автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Исследование и оптимизация методов помехоустойчивого кодирования в системах ведомственной радиосвязи

На правах рукописи

Дронов Антон Евгеньевич

Исследование и оптимизация методов помехоустойчивого кодирования в системах ведомственной радиосвязи

Специальность 05.12.13. - Системы, сети и устройства телекоммуникаций

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва 2004

Работа выполнена на кафедре Систем радиосвязи Московского технического университета связи и информатики

Научный руководитель:

доктор технических наук, старший научный сотрудник Сердюков Петр Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Портной Сергей Львович

кандидат технических наук, доцент Григорьев Александр Алексеевич

Ведущая организация:

ГУ НПО "Специальная техника и связь" МВД России

Защита состоится «17» февраля 2005 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета К 219.001.03 Московского технического университета связи и информатики по адресу: 111024, Москва, ул.Авиамоторная, д. 8а, ауд. 455

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан

200

Учёный секретарь

диссертационного совета К 219.001.03. Кандидат технических наук, профессор

А. Г. Попова

Общая характеристика работы

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.

Таким образом, можно считать, что цифровые радиосистемы общего пользования, эксплуатируемые в России, находятся на достаточно высоком уровне. В то же время, развитию ведомственных систем передачи информации, которые используются, например, службами общественной безопасности, - в нашей стране за последние 15 лет уделено явно недостаточное внимание. Поэтому при разработке ведомственных систем цифровой передачи информации целесообразно использовать современные научно-технические и технологические достижения, в частности, достигнутые в области создания систем общего применения. Это позволит сократить срок разработок, обеспечить высокое качество передаваемой информации и в определенной мере снизить стоимость технических средств.

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

«'ОС НАЦИОНАЛЬНАЯ |

библиотека I

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. Основные задачи помехоустойчивого кодирования состоят в построении кодов с высокой корректирующей способностью, обеспечивающих максимальный ЭВК при требуемой вероятности ошибки, и разработке высокоэффективных и практически реализуемых алгоритмов их декодирования. Значительный вклад в развитие теории помехоустойчивого кодирования внесли такие зарубежные ученые как Р. Галлагер, У. Питерсон, Э. Уэлдон, А.Д. Витерби, Дж.К. Омура, Р.К. Боуз, Д.К. Рой-Чоудхури, Э.Р. Берлекэмп, Дж. Месси, И.С. Рид, Г. Соломон, Р. Блейхут, Д. Форни, Дж. Хагенауер, К. Беруа и др., а также российские специалисты В.Д. Колесник, Е.Т. Мирончиков, К.Ш. Зигангиров, Э.М. Габидулин, Э.Л. Блох, В.В. Зяблов, А.Г. Зюко, С.Л. Портной и др.

В настоящее время существует множество кодов и алгоритмов их декодирования, различающихся по 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;

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

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 и заключения. Она включает 156 страниц машинописного текста.

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.

Краткое содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель исследований, научная новизна и практическая ценность результатов диссертации.

В первой главе рассматриваются особенности ведомственных цифровых радиосистем передачи информации, анализируются характеристики радиоканалов и предъявляются требования к устройствам помехоустойчивого кодирования этих систем. Проводится анализ моделей дискретных каналов для рассматриваемых радиосистем.

Для перечисленных радиосистем сформулированы требования, используемые в дальнейшем при анализе и выборе методов помехоустойчивого кодирования по критерию максимального значения ЭВК. Требования к радиосистемам сведены в таблицу 1. Под ЭВК понимается разность между отношениями сигнал/шум для

не кодированной и кодированной передачи при фиксированном значении вероятности ошибки. Здесь Еь - средняя энергия символа, N0 - спектральная плотность шума.

В диссертации рассматриваются коды исправляющие ошибки, для радиосистем без переспроса. Для упрощения анализа получаемые значения ЭВК для различных систем сопоставляются при когерентном приеме ФМ с использованием мягких решений. Вместе с тем, рассматривается ОФМ и некогерентный прием, вероятностные характеристики которого могут быть использованы для оценки зависимости при частотной модуляции с приемом на

частотный детектор.

Таблица 1

Тип Задержка в доставке информации Типовое значение вероятности ОШИбКИ Рош Типовое значение канальной скорости VK, кбит/с Примечания

Наземные системы подвижной радиосвязи £ 350-500 мс ¿4-10'J-10"2 АРСО 25 9,6 TETRA 7,2 При передаче речевой информации

Радиомодемы передачи данных для систем подвижной радиосвязи < 350-500мс АРСО 25 9,6 TETRA до 28,8 При передаче данных

Системы передачи аудио информации S2c ¿(кгМо'5) ¿64 Габариты и энергопотребление передающей части должны быть минимизированы

Системы передачи видео информации <П0-П ¿4000 Габариты и энергопотребление передающей части должны быть минимизированы

Командные радиосистемы £50мс РлсЗЗ'Ю* ¿2,4 Габариты и энергопотребление приемной части должны быть минимизированы

Примечание: Наземные системы подвижной радиосвязи и радиомодемв1 передачи даннвк для систем подвижной радиосвязи могут работать как в симплексном, так и полудуплексном режимах. Системв1 передачи видео -аудио информации являются однонаправленными, т.е. передача информации осуществляется в одну сторону от передатчика к приемнику.

Предложена методика выбора параметров устройств кодирования и перемежения для систем подвижной радиосвязи при наличии замираний, которая проиллюстрирована на примере замираний, имеющих релеевское распределение. Показано, что максимальная длина пакета ошибок, обусловленного наличием быстрого замирания, не будет превышать величины

где - канальная скорость; - нормированный уровень сигнала относительно его среднеквадратического значения (при использовании одного уровня кодирования для каскадных кодов

эвк

); ¡3 = 2%!\ — 2%Ис - волновое число (X - длина волны,

внутреннего кола.

Г - частота, с = 3-108 м/с - скорость света) и V - скорость движения подвижного объекта. Исходя из значения О, можно выбрать параметры схемы помехоустойчивого кодирования.

Показано, что применение помехоустойчивого кодирования существенно повышает помехозащищенность от системных помех, т.е. мешающих радиостанций, работающих на частотах соседних, побочных каналов и частотах, вызывающих интермодуляционные искажения. Так, например, ЭВК = 5 дБ расстояние, с которого мешающая станция ухудшает чувствительность приема по основному каналу, увеличивается примерно на 25%.

Предложена методика выбора параметров устройств кодирования и перемежения для систем подвижной радиосвязи при воздействии индустриальных помех, в качестве которых рассматриваются помехи создаваемые системами зажигания двигателей внутреннего сгорания автомобильного транспорта. Рассмотрен вариант нахождения радиостанции на автомобиле, движущемся в транспортном потоке. Получено выражение, определяющее вероятность ошибки на кодовое слово при использовании блочного кода, исправляющего к битовых ошибок, с перемежением на несколько кодовых слов и без перемежения. На рис. 1 приведены зависимости вероятности ошибки на кодовое слово от величины к при следующих условиях: средняя скорость автомобильного потока длина кодового слова

N = 400 бит, рядность движения К=2, средняя интенсивность потока g = 0.2 авт./м, средняя частота следования элементарных импульсов от одного источника (автомобиля) - £„ = 750 имп/с, скорость информации, передаваемая по радиоканалу, - Уи„ф = 19200 бит/с.

Так, для кода, исправляющего 20 битовых ошибок, вероятность ошибки на кодовое слово будет составлять: без перемежения,

меньше 10"6 при перемежении на 3 кодовых слова, и меньше 10"'° при перемежении на 3 кодовых слова.

--без перемежения к

................перемежение на 2 слова

--перемежение на 3 слова

--------перемежение на 4 слова

--перемежение на 5 слов

Рис. 1

Во второй главе рассматриваются различные методы помехоустойчивого кодирования, оценивается эффективность по критерию ЭВК и по степени близости обеспечиваемого отношения сигнал/шум к границе Шеннона. Подробно рассмотрены процедуры кодирования и декодирования для сверточных кодов (СК), кодов Рида-Соломона (РС), турбо- и турбоподобных кодов (ТК). Приводятся принципы построения схем блочного и сверточного перемежения, анализируются их достоинства и недостатки.

Предложена схема кодера кода Рида-Соломона с блочным устройством перемежения, минимизирующая задержку на передающей стороне, показанная на рис. 2. За счет дополнительных регистров сдвига предложенная схема обеспечивает перемежение символов аналогично блочному устройству перемежения (В,К), где В - число строк, N - число столбцов в перемежающей матрице (причем N равно длине кодового слова кода РС). На приемной стороне используется обычное блочное (В,К устройство восстановления после перемежения.

Рис.2

Схема предназначена для применения в системах, использующих код PC(n,k) и работающих с блоками информации конечной длины. В отличие от обычных блочных ф^) устройств перемежения, задержка предложенной схемы, обусловленная введением перемежения, составляет BN [символов]. Задержка, обусловленная введением перемежения, для блочного устройства перемежения составляет 2-BN [символов].

Получено выражение, определяющее вероятность битовой ошибки на выходе декодера кода PC, с учетом повторной проверки синдрома:

где Рс - вероятность битовой ошибки в канале, Р!|т = 1 - (1 - Рс)т вероятность ошибки 2-т-ичного символа кода PC, п - длина кодового слова, t -количество ошибок, исправляемых кодом PC.

Проведено сопоставление отношений сигнал/шум при определенных значениях скорости кодирования с границей Шеннона для различных кодов при Р0,„ = 10"5. На рис. 3 показаны результаты сопоставления для следующих кодовых конструкций

- линейных блочных кодов со скоростями близкими к R = 1/2: кода Хэмминга (7,4), кода Голея (23,12), БЧХ (255, 131);

ho2, дБ

0,1 0.2 0.3 0.4 0.5 0,6 0.7 0.8 0.9 1

—а—предел Шеннона для BPSK —Тур б окод на основе AHA 4524

—а— Каскадный код, преду смотр ееььй стандартом DVB О Сверточньй код (133,171) 0 кодголея ©3,12; О Турбоюод предложенный Беруа © КодБЧХ(255,13П

А код Хзмминга (7,4)

Рис. 3

- сверточных кодов на основе СК(133, 171) со скоростями R=l/2, R=2/3, R=3/4, R=5/6 и R=7/8;

- каскадных кодов, предусмотренных стандартом DVB (РС(204, 188) и СК(133, 171));

- турбокода ТК(37,21), L = 65536, R = 1/2, алгоритм MAP;

- турбоподобных кодов (характеристики микросхемы AHA 4524).

Здесь же приведена граница Шеннона для всего диапазона скоростей кодирования. Очевидно, что наилучшими характеристиками обладают турбокоды. В зависимости от сложности декодирования и длины кодового слова турбокоды отстоят от границы Шеннона на 0,5 - 2 дБ. Каскадные коды уступают турбокодам порядка 1-1,5 дБ.

В третьей главе проведен выбор схем помехоустойчивого кодирования для радиоканалов ведомственных радиосистем, рассмотренных в первой главе.

Системы профессиональной мобильной радиосвязи (ПМР). Сопоставляются алгоритмы кодирования, применяемые в наиболее распространенных международных стандартах ПМР АРСО25, TETRA, и предлагаемый код. Вначале проводится сопоставление эффективности систем кодирования в стандартах АРСО25 и TETRA.

Показано, что каскадный код (БЧХ(284,268) и СК R=2/3 с длиной кодового ограничения 4), предусмотренный стандартом TETRA для кодирования полного канала сигнализации при имеет

выигрыш в 3.3 дБ по сравнению с каскадным кодом (код РС(36,20) и укороченный код Голея (18,6,8)), предусмотренным стандартом АРСО25 для тех же целей.

В режиме передаче речи преимущество кодовой конструкции (БЧХ(68,60), сверточный код со скоростью R=8/18 и длиной кодового ограничения v=4), предусмотренной стандартом TETRA, при РО111=10"2 составляет всего 0.35 дБ по сравнению с кодом Голея (23,12,7), предусмотренным стандартом АРСО25. Для получения объективных характеристик используемых кодов сравнительная оценка проводилась для одинакового метода демодуляции (когерентного приема).

Для систем ПМР существуют требования по задержке при

доставке информации, которые накладывают ограничения на размер информационного блока с которым оперирует помехоустойчивый кодек Следовательно, использование мощных кодов для систем ПМР не представляется возможным и значение ЭВК ограничено

Рассмотрено использование турбокода с параметрами (ТК (7,5)8, R=l/2, размер перемежителя L=400 бит, алгоритм декодирования Log-MАР) Зависимости вероятности ошибки от отношения сигнал/шум, полученные путем моделирования, для предложенного турбокода приведены на рис 4 Здесь по оси Z отложена вероятность ошибки Рош по оси X отношение сигнал/шум Ь(Д ось Y отражает число итераций декодирования Результат моделирования представляет собой поверхность, образованную набором сечений, каждое из которых отражает зависимость вероятности ошибки от отношения сигнал/шум при фиксированном числе итераций

Из графика можно определить, что для данного ТК отношение сигнал/шум при 5-ти итерациях и Рош = Ю'2 составляет 1,25 дБ. Для когерентного приема ФМ ho2 - 4.26 дБ при этом же значении ошибки, следовательно, ЭВК = 3 дБ. Учитывая, что для системы кодирования, предусмотренной стандартом TETRA, ЭВК составляет 1.75 дБ (таблица 3), при передаче речевой информации предложенный ТК имеет выигрыш в 1,25 дБ.

Скорость предложенного кода (R = 0.5) выше скорости кодовой конструкции (R = (60-8)/(68 18) = 0,392), предусмотренной стандартом TETRA для кодирования речевой информации. Задержка, вводимая при кодировании, в стандарте TETRA составляет 2 • 432 = 864 бита, что при канальной скорости 7.2 кбит/с соответствует 864/7.2 = 120 мс. Для предложенного ТК задержка будет составлять 2-2-L = 2-2-400 -1600 бит, что при той же скорости соответствует 1600/7.2 = 222 мс. Задержка предлагаемого кода практически в два раза больше по сравнению с кодовой конструкцией стандарта, поэтому при использовании рекомендуемого ТК следует учитывать этот фактор.

При передаче данных для радиомодемов систем ПМР предложено использовать R = 1/2, с размером перемежителя L=400 бит,

алгоритмом декодирования Log-MAP, который при Рош = I0'5 и 10-ти итерациях декодирования обеспечивает ЭВК = 7 дБ и выигрыш относительно схемы кодирования, предусмотренной стандартом TETRA, в 1.4 дБ. По скорости кодирования предлагаемый код уступает кодовой конструкции, предусмотренной стандартом TETRA для кодирования полного канала сигнализации, для которой R = (268 • 2)/(284 • 3) = 0,629. Задержка предлагаемого кода практически в два раза больше по сравнению с кодовой конструкцией стандарта, поэтому следует оценивать целесообразность его использования.

Передача видео информации. Особенностью таких радиосистем, как отмечалось в главе 1, является однонаправленная передача информации от передатчика к приемнику и, следовательно, относительная не критичность к задержке в получении информации (до двух секунд). Кроме того, в этих системах имеется возможность существенного расширения полосы при кодировании.

Перечисленные факторы открывают возможность использования наиболее мощных кодов.

В ведомственных системах цифровой передачи видеоинформации используется стандарт DVB-T (EN 300 744), применяемый для вещательного телевидения. В стандарте предусматривается использование каскадного кода (РС(204,188), СК(133,П1) и сверточного перемежения с параметрами (12, 204)), обеспечивающего требуемое значение вероятности ошибки Рош= 10"". В этом случае ЭВК составляет 10.2 дБ.

Для данной задачи предложено использовать каскадный код с внутренним турбокодом с итеративным декодированием по алгоритму Log-MAP и внешним кодом Рида-Соломона (ТК(7,5)8, К=1/2, размер перемежителя L=5000 бит, РС(255,239)). На рис. 5 приводится зависимость вероятности ошибки от отношения сигнал/шум

Ьо2(ось X) для первых 15-ти итераций декодирования (ось Y отражает число итераций).

Вначале с помощью имитационного моделирования ТК был получен ряд зависимостей значений вероятности ошибки на выходе декодера ТК - Рт от отношения сигнал/шум для различного количества итераций декодирования. Затем, полученные значения Рт были подставлены в выражение, которое определяет на выходе декодера кода РС:

РкБ ^ 2т_1 , ^ ' С<1,Р>|т(1 - Рлт) " '• (3)

где Р51т = 1 - (1 - РТ)т - вероятность ошибки символа кода РС, состоящего из т бит. Так, например, при 9-ти итерациях по графику определяем, что значению отношения сигнал/шум 1.53 дБ соответствует вероятность ошибки

При использовании предложенной кодовой конструкции вероятность ошибки может быть достигнута при дБ

и 9-ти итерациях декодирования. Следовательно, ЭВК предложенного кода составляет 12 дБ при Рощ = 10'", что на 2 дБ больше по сравнению с каскадной парой, предусмотренной стандартом.

Системы передачи аудиоинформации, как и системы передачи

видео информации, также используют однонаправленную передачу,

допускают существенное расширение полосы при кодировании и не

являются сильно критичными к задержкам. Поэтому для данных

систем также возможно использование мощных кодов

Отличием от радиосистем передачи видеоинформации

является требуемая вероятность ошибки, которая определяется

характеристиками помехоустойчивости речевых кодеков и

составляет для данного класса устройств величину порядка Р„ш =

10°. Использование каскадного кодирования для этих систем не

является целесообразным, поскольку каскадные коды обеспечивают

дополнительный энергетический выигрыш по сравнению со

, 3

сверточными кодами лишь при выигрыш

будет незначителен)

Для радиосистем передачи аудио информации предлагается использовать следующий турбокод: ТК (7, 5)8, R=l/2, размер перемежителя L=5000 бит, алгоритм декодирования Log-MAP. С помощью данного кода вероятность ошибки Р01„ = 10"3 достигается при Ьо2 = 1.25 дБ, и шести итерациях декодирования, что соответствует ЭВК = 5.5 дБ. На рис. 6 приведены зависимости вероятности ошибки на бит от отношения сигнал/шум для предложенного турбокода.

Следует отметить, что в существующих отечественных радиосистемах передачи аудио информации используется частотная модуляция без помехоустойчивого кодирования. Требуемая вероятность ошибки (РО|ц=10"3) в этом случае достигается при

значении отношения сигнал/шум Ьо »11,3 дБ. Для этих систем оптимальным является использование когерентного приема MSK

сигналов, которые представляют частотную модуляцию. При тгом общий выигрыш за счет систем модуляции и кодирования составит около 10 дБ относительно существующих радиосистем цифровой передачи аудио информации.

Командные радиосистемы используются для управления передающими устройствами в системах передачи видео - аудио информации (для включения и выключения передатчика, для изменения мощности передатчика и т.д.), для управления различными электромеханическими устройствами и т.п.

В существующих командных радиосистемах используется безызбыточная передача с правилом принятия решения «хотя бы одно совпадение при Ь повторениях» (№1).

Предложены форматы передачи с правилом принятия решения «V совпадений при Ь повторениях» (№2) и использованием симплексных кодов (т-последовательностей) с приемом в целом (№3).

Проведен сравнительный анализ вероятностных характеристик правильного приема команд при фиксированном значении

вероятности ложного срабатывания для перечисленных форматов по критерию минимального отношения сигнал/шум при оптимальном некогерентном приеме символов. Расчет проведен при вероятности ложного срабатывания Р„с = 3-Ю"', вероятности правильного приема Ри = 0.9 при передаче 15-ти команд по 15-ти адресам.

Для формата передачи №1 заданные требования (Р„с = З'Ю"''1, Р„ = 0.9) обеспечиваются при размере адресного поля а = 31 бит, размере командного поля к = 4 бита, числе повторений Ь = 7 (общий размер команды составляет 245 бита). При этом Ио2=8 дБ.

Для формата передачи №2 значения обеспечиваются при размере адресного и командного поля а - к = 4 бита, и правила приема V = 5 из Ь = 9, (общий размер команды составляет 72 бита) при

Для формата передачи №3 заданные требования обеспечиваются при размере стартовой посылки 63 бита, размере адресного и командного поля по 15 бит (общий размер команды составляет 93 бита) при

Для объективного сопоставления разница в длительности

рассмотренных форматов передачи была пересчитана в отношение сигнал/шум, приходящееся на один символ. По этому правилу наилучший результат обеспечивает формат №3 (передача симплексными кодами), формат №2 уступает формату №3 всего 0.64 дБ, а формат №1 - 6.7 дБ.

В таблицу 3 сведены значения ЭВК для рассмотренных схем помехоустойчивого кодирования.

Таблица 3

Тип Кш ЭВК, обеспечиваемый схемами кодирования существующих радиосистем ЭВК, обеспечиваемый предложенной схемой кодирования

Наземные системы подвижной радиосвязи ю-1 АРСО25 TETRA ТК (7,5)8, Ь- 400

1.4 дБ 1.75 дБ 3 дБ при 5-ти итерациях (Ьо§-МАР)

Радиомодемы передачи данных для систем подвижной радиосвязи Ю-5 АРСО25 TETRA ТК (7,5)8, Ь = 400

2.3 дБ . 5.6 дБ 7 дБ при 10-ти итерациях (Ьо§-МАР)

Системы передачи аудио информации ю-' В существующих системах используется частотная модуляция без кодирования (ho2«13 дБ при РдцНО"3). ТК (7,5)8, Ь = 5000

5.5 дБ при 6-т и итерациях (Ь^-МАР). (Выигрыш по сравнению с ЧМ составляет 11 75 дБ)

Системы передачи видео информации ю" Схема кодирования, предусмотренная стандартом DVB ТК (7,5)8, Ь- 5000, РС(255,239)

10.2 дБ 12 дБ

Командные радиосистемы P„cS310"' Безызбыточная передача с правилом принятия решения «хотя бы одно совпадение при L повторениях» (формат передачи № 1) Передача команд симплексными кодами (выигрыш относительно формата передачи № 1 составляет 6.7 дБ)

ho*я 8 дБ, длина посылки 245 бит |102=5 25ДБ, длина посылки 93 бита

В четвертой главе рассматриваются вопросы реализации рассмотренных схем помехоустойчивого кодирования.

В настоящее время при реализации цифровых радиосистем передачи информации используется концепция «программного радио»

(The software radio concept). При этом, например, для передающей стороны радиоканала в одном вычислительном ядре реализуются алгоритмы кодирования источника, защиты информации, помехоустойчивого кодирования, формирования квадратур модулированного сигнала, дополнительной фильтрации сигнала и т.д.

Предложенные могут быть реализованы на программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС) или на цифровых сигнальных процессорах (ЦСП).

Требования к производительности ЦСП определяются суммарной производительностью перечисленных алгоритмов. Для примера определим сложность программной реализации кодовой конструкции, предложенной для систем ПМР. Сложность одной итерации декодирования по алгоритму Log-MAP составляет 15-2к"' операций сложения, вычитания и сравнения на один кодированный бит, а по алгоритму SOVA в пять раз меньше. Здесь к - конструктивная длина кода. Следовательно, для турбокода (ТК (7, 5)g, к = 3, R = 1/2, размер перемежителя L = 400 бит) при декодировании по алгоритму Log-MAP сложность одной итерации составит операций на один

кодированный бит. Сложность процедуры кодирования для рассматриваемого ТК составляет порядка 14 операций на один кодированный бит. При канальной скорости 9.6 кбит/с и пяти итерациях кодек будет иметь сложность =

3.014 MIPS (Million Instructions Per Second - миллионов команд в секунду).

В настоящее время самые мощные серийно выпускаемые ЦСП серии TMS320 С6000 (фирма Texas Instrument) обладают производительностью до 4800 MIPS. ЦПС со сравнительно небольшим потреблением (например, 0.05 мВт/MIPS ДЛЯ процессоров TMS 320 VC 5510 при напряжении питания 1.6 Вольта) могут достигать производительности до 300 MIPS.

ПЛИС позволяет более экономно распределить требуемый вычислительный ресурс, что делает его предпочтительным при проведении исследовании. При больших сериях выпускаемой аппаратуры разрабатываются СБИС.

Отдельно был проведен эксперимент по оценки помехоустойчивости кодека, предусмотренного стандартом DVB, при котором кодер был реализован программно на FPGA Virtex-50, a декодер на микросхеме AHA 4210.

На рис. 8 приведены результаты измерений вероятности ошибки для каскадного кода (РС(204,188) и сверточный код (133,171) перфорированный до скорости 3/4) Здесь же показана теоретическая кривая

3 3,5 4 4,5 5 5 5 h„J, дБ

1 Е 07

Рош |-теория -^-эксперимент

Рис. 9

Проигрыш экспериментальной зависимости по отношению к теоретической кривой составляет 2-2,5 дБ в диапазоне значений вероятности ошибки 104- 107, что обусловлено использованием жестких решений при декодировании сверточного кода

В заключении перечислены основные результаты, полученные в диссертационной работе

Список публикаций

1. Защищенные радиосистемы цифровой передачи информации (глава 6). Сердюков П. Н., Бельчиков А. В., Дронов А. Е., Волков С. С, Григорьев А. С. - М: Издательство «АСТ-Москва», 2005.-500 с.

2. Григорьев А.С, Сердюков П.Н., Колев Г.Й., Дронов А.Е. Экспериментальная оценка помехоустойчивости кодирования в стандартах DVB //Специальная техника, №4, 2003. - с. 34-39.

3. Дронов А.Е. Сравнение эффективности каскадных и турбопо-добных кодов для радиомодемов. Депонировано в ЦНТИ «Ин-формсвязь» №2249 св.2004 от 04.07.04 г., с. 17-20.

4. Дронов А.Е. Особенности построения устройств перемежения в системах радиосвязи. Депонировано в ЦНТИ «Информсвязь» №2249 св.2004 от 04.07.04 г., с. 21-26.

5. Дронов А.Е. Сравнение эффективности систем канального кодирования стандартов АРСО25 и TETRA. Депонировано в ЦНТИ «Информсвязь» №2249 св.2004 от 04.07.04 г., с. 27-31.

6. Сердюков П.Н., Дронов А.Е., Аверин СВ. Помехоустойчивое кодирование в каналах аудиоконтроля //Перспективные направления развития цифровых систем передачи информации: сборник статей. - М.: ГУ НПО "Специальная техника и связь" МВД России, 2001.-с. 18-26.

7. Сердюков П.Н., Дронов А.Е. Экспериментальная оценка эффективности систем кодирования стандартов DVB на основе микросхемы AHA 4210. Материалы научно-технической конференции профессорско-преподавательского, научного и инженерно-технического состава. - М.: МТУСИ, 2003. - с. 31-35.

8. Сердюков П.Н., Дронов А.Е. Каскадное кодирование в цифровых системах радиосвязи. Материалы научно-технической конференции профессорско-преподавательского, научного и инженерно-технического состава. - М.: МТУСИ, 2002. - с. 5456.

9. Сердюков П.Н., Дронов А.Е., Крюков Д.А. Кодирование и декодирование кодов Рида-Соломона //Перспективные направления развития цифровых систем передачи: сборник статей. -

М.: ГУ НПО "Специальная техника и связь" МВД России, 2001.-с. 27-30.

10. Сердюков П.Н., Аверин СВ., Дронов А.Е. Помехоустойчивость приема команд в системах ДУ //Перспективные направления развития цифровых систем передачи информации: сборник статей. - М.: ГУ НПО "Специальная техника и связь" МВД России, 2001. - с. 63-74.

11. Дронов А.Е., Шадчнев В.Я., Романовский В.Т. Способы пере-межения при помехоустойчивом кодировании //Перспективные направления развития цифровых систем передачи информации: сборник статей. - М.: ГУ НПО "Специальная техника и связь" МВД России, 2001. -с. 91-98.

12. Дронов А.Е., Шадчнев В.Я. Выбор параметров каскадного кода в системах симплексной радиосвязи //Перспективные направления развития цифровых систем передачи информации: сборник статей. - М.: ГУ НПО "Специальная техника и связь" МВД России, 2001. - с. 99-102.

13. Сердюков П.Н., Дронов А.Е. Эффективность турбокодирова-ния в каналах аудиоконтроля //Сборник статей. - М.: ГУ НПО "Специальная техника и связь" МВД России, 2003. - с. 65-71.

14. Дронов А.Е., Григорьев А.С. Турбокодирование в системах однонаправленной передачи цифровой информации //12-ая Межрегиональная конференция МНТОРЭС им. Попова «Обработка сигналов и помех в системах телефонной связи и вещания»: материалы конференции, Пушкинские Горы - Москва, 2003.-с. 103-104.

15. Сердюков П.Н., Дронов А.Е., Зорин В.И., Бельчиков А.В. Тур-бокодирование в системах однонаправленной передачи цифровой информации //Международный конгресс «Коммуникационные технологии и сети». Труды конференции «Телекоммуникационные и вычислительные системы». - М.: МТУСИ, 2003.-е. 86-89.

16. Дронов А.Е. Турбокодирование в однонаправленных радиосистемах. Материалы научно-технической конференции профессорско-преподавательского, научного и инженерно-технического состава. - М.: МТУСИ, 2004. - с. 64-65.

17. Сердюков П.Н., Дронов А.Е. Помехоустойчивое кодирование в системах профессиональной мобильной радиосвязи. Материалы научно-технической конференции профессорско-преподавательского, научного и инженерно-технического состава. - М.: МТУСИ, 2003. - с. 28-30.

Подписано в печать 22.12.2004 г. Формат 60x84/16. Объем 1,6 усл.п.л. Тираж 100 экз. Заказ 300.

000 "Инсвязьиздат". Москва, ул. Авиамоторная, 8.

Введение.-.

Глава 1. Ведомственные цифровые радиосистемы передачи информации и характеристики их радиоканалов

1.1. Ведомственные цифровые радиосистемы передачи информации и требования к их схемам помехоустойчивого кодирования

1.1.1. Наземные системы подвижной радиосвязи УКВ диапазона

1.1.2. Радиомодемы передачи данных

1.1.3. Радиосистемы передачи видео-аудио информации-.

1.1.4. Командные радиосистемы

1.2. Обобщенная модель цифровой радиосистемы передачи информации—

1.3. Дискретные каналы и их модели

1.4. Расчет длительности и частоты замираний в радиоканалах систем подвижной связи

1.5. Расчет помехозащищенности от системных помех.

1.6. Расчет характеристик радиоканала при влиянии индустриальных радиопомех.

Глава 2. Анализ методов помехоустойчивого кодирования

2.1. Общие понятия о системах канального кодирования

2.2. Кодирование сверточных кодов и перфорация

2.3. Алгоритмы декодирования сверточных кодов и их характеристики

2.4. Блочные коды и их характеристики —

2.5. Кодирование и декодирование кодов Рида-Соломона

2.6. Способы перемежения

2.6.1. Периодические перемежители.

2.6.2. Псевдослучайные перемежители

2.7. Каскадные коды----------------------------------.-.

2.8. Турбокоды

2.8.1. Турбоподобные коды

2.9. Оценка эффективности каскадного турбокодирования

2.10. Сравнение кодов по их близости к границе Шеннона

Глава 3. Помехоустойчивое кодирования в ведомственных радиосистемах передачи информации.

3.1. Помехоустойчивое кодирование в системах профессиональной мобильной радиосвязи—

3.1.1. Стандарт TETRA

3.1.2. Стандарт АРС025—.—

3.1.3. Применение турбокодов для систем подвижной радиосвязи

3.1.4. Помехоустойчивое кодирование при амплитудных замираниях —

3.1.5. Помехоустойчивое кодирование при воздействии индустриальных помех

3.2. Помехоустойчивое кодирование в радиомодемах

3.3. Помехоустойчивое кодирование в радиосистемах передачи видео-аудио информации

3.4. Помехоустойчивость приема в командных радиосистемах

Глава 4. Экспериментальные исследования и вопросы реализации схем помехоустойчивого кодирования

4.1. Вопросы реализации схем помехоустойчивого кодирования

4.2. Экспериментальная оценка зависимости вероятности ошибки от отношения сигнал шум для схемы кодирования стандарта DVB

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], С.Л. Портной [17] и др.

В настоящее время существует множество кодов и алгоритмов их декодирования, различающихся по 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.

Заключение

В заключении кратко сформулированы основные результаты диссертационной работы, которые сводятся к следующему:

1. Для наземных систем подвижной радиосвязи УКВ диапазона, радиомодемов, радиосистем получения видео-аудио информации и командных радиосистем предъявлены требования, используемые при анализе и выборе методов помехоустойчивого кодирования по критерию максимального значения ЭВК.

2. Предложена методика выбора параметров устройств кодирования и перемежения для систем подвижной радиосвязи при наличии замираний.

3. Предложена методика выбора параметров устройств кодирования и перемежения для систем подвижной радиосвязи при воздействии индустриальных помех, в качестве которых рассматриваются помехи создаваемые системами зажигания двигателей внутреннего сгорания автомобильного транспорта. Получено выражение, определяющее вероятность ошибки на кодовое слово при использовании блочного кода, исправляющего к битовых ошибок, с перемежением на несколько кодовых слов и без перемежения.

4. Рассмотрены процедуры кодирования и декодирования для сверточных кодов, кодов Рида-Соломона, турбо- и турбоподобных кодов.

5. Предложена схема кодера кода Рида-Соломона с блочным устройством перемежения, минимизирующая задержку на передающей стороне. Общая задержка при введении перемежения для данной схемы в два раза меньше по сравнению обычным блочным устройством перемежения.

6. Проведено сопоставление отношений сигнал/шум с границей Шеннона при Рош = 10~5 для ряда линейных блочных кодов, сверточных кодов на основе СК(133, 171), каскадных кодов, предусмотренных стандартом DVB, турбо- и турбоподобных кодов.

Проведено сравнение алгоритмов кодирования, применяемых в наиболее распространенных международных стандартах ПМР АРС025, TETRA. Показано, что каскадный код (БЧХ(284,268) и СК R=2/3 с длиной кодового ограничения 4), предусмотренный стандартом TETRA для кодирования полного канала сигнализации при Рош = 10~5, имеет выигрыш в 3.3 дБ по сравнению с каскадным кодом (код РС(36,20) и укороченный код Голея (18,6,8)), предусмотренным стандартом АРС025 для тех же целей. В режиме передачи речи преимущество кодовой конструкции (БЧХ(68,60), сверточный код со скоростью R=8/18 и длиной кодового ограничения v=4), предусмотренной стандартом TETRA, при Рош=10- составляет всего 0.35 дБ по сравнению с кодом Голея (23,12,7), предусмотренным стандартом АРС025. В режиме передачи речи для систем ПМР предложено использовать турбокод с параметрами (ТК (7,5)8, R=l/2, размер перемежителя L=400 бит, алгоритм декодирования л

Log-MAP), который обеспечивает ЭВК = 3 дБ при Рош=10~ 5-ти итерациях декодирования, имеет выигрыш по сравнению кодовой конструкцией стандарта TETRA в 1,25 дБ. При передаче данных для радиомодемов систем ПМР предложено использовать ТК(31,37)8, R = 1/2, с размером перемежителя L=400 бит, алгоритмом декодирования Log-MAP, который при Рош = Ю-5 и 10-ти итерациях декодирования обеспечивает ЭВК = 7 дБ и выигрыш относительно схемы кодирования, предусмотренной стандартом TETRA, в 1.4 дБ. Для систем передачи видеоинформации предложено использовать каскадный код с внутренним турбокодом с итеративным декодированием по алгоритму Log-MAP и внешним кодом Рида-Соломона (TK(7,5)g, R=l/2, размер перемежителя L=5000 бит, РС(255,239)). ЭВК предложенного кода составляет 12 дБ при Рош = 10"11, что на 2 дБ больше по сравнению с каскадной парой, предусмотренной стандартом

DVB.

10. Для радиосистем передачи аудио информации предлагается использовать турбокод: ТК (7, 5)g, R=l/2, размер перемежителя L=5000 бит, алгоритм декодирования Log-MAP. ЭВК предложенного кода составляет 5.5 дБ.

11. Для командных радиосистем предложены форматы передачи с правилом принятия решения «V совпадений при L повторениях» (№2) и использованием симплексных кодов (ш-последовательностей) с приемом в целом (№3). В существующих командных радиосистемах используется безызбыточная передача с правилом принятия решения «хотя бы одно совпадение при L повторениях» (№1). Проведен сравнительный анализ вероятностных характеристик правильного приема команд Рп при фиксированном значении вероятности ложного срабатывания Рлс для перечисленных форматов по критерию минимального отношения сигнал/шум при оптимальном некогерентном приеме символов. Наилучший результат обеспечивает формат №3 (передача симплексными кодами), формат №2 уступает формату №3 всего 0.64 дБ, а формат №1 - 6.7 дБ.

12. Проведен эксперимент по оценке помехоустойчивости кодека, предусмотренного стандартом DVB, при котором кодер был реализован программно на FPGA Virtex-50, а декодер на микросхеме AHA 4210.

1. Шеннон К. Математическая теория связи//Работы по теории информации и кибернетике: Пер. с англ./ Под ред. Н.А. Железнова. М.: ИЛ, 1963. - с. 243-342.

2. Галлагер Р. Теория информации и надежная связь: Пер. С англ./ Под ред. М.С. Пинскера и Б.С. Цыбакова. М.: Сов. радио, 1974.- 720 с.

3. Питерсон У. Уэлдон Э. Коды, исправляющие ошибки: Пер. с англ. М.: Мир, 1976. - 594 с.

4. Витерби А.Д., Омура Дж.К. Принципы цифровой связи и кодирования: Пер. с англ./ Под ред. К.Ш. Зигангирова. М.: Радио и связь, 1982. - 536 с.

5. Боуз Р.К., Рой-Чоудхури Д.К. Об одном классе двоичных групповых кодов с исправлением ошибок//Кибернетический сборник. 1961. - Вып. 2. - с. 83-94.

6. Берлекэмп Э. Р. Алгебраическая теория кодирования: Пер. с англ.- М.: Мир, 1971. 478 с.

7. Месси Дж. Пороговое декодирование: Пер. с англ. / Под ред. Ю.Л. Сагаловича. М.: Мир, 1966. - 254 с.

8. Рид. И.С., Соломон Г. Полиномиальные коды над некоторыми конечными полями//Кибернетический сборник. 1983. - Вып. 7.- с. 74-79.

9. Блейхут Р. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки: Пер. с англ. М.: Мир, 1986. - 394 с.

10. Форни Д. Каскадные коды: Пер. с англ./ Под ред. С.И. Самойленко. М.: Мир, 1970. - 207 с.

11. Berrou С., Glavieux A, Thitimajshima P., "Near Shannon Limit Error-Correcting Coding and Decoding: Turbo-Codes", Proceedings of ICC'93, Geneva, Switzerland, May, 1993. pp. 1064-1070.

12. Berrou C., Glavieux A., "Near Optimum Error Correcting Coding and Decoding: Turbo-Codes", IEEE Trans. On Comm., Vol. 44, No. 10, pp. 1261-1271, Oct. 1996.

13. J. Hagenauer, K. Offer, and L. Papke, "Iterative decoding of binaryblock and convolutional codes," IEEE Trans. Inform. Theory, vol. TT-42, pp. 429-445, Mar. 1996.

14. Колесник В.Д., Мирончиков Е.Т. Декодирование циклических кодов. М.: Связь, 1968. - 251 с.

15. Зигангиров К.Ш. Некоторые последовательные процедуры декодирования//Проблемы передачи информации, 1966. Т. 2, вып. 4. - с. 13-25.

16. Габидулин Э.М., Афанасьев В.Б. Кодирование в радиоэлектронике. М.: Радио и связь, 1986. - 176 с.

17. Блох Э.Л., Зяблов В.В. Обобщенные каскадные коды М.: Связь, 1976. - 237 с.

18. Помехоустойчивость и эффективность систем передачи информации/Зюко А.Г., Фалько А.И., Панфилов И.П. и др.; под ред. Зюко А.Г. М.: Радио и связь, 1985. - 272 с.

19. Зяблов В.В. и др. Высокоскоростная передача сообщений в реальных каналах/Зяблов В.В., Коробков Д.Л., Портной С.Л. -М.: Радио и связь, 1991. 228 с.

20. Овчинников А. М., Воробьев C.B., Сергеев С.И. Открытые стандарты цифровой транкинговой связи. М.: МЦНТИ -Международный центр научной и технической информации, ООО «Мобильные коммуникации», 2000. - 166 с.

21. Защищенные радиосистемы цифровой передачи информации. Сердюков П. Н., Бельчиков А. В., Дронов А. Е., Волков С. С., Григорьев А. С. М.: ООО «Издательство АСТ-Москва», 2005. -500 с.

22. Сердюков П.Н., Зорин В.И., Бельчиков А.В, Лаврентьев А.И. Современные радиомодемы передачи данных. Краткий обзор //Специальная техника. 2003. - № 5. - с. 34-39.

23. Бабков В.Ю., Вознюк М.А., Петраков В.А., Рыжков А.Е., Сивере М.А. Передача информации в системах подвижной связи. -Санкт-Петербург: СПбГУТ, 1999. 280 с.

24. Волобуев C.B. Безопасность социотехнических систем. -Обнинск: "Викинг", 2000. 340 с.

25. Сердюков П.Н., Аверин C.B. Цифровые системы командного радиоуправления. М.: ГУ НПО «Специальная техника и связь»1. МВД России, 2002. 81 с.

26. ГОСТ 12252-86. Радиостанции с угловой модуляцией сухопутной подвижной связи. Типы, основные параметры, технические требования, методы измерений.

27. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение, 2-е издание.: Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильяме», 2003. - 1104 с.

28. Кларк Дж., мл., Кейн Дж. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1987. - 392 с.

29. Блох Э.Л., Попов О.В., Турин В.Я. Модели источника ошибок в канале цифровой информации. М.: Связь, 1971. - 608 с.

30. Элиот Р. Оценка частости ошибок при использовании кодов в каналах пакетными помехами. Статистика ошибок при передаче цифровой информации. М.: Мир, 1966. - 160 с.

31. Шварцман В.О., Емельянов Г.А. Теория передачи дискретной информации. М.: Связь, 1979. - 256 с.

32. Советов Б.Я., Стах В.М. Построение адаптивных систем передачи информации для автоматизированного управления. JL: Энергоиздат, 1982. - 78 с.

33. Элементы теории передачи дискретной информации. /Под ред. Л.П. Пуртова. М.: Связь, 1972. - 428 с.

34. Уильям. К. Ли. Техника подвижных систем связи. М.: Радио и связь, 1985. - 392 с.

35. Связь с подвижными объектами в диапазоне СВЧ. /Под ред. У. К. Джейкса. М.: Связь, 1979. - 520 с.

36. К. Feher. Wireless Digital Communications. Modulation and Spread Spectrum Applications. N.J., 1995. - 517 p.

37. Пономарёв Г.Л., Куликов А.H., Тельпуховский Е.Д. Распространение УКВ в городе. Томск: МП "Раско", 1991. - 222 с.

38. Маковеева М.М. Сигналы и помехи в системах подвижной радиосвязи: Учебное пособие/ МТУСИ. М., 1999. - 35 с.

39. Голубев В.Н. Оптимизация главного тракта приемарадиоприемного устройства. M.: Радио и связь, 1982. -144 с.

40. Певницкий В.П., Полозок Ю.В. Статистические характеристики индустриальных радиопомех. М.: Радио и связь, 1988. - 248 с.

41. Калмаков А.П., Капитонов В.В. Защитные отношения и величины защищаемых сигналов при воздействии индустриальных радиопомех //Тр. НИИР. 1988. - №4. - с. 7-12.

42. Иванова Т.В. О создании информационно-справочной системы по индустриальным радиопомехам//Тр. НИИР. 1988. - №4. - с. 2428.

43. Иванова Т.В., Шапиро Д.Н. Упрощенная энергетическая модель радиопомех от автотранспортных потоков//Тр. НИИР. 1985. -№2. - с. 32-37.

44. Кузьмин Б.И. Статистические характеристики длительности импульсных помех//Известия ВУЗов СССР Радиоэлектроника. -1980. - том XXIII. - №4. - с. 28-34.

45. Spaulding A.D. The determination of received noise levels from vehicular traffic statistics// Ree. Nat. Telecom, conf. Houston. -1972. - p. 1-7.

46. Иванова T.B., Полозок Ю.В., Скангель И.Ю. Предварительные результаты исследования суммарных индустриальных радиопомех в сети приема сигналов радио и телевизионного вещания//Тр. НИИР. 1987. - №4. - с. 5-10.

47. Седин В.И., Фалько А.И. Защита от помех в системах мобильной радиосвязи. Новосибирск: Наука Сиб. предприятие РАН, 1998. - 174 с.

48. Венскаускас И.К., Малахов JI.M. Импульсные помехи и их воздействие на системы радиосвязи// Зарубежная радиоэлектроника. 1978. - №1. - с. 95—125.

49. Мясковский Г.М., Кириченко В.И. Статистические характеристики радиопомех в зоне действия сухопутной подвижной радиосвязи// Электорсвязь. 1980. - №6. - с. 26-28.

50. Прокис Дж. Цифровая связь. / Пер. с англ. под ред. Д.Д. Кловского. М.: Радио и связь, 2000. - 800 с.

51. Y. Wu. "Implementation of parallel and serial concatenated convolutional codes." Dissertation submitted to the Faculty of the

52. Virginia Polytechnic Institute and State University. April, 2000. -206 p.

53. Банкет В. Л., Дорофеев В. М. Цифровые методы в спутниковой связи. М.: Радио и связь, 1988. - 240 с.

54. Мак-Вильямс Ф. Дж., Слоэн Н. Дж. А. Теория кодов, исправляющих ошибки: Пер. с англ. М.: Связь, 1979. - 744 с.

55. Сердюков П.Н., Дронов А.Е., Крюков Д.А. Кодирование и декодирование кодов Рида-Соломона //Перспективные направления развития цифровых систем передачи информации. Сборник статей. М.: ГУ НПО "Специальная техника и связь" МВД России, 2001. - с. 27-30.

56. W. Wu, D. Haccoun, R. Peile, Y. Hizata. Coding for Satelite Communication. IEEE Journal on Selected Areas in Communication. v. SAC-5, 4, 1987. p. 60.

57. EN 300 421 V.l.1.2. (1997-08). European Standard (Telecommunications Series) "Digital Video Broadcasting (DVB). Framing Structure, Channel Coding and Modulation for 11/12 GHz Satellite Services". 49 p.

58. Дронов А.Е. Особенности построения устройств перемежения в системах радиосвязи. Депонировано в ЦНТИ «Информсвязь» №2249 св.2004 от 04.07.04 г., с. 21-26.

59. Сердюков П.Н., Дронов А.Е. Каскадное кодирование в цифровых системах радиосвязи. Материалы научно-технической конференции профессорско-преподавательского, научного и инженерно-технического состава. М.: МТУСИ, 2002. - с. 54-56.

60. J. Hagenauer, "The turbo principle: Tutorial introduction and state of the art," in Proc. of The Int. Symp. on Turbo Codes and Related Topics (Brest, Francej, Sept., 1997. pp. 1-11.

61. D. Divsalarand, F. Pollara, "Serial and Hybrid Concatenated Codeswith Applications," in Proc. of The Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology (Pasadena), April, 1998. pp. 2936.

62. Красносельский И.H. Турбокоды: принципы и перспективы// Электросвязь, № 1, 2001. с. 17-20.

63. J. Hagenauer, L. Papke, Decoding turbo codes with the soft-output Viterbi algorithm (SOVA), in Proceedings of International Symposium On Information Theory (Trondheim, Norway, June 1994), p. 164.

64. A.H. Mohammadi, A.K. Khandani, "Unequal error protection on the turbo-encoder output bits", Proceedings of ICC'97 International Conference on Communications, vol. 2, 1997, pp. 730-734.

65. P. Jung, J. Plechinger, "Performance of rate compatible punctured Turbo-codes for mobile radio applications," Electronics Lettes, 1997, vol. 33, No.25, pp. 2102-2103.

66. G. Caire and E Biglieri, "Parallel concatenated codes with unequal error protection," IEEE Transactions on Communications, vol. 46, No. 5, May 1998, pp. 565-567.

67. P. Robertson, K. Villebrun, and P. Hoeher, "A comparison of optimal and sub-optimal MAP decoding algorithms operating in the log domain," in Proc. IEEE Int. Conf. on Commun., 1995. pp. 10091013,

68. Valenti M.C., "Iterative detection and decoding for wireless communications." Dissertation submitted to the Faculty of the Virginia Polytechnic Institute. Jule, 1999. p. 228.

69. Y.V. Svirid, "Weight distributions and bounds for Turbo Codes," European Transactions on Telecommunications, vol. 6, no. 5, September/October, 1995. pp. 445-456.

70. S. Benedettoand, G. Montorsi, "Generalized Concatenated Codes with Interleaves," in Proc. of The Int. Symp. on Turbo Codes and Related Topics (Brest, France), Sept., 1997. pp. 42-126.

71. S. Benedetto and G. Montorsi, "Unveiling turbo codes: Some results on parallel concatenated coding schemes", IEEE Trans. Inform. Theory, vol. TT-42, Mar. 1996. pp. 409-428.

72. Product Specification. AHA4524 Astro LE 4K Block/Turbo Product

73. Code Encoder/Decoder. Advanced Hardware Architectures, Inc. -http://www.aha.com. - 2002. - p. 63.

74. Product Specification. AHA4540 Block/Turbo Product Code Encoder/Decoder. Advanced Hardware Architectures, Inc. -http://www.aha.com. - 2003. - p. 89.

75. ETSI "ETS 300 395-2. Terrestrial Trunked Radio (TETRA): Speech codec for full-rate traffic channel; Part 2: TETRA codec. Reference: DE/TETRA-05032".

76. Дронов A.E. Сравнение эффективности систем канального кодирования стандартов АРС025 и TETRA. Депонировано в ЦНТИ «Информсвязь» №2249 св.2004 от 04.07.04 г., с. 27-31.

77. Сердюков П.Н., Дронов А.Е. Помехоустойчивое кодирование в системах профессиональной мобильной радиосвязи. Материалы научно-технической конференции профессорско-преподавательского, научного и инженерно-технического состава. М.: МТУСИ, 2003. - с. 28-30.

78. Дронов А.Е. Сравнение эффективности каскадных и турбоподобных кодов для радиомодемов. Депонировано в ЦНТИ «Информсвязь» №2249 св.2004 от 04.07.04 г., с. 17-20.

79. AHA Product Specification. АНА4210 RSVP Viterbi with ReedSolomon Decoder. Advanced Hardware Architectures, Inc. -http://www.aha.com. - 2000. - p. 36.

80. Дронов А.Е., Григорьев A.C. Турбокодирование в системах однонаправленной передачи цифровой информации //12-ая

81. Межрегиональная конференция МНТОРЭС им. Попова «Обработка сигналов и помех в системах телефонной связи и вещания»: материалы конференции, Пушкинские Горы Москва, 2003. - с. 103-104.

82. Дронов А.Е. Турбокодирование в однонаправленных радиосистемах. Материалы научно-технической конференции профессорско-преподавательского, научного и инженерно-технического состава. М.: МТУСИ, 2004. - с. 64-65.

83. Сердюков П.Н., Дронов А.Е. Эффективность турбокодирования в каналах аудиоконтроля //Сборник статей. М.: ГУ НПО "Специальная техника и связь" МВД России, 2003. - с. 65-71.

84. Сердюков П.Н., Аверин C.B., Дронов А.Е. Помехоустойчивость приема команд в системах ДУ //Перспективные направления развития цифровых систем передачи информации. Сборник статей. М.: ГУ НПО "Специальная техника и связь" МВД России, 2001. - с. 63-74.

85. Теория и применение псевдослучайных сигналов. А.И. Алексеев и др. М.: Наука, 1966. - 165 с.

86. Schwartz M. Coincidence procedure for signal detection. IRE Trans. 1956, IT №4. - pp. 48-59.

87. Витерби Э.Д. Принципы когерентной связи. Пер. с англ./ под ред. Б. Р. Левина. М.: Сов. радио, 1966. - 392 с.

88. Special Issue on Software Radio. IEEE Personal Communication. August, 1999, p. 102.90. http://www.ti.com.

89. Григорьев A.C., Сердюков П.Н., Колев Г.И., Дронов А.Е. Экспериментальная оценка помехоустойчивости кодирования в стандартах DVB //Специальная техника, № 4, 2003. с. 34-39.1. УТВЕРЖДАЮ"

90. Начальник лаборатории ГУ НПО «Специальная техника и связь» кандидат технических на;

91. Начальник отдела лаборатории ГУ НПО «Специальная техника и связь»1. В.Т. Романовский1. Ю.А. Золотых