИХ РАБОТЫ

2.1 Постановка задачи.

2.2 Синтез и анализ компенсатора первого порядка.

2.3 Синтез и анализ компенсатора второго порядка.

ВЫВОДЫ ПО ВТОРОМУ РАЗДЕЛУ.

3. ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ

СИСТЕМ Д ЛЯ ОДНОВРЕМЕННОЙ ДВУСТОРОННЕЙ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ.

3.1 Постановка задачи.

3.2 Техническая реализация эхо-компенсатора первого порядка в частотной области обработки.

3.3 Техническая реализация эхо-компенсатора, реализованного во временной области обработки.

3.4 реализация группового эхо-компенсатора.

ВЫВОДЫ ПО ТРЕТЬЕМУ РАЗДЕЛУ

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ ДДЯ ОДНОВРЕМЕННОЙ ДВУСТОРОННЕЙ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ.

4.1 постановка задачи.

4.2 Выбор критерия эффективности.

4.3 Выбор метода моделирования.

4.4 Экспериментальное исследование разработанных эхо-компенсаторов.

4.5 Результаты линейных испытаний компенсатора эхо-сигналов

ВЫВОДЫ ПО ЧЕТВЕРТОМУ РАЗДЕЛУ.

Рынок подвижной радиосвязи переживает во всем мире стремительное развитие. Генеральным направлением развития подвижной радиосвязи является разработка и внедрение единых международных стандартов и создание на их основе международных и глобальных систем общего пользования.

Различают несколько видов сетей: профессиональные системы подвижной радиосвязи; системы персонального радиовызова; системы сотовой подвижной радиосвязи; системы беспроводных радиотелефонов.

Опуская из рассмотрения первую, вторую и четвертую категорию, остановимся более детально на системах сотовой подвижной связи (ССПС). Такие системы запущены в эксплуатацию в конце 70, начале 80 годов прошлого столетия в Скандинавских странах (NMT-450) и CHLA(AMPS).

Сетевой принцип топологии сети с повторным использованием частот во многом решил проблему дефицита частотного резуса и в настоящее время является основным в создаваемых системах подвижной связи общего пользования. Стандартизация в области ССПС привела к тому, что на смену девяти отдельным аналоговым стандартам сотовой связи первого поколения пришли три цифровых стандарта второго поколения (GSM, Д - АМГО, YDS),один из них — GSM — признан "глобальным ".

В соответствии с "Основными положениями развития взаимоувязанной сети связи (ВВС) "Российской Федерации" сети подвижной связи являются важнейшим компонентом инфраструктуры отрасли связи.

В последние годы одобрена "Концепция развития в России до 2010 года сетей сухопутной подвижной радиосвязи общего пользования ".

Разработана концепция использования в России транкинговых систем при организации коммерческих систем связи.

В соответствии с технической политикой Минсвязи России перспективные сети подвижной связи будут создаваться на основе систем и средств соответствующих международных стандартов, прежде всего, принятых большинством стран Европейского континента. При этом будут решаться вопросы по конверсии радиочастотного спектра и электромагнитной совместимости новых средств с действующими в России радиосистемами.

Новые принципы построения цифровых радиосистем стандарта GSM не решили старых проблем работы аналоговых систем связи. Абонент цифровой радиосети стандарта GSM имеют возможность выхода на телефонную сеть общего пользования, которая характеризуется наличием эхо-сигналов. При работе телефонной сети общего пользования эхо-сигналы проявляются на протяженных магистралях. Особо опасными эхо-сигналы будут при одновременной цифровой передаче между двумя терминалами.

В этой связи исследование вопросов компенсации эхо-сигналов в радиосети общего пользования стандарта GSM является актуальным и своевременным.

Существуют методы борьбы с явлением электрического эха на сетях общего пользования. Эти методы борьбы получили название компенсацион4 ных методов. Суть работы компенсационного метода заключается в искусственной выработке сигналов эха в дополнительных четырехполюсниках и, в дальнейшем, их компенсации.

Большой вклад в решении проблемы компенсации электрического эха внесли работы отечественных авторов: С. А. Курицына, А. Д. Снегова, А. 3. Цыпкина, P. JL Стратановича, В. И. Тихонова, а также работы зарубежных авторов — Г. Бостелмана, М. И. Сондхи, Д. А. Беркли и многих других.

Однако известные алгоритмы адаптивной эхо-компенсации, работа которых основана на идентификации параметров неизвестной системы, критичны к корреляционным связям между сигналами приема и эхо-сигналами. Сами алгоритмы, основанные на использовании линейной или круговой свертки, сложны и характеризуется большим уровнем не скомпенсированного эхо-сигнала. Даже при частичной коррелированности сигналов двух направлений эхо-компенсатор начинает компенсировать сигналы приема, делая двухсторонний режим работы невозможным. Известные алгоритмы эхо-компенсации представленны в неконструктивной форме, малопригодной для практического использования.

Проблеме компенсации эхо-сигналов в цифровых радиосетях и повышения помехоустойчивости принимаемых сигналов, посвящена настоящая диссертационная работа.

Цель работы. Основной целью работы является разработка и исследование методов борьбы с явлением электрического эха в цифровых сетях стандарта GSM.

Для этого: проведен анализ работы известных эхо-компенсаторов, выявлены сильные и слабые стороны их работы; разработана модель дуплексного эха-тракта, позволяющая определить место включения эхо-компенсаторов и рассчитать верхние оценки величины шумов недокомпенсации; синтезированы структуры эхо-компенсаторов первого и второго порядков, использующие в своей работе сопоставление эхо-сигналов на соседних временных интервалах или блоках обработки, взятых непосредственно из канала связи; проведен анализ работы синтезированных эхо-компенсаторов по величине остаточного шума и интервала адаптации; разработаны структуры эхо-компенсаторов при их технической реализации во временной и частотной областях обработки; методом математического моделирования с использованием современных программных средств исследовано поведение разработанных компенсаторов во временной и частотной областях обработки, показана идентичность полученных результатов и теоретических исследований.

Методы исследования. В диссертационной работе использован математический аппарат линейной алгебры, теории функции комплексной переменной, теории матриц, вычислительной математики и теории вероятностей.

Экспериментальное исследование разработанных алгоритмов эхо-компенсаторов проводилась при помощи ПК и натурного эксперимента.

Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие результаты: разработана модель работы цифрового терминала в сети стандарта GSM, определено место включения эхо-компенсаторов для получения максимального подавления эхо-сигнала и вычислена оценка степени подавления; для повышения качественных характеристик работы эхо-компенсаторов предложено использовать свойства относительности эхо-тракта; для линейных эхо-трактов разработан и детально исследован относительный компенсационный метод (ОКМ), при его реализации в частотной области обработки; определены основные качественные характеристики компенсаторов ОКМ первого и второго порядков; в соответствии с алгоритмами работы компенсаторов ОКМ первого и второго порядков при обработке во временной и частотной областях разработаны структуры устройств разделения сигналов двух направлений.

Практическая ценность. Разработанные структуры эхо-компенаторов, принцип работы которых основан на сопоставлении эхо-сигналов на соседних временных интервалах, позволило скомпенсировать эхо-сигналы в цифровых радиосистемах стандарта GSM.

Реализация результатов исследования построения эхо-компенсаторов первого и второго порядков позволило на практике добиться существенного снижения уровня нескомпенсированного эхо-сигнала во встречном направлении, который является одним из основных мешающих факторов работы цифровой радиосети. Практически важный результат диссертационной работы состоит также в том, что при помощи разработанного алгоритма адаптивного эхо-компенсатора, реализованного в частотной области, можно существенно упростить процесс компенсации эхо-сигналов с одновременным улучшением качества принимаемых сигналов.

Реализация результатов. Исследования, проведенные в работе, являются составной частью ряда НИР по созданию высокоэффективных устройств преобразования сигналов (УПС) с цифровой обработкой сигналов, проводимых на кафедре многоканальной электрической связи и оптических систем Новосибирского электротехнического института связи имени Н.Д.Псурцева-СибГАТИ-СибГУТИ, а также на ЗАО «Сибирские сотовые системы ССС-900» при участии автора. Основные результаты диссертационной работы оформлены в виде научно технических расчетов в НПО «Красная заря», КБ «Кабель», «ССС-900».

Использование результатов исследования подтверждено соответствующими актами.

Апробация работы. Результаты, полученные в диссертационной работе на разных этапах ее выполнения, докладывались и обсуждались на:

Международном семинаре «Инфокоммуникации Сибири и Дальнего Востока. Проблемы и перспективы» (Иркутск, 2001);

Международном семинаре « Перспективы развития современных средств и систем телекоммуникации» - (Омск, 2001);

Международной конференции «2001 Microwave Electronics, Measurment, Identification, Application - Mia - Me 2001» (Новосибирск 2001); ежегодных Российских НТК, посвященных дню радио (Новосибирск, 2001,2002,2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано одиннадцать работ, в том числе 7 статей и одно положительное решение по заявке на изобретение.

Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту: универсальная модель двусторонней одновременной передачи сигналов в цифровых радиосетях и расчет основных характеристик; методика синтеза компенсаторов ОКМ при их реализации в частотной области обработки и анализ основных технических характеристик. методика синтеза компенсаторов ОКМ во временной области обработки на основе использования блоков памяти и анализ основных технических характеристик; методика синтеза группового компенсатора сигнала в стандартном потоке Е1.

Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения и трех приложений.

В настоящей диссертационной работе на основе теоретических и экспе риментальных исследований решена актуальная научно-техническая пробле ма борьбы с явлениями электрического эха в цифровых радиосетях стандарта В диссертации получены следующие основные научные и практические результаты.1. Проведен детальный анализ работы различных компенсаторов сигна лов передачи в тракте своего приемадля организации одновременной двухсторонней передачи сигналов. Анализ проведен во временной и в частотной областях. Приведены алгоритмы работы Винера-Хопфа и алгоритм Калмана. Показаны существенные преимущества алгоритмов обработки в частотной области перед обработкой во временной облас ти по критерию времени сходимости и качеству работы.2. Для анализа работы различных алгоритмов компесации разработана модель канала связи для одновременной двухсторонней передачи сиг налов, учитывающая как появление ближнего эха, так и дальнего эхо сигнала. Помимо этого разработанная модель канала позволяет с об щих позиций статистической радитехники делать анализ принимаемых сигналов на фоне передаваемых сигналов. Разработанная модель кана ла универсальна, так как позволяет вести анализ работы компенсаторов во временной и в частотной областях. Проведен анализ поведения всех алгоритмов компенсации при первоначальном вхождении в связь и в рабочем цикле.3. Для уменьшения вычислительных затрат, уменьшения среднеквадрати ческой ошибки недокомпенсации предложено в алгоритмах компенса ции использовать свойство относительности. При использовании свойств относительности во временной и частотной областях возможно построить компенсаторы, позволяющие производить разделение сигна лов двух направлений и одновременно автоматически вести подстрой ку под параметры эхо-тракта. В алгоритмах, названных «относитель ным компенсационным методом», постоянная подстройка под эхо тракт производится независимо от корреляционных связей сигналов двух направлений, что принципиально отличает его от известных.4. Синтезирован и дополнительно исследован алгоритм работы эхо компенсатора второго порядка, использующего блочную обработку в частотной области и основанную на сопоставлении эхо-сигналов на входе и выходе эхо-тракта на соседних временных интервалах.Найдены оценки скорости сходимости работы разработанного алго ритма. Показано, что скорость сходимости разработанного алгоритма превосходит скорость сходимости известных алгоритмов эхо компенсации.5. Синтезирован и дополнительно исследован алгоритм работы эхо компенсатора второго порядка, использующего блочную обработку в частотной области и основанную на сопоставлении эхо-сигналов на входе и выходе эхо-тракта на трех временных интервалах. Найдены оценки скорости сходимости работы разработанного алгоритма эхо компенсации второго порядка. Показано, что по скорости и сходимости данный алгоритм уступает аналогичному параметру алгоритма функ ционирования эхо-компенсатора первого порядка, но превосходит его по величине относительного среднеквадратичного отклонения неском пенсированного эхо-сигнала.6. Разработанные алгоритмы работы эхо-компенсаторов первого и второ го порядка являются модифицированными алгоритмами Калмана, так как используцют оценки эхо-сигналов на предыдущих временных сиг налах.7. Разработана структура эхо-компенсатора, основанная на сопоставлении амплитудно-фазовых сигналов на входе и выходе эхо-тракта с обработ кой сигналов в частотной области. Разработанный эхо-компенсатор реализован в области действительной переменной и содержит два ка нала обработки: синфазный и квадратурный, и является быстросходя щимся.8. Разработана структура эхо-компенсатора на основе использования бло ков памяти. В качестве устройств для расчета оценок эхо-сигналов в зеркально-симметричных структурах использованы однородные циф ровые фильтры с минимальным количеством операций умножения, ко торые заменены операциями сдвига вправо и суммирования. У таких эхо-компесаторов осхраняются все технические характеристики эхо компенсаторов, реализованных в частотной области, однако являются медленно сходящимися.9. Разработана структура группового эхо-компенсатора, способного бо роться с явлением электрического эха в групповом стандартном потоке Е1. Такой эхо-компенсатор использует обработку сигналов в частотной области, является быстро сходящимся и минимизирует аппаратные за траты на свою реализацию.10.С помощью имитационного моделирования рассчитаны амплитудно частотные и фазо-частотные характеристики адаптивных эхо компенсаторов первого и второго порядков, работа которых основана на сопоставлении амплитудно-фазовых спектров на входе и выходе эхо-тракта. Установлено, что для сигналов передачи разработанный эхо-компенсатор представляет собой фильтр-пробку, а для сигналов приема — высокодобротный фильтр верхних частот.11. Разработана структура амплитудно-фазовых корректоров, позволяю щих произвести коррекцию АЧХ и ФЧХ адаптивных эхо компенсаторов. Найдена передаточная характеристика подобных кор ректоров. С помощью билинейного преобразования рассчитана ампли тудно-частотная характеристика при каскадном соединении компенса тора и корректора, которая представляет высокодобротный фильтр верхних частот.12.С помощью современных программных средств рассчитана величина собственного шума работы адаптивных эхо-компенсаторов и кривые сходимости. Расчет проведен в случае отсутствия сигналов приема и при их присутствии. Результаты расчета показали идентичность полу ченных результатов, что свидетельствует о правильности теоретиче ских и практических положений. Приведены результаты исследования известных алгоритмов, основанных на просмотровых таблицах и раз работанных алгоритмов на основе зеркально-симметричных стурктур с блоками памяти. Полученные результаты с точностью (5 - 7%) согла суются с теоретическими оценками.

1. Jakowatz V.,Shuey R. L. and White G. М. Adaptive Waveform Recognition Proceedings. 4 London Symposium on Information Theory, Butterworth, London, pp 317 -326, September 1960.

2. Graser E. M. Signal Detection by Adaptive Filters. IEEE trans.. Vol. IT -

4. Gabor D., Withy W. P. L. And Woodcock R.A. Universal Nonlinear Filter, Predictor and Stimulator Which Optimizes Itself by a Learning Process. Proceedings. IEEE, Vol. 108, Pt B, pp 422 - 438, 1961.

5. Gabriel W. F. Adaptive Arrays - An Introduction Proceedings IEEE, Vol. 64, No. 2, pp 239 - 272, February 1976.

6. Steinbuch K. and Widrow B. A. Critical Comparison of Two Kinds of Adaptive Classification Networks. IEEE trans.. Vol. EC - 14, No. 5, pp 737 - 740, October 1965.

7. Пугачев В. и др. Основы автоматического управления. - М., «Гос. издат. физ. мат. литературы», 1963.

8. Rudin Н. J. Automatic Equalization Using Transversal Filters. IEEE Spectrum, Vol. 2, No. 1, pp 53 - 59, January 1967.

9. Itakira F. and Saito S. Analysis Synthesis Telephone Based Upon the Maximum Likelihood Method in Y. Konasi (ed.). Report б"^ Intematoinal Congress Acoustics, Tokyo, Report С - 5 - 5, pp 21 - 28, August 1968

10. Wenstein S. B. Echo Cansellation in the Telephone Network. IEEE Cammunications Society Magazine. Vol. 15, No. 1, January 1977.

11. Qureshi S. U. Adaptive Equalization. IEEE Communications Society Magazine, Vol. 21, No. 2, pp 9 - 16, March 1982.

12. Widrow В., Mc.Cool J. M., Larimore M. G. and Johnson С R. Stationary and Non - Stationary Learning Characteristics of the LMS Adaptive Filters. Proceedings IEEE, Vol. 64, No. 8, pp 1151 - 1161, August 1976.

13. Widrow В., Mantey P. E., Griffiths L.J. and Goode B. B. Adaptive Antenna Systems. Proceedings IEEE, Vol. 55, No. 12, pp 2143 -2159. December 1967.

14. Widrow B. Adaptive Filters in R. Kalman and Declaris (eds.). Aspects of Network and System Theory, Holt, Rinehat and Winston NetYork, pp 563 - 587, 1971.

15. Applebaum S. P. Adaptive Arrays. IEEE trans.. Vol. AP - 24, No. 5, pp 585-598, September 1976.

16. Сервинский Е.Г. Оптимизация систем передачи дискретной информации. - М: Связь. 1974 - 336с.

17. Зюко А.Г. Помехоустойчивость и эффективность систем связи. - М : Связь. 1972-380 с.

18. Васильев П.В. Критерии оценки эффективности систем передачи дискретной информации // Тр. Учебн. институтов связи. 1974 - с 20-24

19. Зелигер А.Н. Сравнительный анализ систем связи // Вопросы радиоэлектроники. Сер .ТПС. 1969. Вып№2.- с 50-54

20. Захаров Г.П. Методы исследования систем передачи данных.- М: Радио и Связь. 1982. 208 с.

21. Svensson Т. Methods for two-wire duplex digital transmission at 80 kbit/s on subscriber lines // Proc.Int. Zurich sem.digital som. - 1976.p.c. 5.1-5.4

22. U.S. Patent 069392. Int. cl H04Q5/00 Duel Speed Full duplex data transmission / Goldenberg H.R., Pock R.A. Tong y. et al

23. U.S. Patent 101833 Int. cl H04L27/00 Duplex data transmission modem utilizing on injected tone for shifting power within the transmit spectrum/ Bingham J. Maxwell R.

24. Di Tria P., Montagna R., Zoso L. Design and simulation of a digital DPSK modem for 80 kbit/s full duplex data transmission on the subscribe loop // Proc. IEEE Int.Conf.on com. - 1981. - p 25.6.1.-25.6.5.

25. Meyer J., Roste Т., Torbergsen R. A digital sibscriber set // IEEE Trans, on com. - 1973. - vol.com - 27, №7 - p 10076 -1103

26. AC №809616 СССР МКИ H04L5/14. Приемо-передающее устройство для дуплексной связи / Галикеев Г.Б. Зимин А.А.Нивик А.Н. // Открытие и изобретение .-1981. - №8. с 96

27. Inoue N., Komiya R., Inoue U. Time-shared two-wire digital subscriber transmission system and its application to the digital telephone set // IEEE Trans, on com. - 1981.- vol com - 29, №11 p 1565 - 1572

28. Takashimo H, Digital subscriber transmission system on metallic cable. Time compession multiplex transmission system for 88 kbit/s digital communication// Jap. Telecom.rev. - 1984.- vol.26.№3. - p 155-162

29. Digital subscriber loop multiplex transmission system to provide digital one-link services / Takashimo H., Yagi Т., Ohara, Yamomoto T. // 3-rd Int. Conf. telecom transmiss.- 1985. p 262-265

30. Ohta K., Murano K., Truda T. DSU/OCU // Telecom.Technolog. rev. 1985/86. - vol.26.-p 326-335

31. Soejima Т., Truda Т., Ogiwara H. Experimental bidirectional subscriber loop transmission system // IEEE Trans, on com. - 1982.- vol.com.-36 №9 p 2066-2073

32. Jones v., Cattermole K.W. Two-way transmission of baseband digital signals // Proc. IEEE.-1978.-vol.l25.№9 p 815-824

33. Skoropacki M., Miler Т., Bartodziej M. Analiza sposobow dupsowego przesylonia synalow dyskretnych // Frzenlad Telekomunikacyjny.- I980.-Rok

35. White S.A. An adaptive electronic hybrid transformes // IEEE Trans, on com. - 1972. - №6 pi 103 -1108

36. AC №1282346 МКИ H04L 5/14 Устройство для дуплексной передачи сигналов / Жаровский Н., Лучук A.M., Пархоменко А.И., Пунинский Н.В.// Открытие и изобретение.-1987. -№:1 с. 44

37. Yoneda S., Isutsui К., Fukui Т.Wideband echo suppression using an improved bilateral optoisolater circuit // IEEE Proc. - 1985. -vol.132 . №3. - p 153-158

38. Снегов A.Д. К вопросу об определении импульсной характеристики абонентского тракта //Сб. научн.тр. учебн. институтов связи .- Л., 1975 вып.71 с 148-152

39. Bostelmann G. Simulations unter suchungan zur digitalen Duplexuber transgung dur Zweidrat-Lettungen // Frequenz. - 1980. - vol. 34. - №2 - s 40 - 45.

40. Gilzonz H., Pedzon F., Siles J.A. Adaptive echo concelling for base band data transmission // Electrical com.- 1985.-vol.39.№3 - p 338-345

41. Mueller K. A new digital echo conceller for two-wire full duplex data transmission // IEEE Trans, on com. - 1985,- vol.com -24. №9 p 956-968

42. U.S. Patent 4087654. Int. cl H04 B3/24 ECHO conceller for two-wire full duplex data transmission / Mueller K.H.

43. Weingstein S. A passband data driven echo conceller for full duplex transmission on two-wire circuits // IEEE Trans, on com.-1984.-vol.com.-25.№7 p 654-666

44. Koll V.G., Weingstein S., Simultaheouns two-way data transmissing over a two-wire circuits // IEEE Trans, on com. - 1973. - vol.com -2. p 143-147

45. Messerschmitt D.G. ECHO cancellation in speech and data transmission // IEEE Joum.on sel. Areas on com.- 1984.- vol.№2 - p 383-397

46. Milon J., Moitre X., Rault J.C. An analog echo conceller for two-wire digital transmission at 160 kbit/s // 3-rd Int. conf. telecom, transmiss.- 1985 - p 200 -203

47. Kamitare T. Fast start up of on echo conceller in a 2-wire full duplex modem // Int. conf. links for the future.-1984.-p 360-364

48. Stoffi J.M., Kailath T. An efficient RLS data - driven echo conseller for fast initialization of full-duplex data transmission // leee Trans, on com.-1985.-vol.com-33,№7p 601-611

49. Peter Cobal, member IEEE. The stability of adaptive minimum mean square error equalires using delayed adjustment.-IEEE Trans, on com. 1983. № 3 p. 430-432

50. Lon-ming Ti and Laurence B.Milstein Rejection of Pulsed CW interference in PW Spead - Spectrum system using complex adaptive filters.-lEEE.Trans. oncomm.. 1983.№1 p 10-20

51. A 160 kbit/s full duplex echo canceller transmission / Buttie K.., Haser G., Coibecr R. Gervatis R. et al. // IEEE Int. Solid-state circuits conf.-1985.- p 152-153;329

52. Van Gerwen P.J., Verhoeckx N.A.M., Claasen T. Design consideration for a 144 kbit/s digital transmission unit for the local telephone network // IEEE Jour.on select. Area in com.-1984-vol-2 p 314-323

53. Hesdohe P.B. Digital voice/data terminals and data terminal adapters // Philips telecom. RAV.-1984.-vol. 43. №2 pl50-163

54. Jennings A. J. Convergence of memory compensation principl decision- feedback equalizers with decision error // Australion telecom.Res.-1985.-vol 19, №2 p 71-79

55. Digital subscriber loop transmission system for ISDN based on echo cancellation technique / Noike S., Nayama Т., Nanajimo N. Kanemasa A., Sugiuama A. Saiton S.//Nec Res and Develop.-1986. № 82 p 83-95

56. Comiciottoli R., Tafanelly A. ISDN basic access: characteristics and performance of ECBM echo canceller modem // Dig. Comm. Proc.2"'* Int. Work-shop.-1986.-pl45-155

57. Малинкин В.Б. Об одном методе дуплексной передачи цифровой информации // Радиотехника.-1984.- №4 с 37-41

58. АС №1195463 СССР МКИ Н04 L 5/14 Адаптивное устройство для- дуплексной передачи цифровой информации./ Малинкин В.Б., Пороков О.Н.// Открытие и изобретение.-1985.-№44.-с 42

59. CCITT-Serios Recommendation, Red Book. - VIII, Fascicle III-5, Int. telecom, union, Geneva, 1985

60. Сондхи M. M., Беркли Д. A. Методы подавления эха в телефонных сетях. ТИИЭР, 1980, том 68, № 8, с 5 - 24.

61. Claasen Т. А. and Meckienbrauker W. F. G. Comparison of the Convergence of two Algorithms for Adaptive FIR Digital Filters. IEEE trans. , Vol. CAS - 28, No. 6, pp 510 - 518, June 1981.

62. Verhoek N. A. M., Van den Elzen H. C , Shijders F. A. M. and Van Gerwen P. J. Digital Echo Cancellation for Baseband Data Transmission. IEEE trans.. Vol. ASSP - 27, No. 6, pp 768 - 781, 1979.

63. Gitlin R. D. and Weinstein S. B. The Effects of Large Interference on the Tracking Capability of Digitally Implemented Echo Canselers. IEEE trans., Vol. Com - 26, No. 6, pp 833 - 839, June 1978.

64. Holt N. and Stueflotten S. A. New Digital Echo Canseler for Two - Wire Subscriber Lines. IEEE trans.. Vol. COM - 29, No. 11, pp 1573 - 1581, November 1981.

65. Карманов В. Г. Математическое программирование. - М.; Наука, 1986.-288 с.

66. Реклейтис Г., Рейвиндран А., Регодел К. Оптимизация в технике. - М.;Мир, 1986.-Т. 1.-352С.

67. Адаптивные фильтры под редакцией К. Ф. Н, Коуэна и П. М. Гранта . -М. ; Мир, 1988.-388с.

68. Lawrence R. Е. and Kaufman Н. The Caiman Filter for Equalization of a Digital Communications Chanel. IEEE trans.. Vol. COM - 19, No. 12, pp 1137 -1141, Desember 1971.

69. Shensa M.I. The Spectral Dynamics of Evolving LMS Adaptive Filters Proceedings. IEEE International Conference Acoustics. Speech and Signal Processing (ICASSP), pp 950 - 953, 1979.

70. Mansour D. and Gray A. H. Ir. Unconcirained Frequency and Domain Adaptive Filters. IEEE trans.. Vol. ASSP - 30, No. 5, pp 726 - 734, October 1982.

71. Bershad N. J. and Feintuch P. I. Analysis the Frequency and Domain Adaptive Filters. Proceedings IEEE. Vol. 67, No. 12, pp 1658 - 1659, December 1979.

72. Dentino M., McCool J. and Widrow B. Adaptive Filtering in the Frequency Domain. Proceedings IEEE, Vol. 6, No. 12, pp 1658 - 1659, December 1978.

73. Widrow B. McCool J. and Ball M. The Complex LMS Algorithm. Proceedings IEEE, Vol. 63, No 4, pp 719 - 720, April 1975.

74. Pelkowidz L. Frequency Domain Analysis of Wraparound Error in Fast Convolution Algorithms. IEEE trans., Vol. ASSP - 29, No. 3, pp 413 - 422, June 1981.

75. Widrow В., Мс Cool J, М. Larimore М. G. and Johnoson C. R. Stationary and Non - Stationary Learning Characteristics of the LMS Adaptive Filters. Proceeings IEEE, Vol. 64, No. 8, pp 1151 - 1161, August 1976.

76. Адаптивное согласование в беспроводных абонентских каналах. CHIP NEWS, № 6 - 7, с 44 - 48.

77. Липкин И. А. Основы статистической радиотехники, теории информации и кодирования. М. - 1978. - 237 с.

78. Малинкин В. Б. Разработка и исследование дуплексной передачи цифровой информации. Канд. диссертация. М. - 1985.

79. Рекомендации МККТТ V26TER.

80. Петрович Н.Т. Передача дискретной информации в каналах с фазовой манипуляцией. - М . , «Сов. Радио», 1965., с 77.

81. Окунев Ю. Б., Заездный А. М. и др. Фазоразностная модуляция и ее применение для передачи дискретной информации. - М. «Связь». - 1967,

82. Окунев Ю. Б. Теория фазоразностной модуляции. - М. «Связь». - 1979.

83. Окунев Ю. Б. Системы связи с инвариантными характеристиками помехоустойчивости. - М. - «Связь». 1973.

84. Окунев Ю. Б. Цифровая передача информации фазоманипулирован- ными сигналами. - М. «Радио и связь». - 1991.

85. Б, Уидроу, Стирнз. Адаптивная обработка сигналов. - М., «Радио и связь», 1989.

86. Mueller К.А. New Digital Echo Canceller for Two - Wire Full - Duplex Data Transmission. IEEE Trans. Comm., Vol. Com. - 24, No. 9, p 956 - 962, 1976.

87. Панков A. A., Калинихин A. E. Адаптивная обработка цифровых сигналов в 2х проводных дуплексных регенераторах. - В сб. «Труды учебных заведений связи». - 1997. - с 98 - 115.

88. Ланкастер П. Теория матриц. Пер. с англ. Под редакцией В. В. Дон- ченко. - М., «Наука», 1978 г., с 280.

89. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. - М., «Наука», 1978.

90. Баскаков И. Радиотехнические цепи и сигналы. - М., «Высшая школа», 1983.

91. Френке Л. Теория сигналов. - М., «Сов. радио», 1974.

92. Бусленко Н. П. Теория больших систем. - М., «Наука», 1969.

93. Бусленко Н. П. Моделирование сложных систем. - М., «Наука», 1978.

94. Пономарев В. И., Крыжик В. И., Егоров В. А. Искажение сигналов в каналах связи. - Л., изд. ЛЭИС 1978.

95. Жигач В. П., Константинов В. Амплитудно и фазочастотные характеристики физической линии. - Техника средств связи, сер. ТПС, 1979, вып. 2 (35), с 109-112.

96. Бронштейн И. Н., Семендяев К. А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. - М., «Наука», 1980.

97. Курицин А. Теоретические основы построения адаптивных систем передачи. - Л., 1983, с 35 - 44.

98. Левин Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехники. М., «Сов. радио», 1974, с 86, том 1.

99. Курицин А., Эль - Мусави Н. Математическая модель цифрового линейного тракта двухпроводных дуплексных абонентских и соединительных линий ГТС. - В сб. Тр. уч. Заведений связи. № 160, - 1995.

100. Крендель А. В., Соколов Н. А. Сети абонентского доступа: структурные характеристики. - Электросвязь. -№ 11 1997, с 13 - 15.

101. Денисьева О. М., Немчинов В. М. Цифровые системы передачи для абонентских линий. - Электросвязь. - № 5, 1996, с 4 - 5.

102. Шаракшане А. и др. Сложные системы. - М, «Наука», 1969.

103. Снегов А. Д. Адаптивная компенсация электрического эха в каналах ТЧ. - Электросвязь, 1978, № 8, с 15 - 19.

104. Гольденберг Л. М., Матюшкин Б. Д., Поляк М. Н. Цифровая обработка сигнала. - М., «Радио и связь», 1990.

105. Денисьева О. М. Технология HDSL. - Технология и средства связи. № 1, 1998, с 3 4 - 4 0 .

106. Денисьева О. М. Оборудование HDSL в сетях доступа. - Технология и средства связи. № 2, 1998.

107. Денисьева О. М., Мирошников Д. Г. Средства связи для последней мили. - М., «Эхо - Трендз», 1998, с 146.

108. Мирошников Д. Г., Денисьева О. М. Цифровые системы передачи для абонентских линий. - Электросвязь. - № 5, 1996, с 2.

109. Котов Г. Г. Система абонентского уплотнения Multigain 2000. - Электросвязь. - № 5, 1996, с 3.

110. Трухин А. В., Федотов В. А. Аппаратура цифрового уплотнения абонентских линий АЦУ - 4/1. - Электросвязь. - № 5, 1996.

111. Гамидов Г. С , Пантелеев В. В., Яценко Г. Двухпроводное дуплексное устройство преобразования сигналов УПС - 64 с эхокомпенсатором. - Электросвязь, № 1, 1989, с 36 - 39.

112. Мирошников Д.Г. Решение проблемы «последней мили». — Вестник связи. - № 10, 1995, с 24 - 28.

113. Маглицкий Б. Н. Разработка и исследование способов формирования линейных сигналов цифровых систем передачи абонентских линий. -Новосибирск. - Канд. диссертация. - 1998.

114. Malinkin V. Вог. An Application of Relative Compensatory Method in Adaptive Filters. 1999 Hith Power Microwave Electronics: Measurements, Identification, Applications. М1А-МЕЭ'99, September 21-23, 1999, Novosibirsk, Russia.

115. Левин Д. H. Малинкин B. Б. Арендаренко A. A. Борьба с явлениями электрического эха в радиосети стандарта GSM. //Инфокоммуникации Сибири и Дальнего Востока. Проблемы и перспективы.—Иркутск, 2001.— 74 — 78.

116. Левин Д. Н., Малинкин В. Б., Арендаренко А. А. Синтез и анализ относительного метода коррекции. //Перспективы развития современных средств телекоммуникаций.— Омск, 2001.— 54 - 60

117. Левин Д. П., Малинкин В. Б. Разработка и исследование работы эхо-компенсатора на основе свойств относительности канала связи. // Перспективы развития современных средств телекоммуникаций.— Омск, 2001.—С. 4 9 - 5 4

118. Levin D. N., Malinkin V. В. Arendarenko А. А. Synthesis and analysis architecture and operation of echo-compensator based on channels. //Microwave Electronics:Measurements, Identification, Applications. ME MIA,'2001.— P. 186-190

119. Левин Д. Н. Исследование процесса сходимости в модифицированных фильтрах Калмана первого порядка //Перспективы развития современных средств связи и систем телекоммуникаций.— Томск: «Сибирьтеле-ком», 2003.—С. 106-109.

120. Левин Д. Н. Анализ эффективности работы модифицированного фильтра Калмана второго порядка // Перспективы развития современных средств связи и систем телекоммуникаций.— Томск: «Сибирьтелеком», 2003.—С. 112-115.

121. Levin D.N., Malinkin V. В., SolominaE. G. Research of the process convergence in modified Kalman's filters of the first order. //Microwave electronics: Measurements, identification, applicatios /MEMIA, 2003.— Novosibirsk, Russia, 2003.— P. 99 - 101.

122. Левин Д. Н. Исследование процесса сходимости компенсатора второго порядка // Российская НТК.-— Новосибирск 2002.— 34.

123. Левин Д. Н. Анализ эффективности работы модифицированного фильтра Калмана второго порядка.— М1А-МЕ-2003г, с

124. Левин Д. Н., Малинкин В. Б., Арендаренко А. А. Устройство для разделения сигналов передачи в дуплексных системах связи. Патент №2223599. Опубликовано 10.02.2004.—Бюллетень № 4.

125. Левин Д. П., Малинкин В. Б., Арендаренко А. А. Патент по заявке №2001132316/09 (034678). Приоритет от 30.11.2001. Положительное решение 16.01.2003 г.