автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.02, диссертация на тему:Исследование и оптимизация принципов разработки модемов передачи данных по декаметровому радиоканалу

Украинская Госудсрстьеннзя Акадс.шя Связи им. 'A.C. Попова Р Г Б О А Ка правах рукописи

- 1 ' ' уда 621.391.23.

эсл-тъхк татьяна сергеем» ( !''фСККО )

ИССЛЕДОВАНИЕ и ШГКП'^АЩ'Л ПРОТЦШОВ РА?:>ЛКСШШ !W33KS

перещачл дмгаи: по да «;.стг-сбо:й' рад1:о;глналу

05.12.02 С-:с:усгроГ.ст?а пиродочн гн^срч'зщм по канала: свя^и.

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на гонококке учрнс;;: стеконг тохнкчески.х паук.

к-;-;

Дхссерта)»« i¡ гзт научного труда Лисссртоцлоннйя работа Галолпонз з Украгаскэй гссударствоазог CLii3îî к*. A.C. Попова

Паучь-л РУКОЕОДР.ТОХЬ - док:ор îôî'jjavocianc кз;п

8KWií$»K ЙЛГ. ТОДЯЛОЗ

* !. ïsrurt.-;c:c:x наук,

2. K-.a.--j:,;¡i TGxr.L.'4ucv::x паук,

щ»щяитио - к«Ы ?ад;:о х солоппдашгя

'длссортацаи ссссохгса fó àlOtt&is 1904г. :

по засодй—ли Ст::з;^цлж/тр0Еятц101'0 y'í¡"ifí7,'oro согота JKI 8.GS.Oí ¡i ксударся-ьсыпой Дкидзми'А СЭКОИ . им.- A.C. Попогэ

Ддроз: 2YG02I, Одоссз, ул. Чэлшшацов, I. .' С г.;« герацгей -колю оспакомтся в <Зд<5лйо»к» Академии.

. Авторе^/орат разослан 1ЭЭ4г.

Учэннй с&йг-тгапь СПЭдаалгЗИРОВаЛВОГО учетного CÛL&X3, доцонг . ' Солоп К.

- а -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Лктуол1-Еость-то":-г и соото'~ш:з ьогтрг.ез. ' В пссхо,;пге гол'; сирокоэ рзепосгракжо получая-; пзрсснплгккэ ( где )

падшу.дуалыюго с коллоктк-.оро пользсг-оулл. Олгасо дтЛтг/л-телъяо зпачителышЯ прэгросс наступи! тпгдч, когда Еодьз.-ьзте-лт: коупьктероз получат доступ к сОмС-гссудгрстг.-й-шгл ¡^¡ор'си::-онздк центрам дзншг. При этом поежгко-?!' задача создался ссстс-м пародсчи дгкзп?. кг-зду цодарлшЕЖХ ЗЬМ п&рсоизльз^лл! кстан-яерагм ко суцэстьуоэтд кзкг.л-^м евязя. &5г»ст2:/п рель в роикгж этой зздоч:т ггрзат устройства прзсбразогсикд пгглплоб (УПС) глп кодеш передача данных.

Вчерзые кодема с честоттой и сголлтудкоЗ мо тулодаЛ ст^л:;' .яржзнягься б послоьоекшз гол-; .для и-зрс-дачи "елзгрьф'с-х сссЗ-цан":^; путем уплотнения проводах (Т£) кгчэлгп.

Позднее кногскэчальнгя сговйрауурз стало и для 13

рздг.о:--.ш?оло, что позьсш'-ЛО уволичи^ь скорость ПОГОЛ'ЧГ. в пз-лосЬ ТЗ какала. Однако зте сотрооогэло ргюргзСспа: спсш'-'лг.згл модемов, • сопоставляй: по сло-лосхй .с СЧ рздасс-сорудсвзгкем ;; ьад-легтлв ¡'одо-таз 2 акт?кокзе''устроГ'.ст!;э.

Следукл^ стоп развития техники г^рдчч:« :п:фору.ац:г,: .*.:-: с псяк^окгек потребкосто" ь пергдочэ гки?;х. Для

5-лпс потрэсностей по:^;о"ил:сь коеко. кстодд перод&чл, что к гл-гогл-гг-.чглъ-гт.

'{ иаогочзстотгеи: ) кодоуов с фззорптпзсгякл ( ) п-^улвдйЛ ( Ь

Яр.с>:ол'.;:о ьг.п-э еу:;;-.?ь по - досгуягч* :гт:":;

-.к>-:м с "о:С'А,' 1:-',-.;:т-.тг.

г. в С'.'Ч, т.о. одлот-ре^пло с сг^лг^гг.н--.--..:

аоо]"; г,';-:.* рг»'о~г.:а гх> ьт ому г:гг--.: < г., • \

у I г> дс-у^г.лл^! " ■•. у.': \л :л.:>л 1

двухг.р.'пкой ФШ, которой обеспечивал керодачу анфоркацаа п тс'Я0'£01Игс?г/ каналу с полосой С,3 - 3,4 кГц со. скорость ЗССО блт/?. МоД'.'Ы был ПЕедг-гаьаочен для передача.. дакнях -к пр&нодгЕг* кзкглем и рздао.чзазлга декадетрогого дкепосона откоглтв, 470 ь первом модеме с Ф?Н и послодоъкли; ■¿и й:и 8Я£.лспреепс г.о назначен-.-:» кодомах. был реализован 'опта-гслш'А кйкогбргаишй хгр-.юя слгналоз - тэхьлжа приема сигн?ло": о Г'Г'' цс-й-лглась с в^когерептной обработки.

Р. 1£С0 - 70 годм те«п:ка кт.атох&пвкш'х мздзков с ккогопэ-: ::ц-*олкс-Л С?М гроднзоззчггшкх, главк7;:.: образе", для передав гг:огокрсг:юа го.^гр^С'Ьх и кщ-о^ог вс.:;од-'.!р::ой толо.Го-:•;:.: по род::оно,ч..;л::м с .таотолучг'воствк, бистро р-зсг.7.в?л:зсь. Гчля р^саботаин охбчестБошда мюгс:сарз.икио ггодока о ОГ1! -л;'о "С-5 и ряд коде^кациЯ кздо::-а "КТЮТЫй".

Яслл лоекдя скорость пародами дискретной кифориацви несколько ссюа ©м/с, то кодами с ФГМ позволяли ■ п-Г'рздаг.'!!^ гафортщге со бкоростш-га 1200, 2400 и 4300 бжт/с, '■I ото rif-AbC.no к рэалл-шет ког.:л. рохз-^ов работы в азхокзтааи-¡У/ОЩЛГ СКС'ОДОД упрдвлаюгл и сьлзя» "

В нзетоягио ■ врома код->:.а с разовой модулящтой ггрлхенлулся ' ггочтй во всех кьнзлях и скотомах проводной и радиосвязи к почгл во всех используема па практике радлстехплчзеких длшга-аокох. Еодугся работы по использованию Фазомодухлрозакшх сиг-б агпгчос;"гх я аешкогпю-слтичоских кзнзлох сызз. Гьэ-р-4боха:ш кэмми с ФВ! для с<3:миа доншпя! м>»ад яорсойзльш:.*2 С&М цо .-впжйм городской толе Хондой сета. ■ ' - '

Тоорлд и хехиж-', посгроонгя кодокоз у;-« ветшельно рцз-одяпко реплизьцля згсх устройств свлз«к;а с беле».':: с.у.^тгглзг. Псото.уу гозклчзог проблема сосдглотя кодексе, злс-:с:>4 глтзр-лх еллго в->;го ссЕЛэдаот с ПК. Прл

зтсм ряд задач, таких кс-к зссигнсе кодировонко, устанозло;п:э соединения и'т.п. кохпо бсздокять на прогр^лноо кс:.:ш>*;--зрз, роботаи^го в сети породатл данных. -Токки оброгом готогся гарокаг* круг прс&гем, рсз-лта котсгнх су5ость-з:?по лозлгить нз разълтло л ссг.орг.<истг-ов5}и-:з г<жплсз йпяертур:!. перэдсчз дяшгта. В частности. o<r,z:¡n:r, лорз^лгиж: слздугсц-гэ гзда^з:

- рс&лкзацая кодеков для язкзкзтроь'зс радгс-сгпьлс-в ьа со-зр-"ч.)пкоа элсиентиоЗ безе, котоль.-у;оцса ци'ро^е котсды г-брг'ьэхки сигналов { т.о. рзалооцпл .цл;>рськх к.->деу.сз кз

ззд20к2н8лоз )î

- работа кодо?.«оз в кз ргдсохалзлах, с::^;г.г«:;ц;тх сул?ст;;е;пю.? s&íshik на 'стабильность ссзоеккх пзр:.:,-етров перздзчя слг.плс?;

Цг.лъд гиссертащогоюз работа я-л-л-этся оптгкагз'хгя класса дафрсга«* модемов с ортогональной! сиггалп'-гл я фаг-грагмэстнсЛ годуляц::о2 для поре дат.: дзтпгых по стандартному дззгсмйтгсго:.^ эадйж^эяу.

' Метод исгледозз;г»:я. В работе ясжшзссйгл.' кзто:?! аналогоз'.-х ! дсскретных рэДсотеякчосхпх цопеЛ, тэорлн Бсролтиосю-Г:, гзтекатической ксглОшаторкки и теор;::; корроляцполрою аналло^. Кзучноя нозпзнз работа заключается в глд.-угз-м:

- прс-ЕЯопепи к&томэтачзскке ярзоорезсвклм; ус;хряг.:.:-з г::чго-кнля з стандартном с-ыстрс-м даоо«рогоЕ?.>пгл Сурьо;

- раоработан штод синтеза прсмояуточзчх скьчс-кгя кпксльихх' лггналсз, уг.элпйгякязйс бистрэдоДствиз цн^рс-сЗ o'paíon-:-;

- прс-длоп;ен кзтод потссонял щ.-г.'.зг.ог>;; песта ггго:..",::л-обработки;

- 1гооллскс-а K0T.?yaT:r:çci'.i;2 п:ггг.рвт ;.:адсллрх.а"у-л i-a -"лгмов цг.£рошх кодекса с ?ПЛ к сртсс:-:.'.-."лн:>^! гл;

Практическая ценность работ состоит з схздунхцэмг '

- предложена к внедрена процедура умножения группового, .многоканального сигнала на специальную огибающую ( треугольную, косткусоидальнув и т.п. ), что в процедуре БПФ легко реализуется; _ -

- разработана алгоритма окснерклэнтальнпх исследований до-модулятора г,¡эдема на скорость 2400 бит/с для декаметровото радиоканала 5

- сиатьзяровгш алгоржма блока разделения канальных сигналов

iZ'.tрового .».:одемз;

- рззр-1:'отгнм алгоритмы блока доьюдуляпда ц:Црове?а модема.

Гэ-'-/.Г'.с^гя результатов работы. Пршяд<лшы<э в длсеортацион-но": работз исслодозанлл яздшеь часть» пдачоьоЯ научно--пссл-э-доз&тельскоа работы хоздоговорной НйР, яроводапэа АкодомзаЯ с£лси и СКВ "!,!ожм", г. Одессы.

Агтобоцуя р^ботч. Матэриали диссертацкога-юЛ работа докла-дааздпсь на республикански?: доутао-адхничэаавс кой&зронцшас, из ьт-чно-технкчос^х вож&реицаях про^ессорско-првподаЕйтель-сг.ого состава ОЭИС им. A.C. Попова. ■

Цубягюкрои По материалам 'даосортации опубликовано i дэзсааровано-'* статьи: -

1.Устройства синхронизации систем передачи;

2. Пргжл-знао цифровой обработки сигналов для реализация коде-мов парь дачи данных; '

3. Особенности иододаровааия на ЭЦВМ • алгоритмов модемов < фасозоЗ модуляцией; . •

4■ Гозультати кодоларованая на ЭВМ алгоритмов цифровая много тжльннх ;.-;демоз в реальном масшгсСе времени.

С<"лч» у. структура работа. Диссертационная работа состоит из ЕЕбдвнгя, чзтырех глав, ззихчзнкл и прилохоний. Работ

„ -Т-'

зодорги? 147странкц, в том числе 120 страшц текста, 13 страниц рисунков, . 7 страниц библпогра&я из 81 наи/оновсниа.

содаткж РАБОТЫ Во введении сбосксвкваэтся активность задачи и ы-;бср гска, сформулирована цель, аналинуется состояние вопроса, определяется круг вопросов подлегших рассмотрения, приводятся краткоэ сооО-.спкв оснобншс разделов дйесортэцгоинсй работа.

В первой главе сделан обзор скзстзущях матодоз поредача цанкшс по каналам связи с помощью фазовой кодуляциа. Показано, это наиболее приемлемы в практпчоскоЗ реализации является относительная фазорая ( ули фазоразкостная ) модуляция, а сдащ оптимашяа. ( с точки зрения практической- роалаззгия! ) представляется корреляционной поэломэктвиа прием 4-ззорззност-вого сигнала. Р.ровздэна сцепка сложности аппаратуры "КС". Она _ является модемом с ортогональными многочг-сготЕХма ст-на-лзми л многократной ФЭД. отличительной ссобетшсстья аппаратура типа "КС" является плроксэ кепольгевшэ жяте&ш и логичессх катеградьшх кикрссх'ем.

Результаты проделанного анализа показали следуязез: есля слспюстью Б модема, состоящего из базовых узлов со елгх-востьв 1-1-п, .считать величину_

где К - число узлов 1-го типа, входетгх в модем, а с С;.;-* а сдояяостьа аппаратура при 5.,- 1 '

з - ? , (г) ,

тз: I. "ло. ;;ость «ъх'ГОкгкял: него кодр-,м с/д'от^г^ ^о.г,с?

гпг.:-дпчч и лрг'чоч во нел;;;''-у оо>:о:;у.

2, С;. •-.-••.; •;ел--.? :> г':.. г К'-; м/ о-;:: -

п • '

зсго врекэки земодузнзш ГВЗ к по ляаегяоку. закону, йщгрзмэр; Хфя скорости перс-дачи С = 48С0 бит/сек и езмвненка пости защитного интервала дх от 0,2 до 1,3'мсек, S поилгаг-г-;?. только на 50%.. ■ . .-...•.'■

Следовательно, слохетсть многоканального модема ' Солов сугч<зстг.гЛшо зависит от скорости пэродзти, чем от пораышор-еосте ГЕЗ.' Это вполне- понятно, так как, чтобы певаепть скорост перо дачи, необходимо побесить т/сло каналов, что увеличтЕ-зет сложность. В то s» Ерег.'.я в случае многоканальной работа, вел^хсйаость фазочзстотноЗ харэт;тор;:с?1па, "пр;г.одядзяся на сдан кагол, ywoHbiraoîcn, что укеньзавт и вв влияняз на слсжость.

В тел случав, если горойти к полной цифровой реализации нз ?.тасспроцвсс<?£йЯ1Х сгстэках подход к определенна сложцоста суцоствекко и:.-мз!отсл. Пря этом, стоимость аппаратных ерэдетг ( ¡ллсропродассор, БИС памяти я устройства ввода/вывода ) прах-счесь-и определяются стандартной структурой, ц стокмосте nporpoœanc средств спрядоляотся типом алгоритма и особенностями канала езязл. Показано, что отгааратпо-програмпая реалкззци; на микропрцз ссоршх сас.х-мах по везм показателям являатся предпочтительной, и, ; поэтому, представляется ц-элосообразглл. гсследовать основные принципа цкфрогсЯ реалазэдяи мяогоканал? Ги;х юдэглоз с ортогональными сигнала:®. Тагам образом доказан-: что гг.гфровая . реализация является . вдшетаошюй ольтораатпесг на пуха' совертяаствовзняя аппаратура тародъчл дйкнух.

go вте-ой главо пглсяона щшцйпч построения пг^р^мк модэ-ь.03 с ¿згеразностной модуляций а .ортогозалызам сагиаша, ргг.эльзуксех сг«ктра,лк;гЯ алализ. Пр? j?tcm .. ослозюм спосоСс-г.:.сь от киогуд. глв^сга'-г»: рзвет, пршмт ы?

"-д 'с? чзсгпого к обсеку", т.е. Еадук~!гклй. Для та:ссг(

- 9 - .

гтособа следует цро?аз всего задаться коккрдтнкма п^раметра-д: пфрового модема для стандартного ?елофон?ого докамзтровсго адкокзнало. Спектрапькнй еаализ производится по лосдодово-ельлостп отсчетов сигналов, полученных аналогсБо-цл^ровкгл р-?обрзговатвле:л ( АШ ). Анализ производится по 15 чсстэтют. осггвлящкм, при этом для умотзения необходимей производи-елзности процессора, попользуется е-кстроэ проо'рагсвалле уръе ( БЕГ' ).

Проедин частотных составляла ( канал;.н:;х сигналов ) Х.„ л ■

вычисляются* ПО СЛГСрЛВ'.<У . £

Y1: = ~Т S(t) CÖS °кЬ ät '3)

\ " I -o.^S(t) Sin bjj,t dt, дв S(t) - кл'овсгвю-з значенпа группового сигнала; Г - интервал лалпза; о частота базлегых Функций.

Для повышения частотной селективности, т.е. для yf/eiii гобочззах лэпесткоз АЧХ эквнзалоптних фильтров, попользуете-: •реугольная огибакшя ( "окно" ■) в алгорлт«? ГПГ. лнал;:о ¡ропзвздатся по. 128* отсчетам Л Т 64 отсчета« ). О учетом iToro получен алгоритм для дискретного прообрззевглгия >уръе ( ДПФ )

63 - 128

63 ?ва '

^ -ir L-ws<3> I < 1 " ir )S<8> ,

Г;" О Г: - о J

:'дс и - даскрстноо г.рзкя; S(n¡) - отсчот;г сяп-::,«?.

Далее Е1;числот;:'я y¡~oí:;.;K'i пу~гл; лллокоа cy^'-rpvj •

Г.'.Л во второй ерэт' я - п - 6'..

v 1 v п c^w^irkm " .. ч ' v г i Ч- = "о-Г Z"5Г S v"Kos —, + -д- > С 1

27Ck( П.+ 64 ) * S( m + 64 )cos---—=-. (5.)

Ут.гкшая. что при к целом

64 а

coaZz —--54:— = -g-д- , (6)

7 возвращаясь к первоначальному индексу сугазровапия'показано са • . .

К " IT* 1 C|rS<m> + ( 1 * тг>3<®'+

Li—О'

63 . v''

\ - .4rJ0tfrS^ + < 1 - ж + 54 •

Проекция Zy, к ук еыт'олзш с юторвалом в 32 отсчэга. Ho---.jp 'ит ареала анализа, обозначенного- через К разза* целой час:а от к/64. Проекции канальных сигналов являются функциями комара каиальпрго сшила 5с.к номера интервала анализа Н, т.5.

(:') К Y^d-:) . Дискретное ВрвМЯ Ш ЯВДЯОТСЯ ТЙКущвЙ ЕеЛИЧЗЩОЙ в [7). Поэтому иадоксн суммирования го зависят'от помора актер-вьла и. Так для нулевого интервала (W = 0 ), предали сумми- . рс-вания буду? от m = Q до m = 63. ; Для • первого интервала : ( М = t } в аргументах оазисных, функций следует ?подставлять сначешм m от 32 до 95, для второго интервала ( М = 2 j благо- ; даря периодичности базисных- функций, . значения ш изменяются/ с~ о до 63. •

СЧЗВПДНО, ЧТО . : ' -.-..-. ■ •

соо2я>( ) * cos(2ic-g^ +' tecj = (-1 )k cos2ok^,r .

"tr-"-': ( .}.= (-1 )k з1п2т,к-p-r-. (8! - ■

О-* О«* -

-II -

¿ЛГОрИГМ. быстрого ПрССбр.350ЕаШ1Я Фурье < Б1К ) прздуска-. тргвает нулевое вначенпз фазы в аргументах бозиозьх функций. Поьтому на нечетных интервалах анализа следует- пзмеспгь знак*: на обратные у проекций кечегнл2 гармоник, получениях кегодом EII5. Если обозначать, проекции, полученше методом ЕЛ? через Х*(М) и Y*(M), тогда

Х.к{К) = <-1 )kTÍX*(?¿)

Yk(M> = (-1 )*V<K). (?)

При другом иагв (".') кззду интервалглли гтскч истилкьгз значения проекций мо^по получить из проекций гичисленных методе;,! БШ> по алгоритму:

Х^Ш)'» Х*(М) соз 2+ Y*(К) sin

(Iö)

Yk(ïi) - Y*£í) eos 2тск—'- M + Х*(М) sin ' 2k-Ц-И.

Так как алгоритмы ВПЗ обнчно загкеивпатсл в ксг.ллвкснса . форг.т:,1""то гнзчение сектора .C(Jw) канального сигнала записано через его проекции G(Jk.) = X(k) + JYflO." и алгоритм еччпслр-ннй проекций записаны в виде одной сучг.ы ' C(JW = -5r|3o'[-63-S{n) + ( )S(m+64)le -^'Ь. ',11 )

Далее рассмотрена вопроси синтеза алгоритме» ¡етогоканзльксго кодека с ортогональны.'« екгаздеги и флзеро?-востной модуляцией для передачи данных го стаядгр1пс:/у - дс-ks-метрсьсуу. радиоканалу; длл решения задачи cvhirzi илдукции Е.г;оден ряд конкр^тн^: 'парпуетрез, ::• *. чп

стсчетоп пз п-торпале ортоттасльнсзгл, к,\~пч<7С7::.о лардлал'-;''.--: каналов; пресней :-.о сис-кгра; inoro ' . ц,:I; л.-v..

птеобразог-'.ни:-: Оур;.« д.;я np.v:<". о ist/'". . : ? "'.Г ; •<: где л - -v. ' алгоритме?; Пра^'р^е"^:-? ....

- 12 -

переход ■ от' последовательности отсчэтов группового сигнала к набору проекций кзналышх сигналов па базисные Функции..Однако проекции канальных сигналов вычисляется непрерывно, поэтому казду» пару проекций- ( г \гк ) ощягдаляадув Еокхор'ханалы»-' го сигнала можно рассматривать как кпмонягдайся во времени ка-налыкй сигнал полученный путем фильтрации группового сигнала.

Для получения ашлитудно-частоТной характеристики эквивалентного фильтра рассмотрена зависимость величины модуля канального сигнала ( огибающей канального сигнала ) от частоты группового сигнала. Если считать, что на вход фильтра поступает колебание и^ = и0~1п ( ыс + ф ) , то в результате преобразования • Фурье с прямоугольной огибающей ( прямоугольным окноа"), получено ч • - '.

- Т

\ - у- ^ и0(п!ши ф) соз^г 4г » '.- ~ . ■

, Т , X

= иссоэ[(и-- Шк)1 +ф]<П т{г / иссоа£(ы -на^П ф]^

" . . -и—"..............- : • •• - ■

Цтгг 1 с1Г1(* и " "к^ + "" 1 +

4 •(ц-'-и^Т)" { соэС< + Ф 3 - созч> (12

Будем считать, что суша частот и + значительно больше та разности и - и коазю пренебречь о той величиной. Тогда

4 ( и - (^)Т и з 1л-г < и ~ и. )Т ,

, < « - • ■ (13) а в 1г.--,—*- г { и - и )Т '

- ещ}--2—¡£— . о 1.

1 Си - Ь..

4 V'

а

- 13 -

Далоо рассмотрено как изменяются проекции канальшх сетка- . лов во времени

X, (г) = -м- Г и,з1п( сох + ф )соБса тйт.

* 1 ^ о , « ■

Произведем замену переменной.

Х^Ъ) = / и о1пГ и(т-г) т ф (15)

Произведя • преобразования аналогичные излотенпкм вихе, получено

( и - оут

К *

31л-

■к ( и - и^ЛГ* 00 2

( и - <4.)Т

в1п-2—к—

\ = ПГ^П^ТТ- з1п

(и) - и^у:

'.+ <?+( и - ис))-.| (16)

г < ю - о )? ,

[---2---— + ф + ( и -

Акгаптуда ( модуль- Еокторз канального сигнала 8 ровна

Й • /х2 + Г1 = и

з1а

( и - шк)7

Ги --

(17)

Тагам обраеем проекции. канальных сигналов как функция времени представляет.. собой колебание- с,: яас-го'тс;! раеностя сигнала V базисной '• функции. Процесс преобразования Фурье будем рассматривать как фильтрацию сигналов.

Показано, что при треугольной огибаицой ( трзугольном отша ) э:.отлптудно-часто?ная характеристика имает зил

-.В

( '.о - ЦС)Т .. V .

~Г= <*, VI! . - • - .

а!л

-14- "" •

игибакг1уа б вида приподнятого косинуса козяо записать

1 + cos-^S-t ■ ■ F(t) = -- , (19)

* т 1 -t- cos t

= 4- J -'-ггШ— cosuit dt

C- J r, c. _ К

< T 1 + C03-££-t _Д .

-i- J _-- e"-" BiîK^t dt.

<20)

-T

Начисления показали, что использование треугольной огибавшей. дает ыглгрыш 4,4, а использование огибающей в вида приподкятпго косинуса -. 4,26 в сравнении с прямоугольной

образом, исследованы фильтрующие свойства преобразо-ьашьт iypbe; синтеекровонп промежуточные значения канальных сягпалоа, что позволяет сократить процесс вычислений почти вдвое, без земот-аого' снакения точности.

Третья глава • погвядена исследовании методов разносанного приема в цнуровмл ьзюгокйнслыаас модемах с ортогональными сигнала-.-:,:. Для этого были вычислены корреляции сигналов,приня-т;;х. разлггнымд, ггриемниками, рассматривались относительные

звгъздизажя этих сигналов; проведены исследования вопросов с;васза'алгоритмов, обработки сигналов пдФроьых' многоканальных модемов с ортогов.ельвел.г.' сигналами для разных видов разнесенного приёма, который достаточно часто применяется в дгкэметро-в:м р^'очанале"; получен мчоптееш-^й знал::.) ;.д?нтп£лхн:вв: «••• pK?.:-B".ce:ui-'.то приеме ш ух •»рреллцноьчвзл функциям,

г. т с с-" влаге д-,-а: теоретл'некпе и практичоелиэ рекомендации

• - 15 -

уш виедршкм пг.фрсзьк модемов в •декам&ороетй! .редяокав&л о

газкесекшм по пространству . или по частоте приемом.

Пероый раздел четвертой' главу содортсит подробный материал гаделкровагшя лэ ЭВМ алгоритмов щ'Фрспых ортогональных модемов

ФРМ и • ортогональными канальными сигналами; проскдоч пектрадьшй анализ входного соткала, который осуществляется в оответстЕСТ с алгоритмом

= + <« ~' "Б§* V 64}]*"' 64 . (21)

зтодсм быстрого преобразования Фурье. 3 основу прссср:.*::5.-;-та полокена процедура последовательного праре.::т:?,::гтл о-.-сч-? -зв входного сигнала ео грэу.е-сги. 5ся процедур:» пр^сср^есг.П:п:я ?и этом состоит пз пос.тедоьате льних операций ¿гло^лп^л [■счетов на весозыв косф&щцзнта и спврччаЗ с;ь,"лп:ссг.;г,тч.

Как кугоо кз алгоритма сяоктр.?дь:ша анализ производите« аэ гтерЕвлз Т, -т.е. анализируется 54 отсчета входного с;тгнпла 'о дает г.озможнооть .получить 64 коэффициента йурье. Тлело г-э ••комах спектральная составляете х проекций мпогскорного ес-к->ра сигнала ; составляет 18.

'Для эффективного рассчета коэффициентов Сур-е произзодит-; прореетвапа® отсчетов входного сигпвлз с тюлучо-аом узоро-нкгос - ( 16-гя точечных ) последовательностей, заагслага» зктров этих последовательностей методом ВПФ к и.х когбияи-вапие. Приведена блок-програша, реализующая,этот сшшраль-й анализ,"а тахже '.бйок~програм»<ы', реяжзукаже БШ>. 3 учае последовательность обсчетов входного, сигнала • льязя, т.е. Гш[§(п)1 = 0. / * " .

Известно, что если конечная, последовательность являй —г

до£стьн:гглъкой, то еэ удовлетворяет ' следующим условиям-сжметрпк: .... ...

Re i i ( к V ] Re £ X ( N - к 5 ] Im i X ( к ) 3 = -Irs I S ( - к ) ]. (22)

Это свойство ДПФ здесь используется слодакщм образом: ьцчпзлкотся полопта'спектра Т • • точочноЗ последовательности, т.о. прженяатся Т/2 точечное БПФ. Вторая половина спектра достраивается пото?« по правилу когямексно-согтря-::онной скгмет-р:п:. Это повкшае?чпрсязводатольность процессора ПЕК», т?к. не трзтнтсл время на вычкслоние второй полозяш спектра. Кроыз тоге количество тробуемах ячеек пылятг уменьшается вдвое. .

Ташл образом, для вычисления 16-ти точечкой последовательности Есяользуется О-ш точечное БПФ.

Далее во втором разделе проведены экспериментальные-иесле-i. jsHza демодуляторе модема на скорость 2400 бит/с ; так как ссновкс/ узлом модема передачи данных является демодулятор . с пли^прпохзгяк > Системы, -то -главное направление разработки .-.:-свяцено структура сигнала ■ и методам его приема. Приемник •-.кот«-:: должак осуществлять обработку двух разнесенных екгна-л-в. Узел автоподсти/йш частота ( АПЧ ) должен осуществлять :;-. .стрелку раздольно для какйого из разнесенных сигналов: так-тсвуо сиглроьтюаиию тша® целесообразно производить раздельно каждого из разносекшх сигналов.- Поэтому представляется /-оосразнзгм разработать приемнйк разнесенных сигналов с л устройств разделения канальных сигналов,

отн устро^ст; о, конечно могут быть соьк-эг-еаз в одном .—.--гессорэ."

F- третьем раздала четвертой глав;; рассмотрены алгоритма •• р^г.долс-штя каналшкх сигналов

. - 17 -

m /г

X. - Г S(í) fit) sln( ы. + Аы }t út * -►> /2 .

ívt /2 .

■ • Yv --- f S(t) X ft )* cos ( Au )z dt. ■ -t /г

Здесь S( i ) - групповой сагнзл;' í( t ) - огкбащзл, къ'^ьл 'форму "прштодаатого косинуса",- tQ - внтерваг рзвний полевике периода сгпбандей Т{ t ); Au - сме;цзпиа часто? опорных излесз-.ний, котораэ устанавливайся системой АПЧ равны', сжссннп частота ПДТ. Управление процессом начисления' проекций пропзю-датся группами по тря пссалки. Гц терзал интегрирования Т + t ( t - длительность интервала измзеоеия сгибеютюй 5 устанавливаться равным одному из дзух значений 64 10 = отсчетов ( в -режиме большой сзлекткзкоста ). Sr.! 3 интер-гпа по SO или эв отсчетов додали бать расположена равномерно на интервале трзх посылок. Равжкзряое. распределение интервалов интегрирования па трех посылках мляно получить, осла чередовать длитялшссть. ззщшшх интервалов: в'резшма малой селективности длительность г&фттх янтзрвалоа брать рашама 27» 2t> и 27 отсчетов .( последогзтельпость --зола зо~лтшх интервалов будет им.:ть вид: 27, 26, 27, 27, 25, 27, 27» 2S, 27 и т.д.), з" в режямз боль-згой езлектпвнеегл число отсчетов 'на Batsrn.-jx интервалах брать равной It, 10 и 11 < 1U to, it, И, id, '1, Л , to, 11'и т.д.). В рэтакд мелей селекгпБцоо'л огм^-глл измарается- на 13 отсчетах в начале интер-ала гатпгг^рс*:-:.--.'..-■ на IS отсчетах в кггп-j питерзадз. В сслысЛ

ности огкбагдоя взуорлэтея па S2 отсч-гтзх я н^чг-ле з з .поезля. Для ергнорз ргсо.'отроп рабе тай елге-рн-м npcewera -i з регжв больной еелек-гльасстп. Разуль-пЛ: :гд-:лч-рсг.г.;г»:.ч дзгт no.";;;) еппся~л-э алтераткоч rn-tp^r.y:'. нсдсу.-з. чл:

_ 18 - '

позволяет делать выбор, как параметров сигнала цифрового моде ма, так и способа обработки этого сигнала в приемнике.

Даюдуляцгя канальных сигналов заключается в определении зпечепсй правдоподобия символов в подканалах по проекциям канальных сигналов Хк и у , найденным в блоке разделения кгнаяьшх сигналов. .-

Значения правдоподобия Га к Г^ для .каждого из 13 канальных сигналов находится по формулам

(24)

г = Аа

а ~сг

" « ^ Да. '

о

где- ~р - сраднэе значение полезного сигнала; сГ2- среднее значение квадрата помехи; аир- определяются.для квкдого канального сигнала по алгоритмам:

•Да = ал - а£, • Др = - р2. (25)

Получена результаты экспериментальных исследований цифрового модема- конкретной разработки. При этом, кроме модулятора демодулятора, экспериментально исследованы такие', неотъемлема узлы любого модема, как устройство тактовой синхронизации I система звтоподстройки частоты . под Гфиннмаемый грулповоГ

Алгоритм. вычисления составлшких проб щ-с сставлону км

С Е-2. Ь ~ I + ( + 6 КссЪ £г~4

(26)

С Г* - I 5(гг.) с1п£ €з>в3о * ('2,5 ч 6 Ц^]

- 12 -

интервалами проб либо пропускать, либо но пропуска № один отсчет, причем после двух пропу^онрих отсчетов брать один но-пропущенный. При "этом номера отсчетов проб будут текгс-.-н: первая проба -получается сунмцродвпаом" ьа интервале с? 1-го по 10-2 отчет, затем пропуск 11-го отсчета; вторая проба получается сужхрованиом из 12-21 обсчетах, пропуск 22 отсчета, суп-стров^тпэ на 23--33 стсчзт&х, пропуска пет, из

33 Я обсчетах, гропуск 43 отсчета, дадоа утдтцаог-'ся отсчет'.: па .интервалах '44-6-3, 55-54, 65-74, 73 - 81 п т.д. Л.гч зтсгс индекс вклада сут.Х'фойьгал определяется по злгсг.ттг.у а, <■ ( Я - 1 1Ю • К - ( ПЧЛЙЯ ), (.::/•,

Сатс-а бпредй*гл-»ея разность пг.сб ( Л,,, )?, п ( П.. ),., рзснос?:» с-Чороглс-Л проси и проба зад-'рташеа на пкторпсл 'Г.

■ С ( Ег " С V«

с V)« * с ^ - ( Г*.

Пзтр'даз у'одатг-ея, что Я-б проба задер-дяна лтьосительго N-03 проб« т.а отсчета, т.е. к-\ккторвол ортогс:пл:-асст;: Т.

После этого заводится длина доктора 3,, по его прсоггияч. с и ( вг причем- .

■ .¡у'* . (М).

Зйзчгттде сооивохстугмо пробам, нагояйциас*» г< пр<::е-лах одаой носили будет иметь «элув величину, з РЧ;. . соо?~.

'пробам на разнах посилк;«, будут, иметь' осл'-'.у-л-Белнчпз'у• Лл! погкзоция пс'мзхоусхся-сгйэстл цеяес^Г'рзттго кешшэть зяочвшя Ги кз чэ тагах иятвозоли. • пг.яч'»ч т ж>& стачеит рзьнэ ( » ) Эту Езгрос"--? сл-ч-^ц

плп'гг резлел 4 ГЛ5ДЫ.

Лая ^лделироваяия сал нкзрэа лгык-йзглгл:*-, к-.-к .««п

- 20 - • ;.....■ -. "

рзопоетран&ниый при решелеи подобных задач.. Результаты экснэ-

ркгантгаышг исследована! показали,что цифровой: «одам рзалдзу-етел в реальном масштабе времени дога ка универсальных { не" спепвзлпзяровагепд. ) митфопр-оцессоринх комплектах сер:-;и KI3I0 ,( гналэг "Intel 6086" ).

В ооклйчйнпи приведены основные результаты дассерхшаи, ::отор:;э кетю свзсти к следующему:

- пре г логину математические преобразования, упрэп-акщие в ц-члслекия.в стандартном бистром преобразовании Фурье;

- в;1здроно угаогение группового многоканального сигнала на специальпуз огпбакцуи, что позволяет существенно /повысить по:.кхоустойч;щость;

- пртдложапа процедура синтеза проме&уточних значений ка2?йльЕкх сгтнавсв, увеличивающая быстродействие цифровой обработки; .

- предложен катод повышенна производительности процесса об-p.-iOOTKii, зз счет линейной интерполяции нетду соседними отсче-ткгт. группового сигнала;

- снлт'-спрован алгоритм вычисления ■ относительного запаздывания сигналов. различ!вгх ярхекйкков для возмокпости реализация • ".а года разно сенного приема;

- разработан математический аппарат моделирования па. ЭВМ алгоритмов цифровых ортогональных кодеков с СРМ к ортогональными канвлг.пглн сигналами;

- разработан* общ-те алгоритма зкеперкмгнтальких исследований дзуэдугкорь тдоаа на скорость 2400 бит/с для декшзтрового \ зг.:зг.а1.зла;

Иризеденпи-э в диссертационной работе исследования явились ч. •-.•:.:•; плановой коу-жо-исследовотельской работ» . хоздоговорной

:;•. г^огсло/.^ ¿надошхй связз z. СКВ Толкла", г. Одасса.

Ммержим дассертэциоЕНОй работы докладывал-лез на роецубдпкпн-скхс язучяо-тэхнических конференциях, на наушо-тел^лчееких конференциях прс<5есссрско-проподаЕателг>ского состава Акадеглпгд связи им. A.C. Г.спова. , '

По материалам диссертации опубликоззн& статьи:

1. Зсалвхп Т.О. Устройства синхронизации систем передачи, Оборзяк вэучздх трудов Одесского олзктротехпетзекого института езлзи ,"Пайхоустой'швость систем связи Одесса: изд. С"НС. IS00, 128 е.;

2. Эсяльхи Т.С. ПримзЕеяиз цифровой обработки сигналов ,;уч рзалазадад модемов передачи давни". К,: деп. а ГгГБ У-српшш. 1393 г., IJ 1715 - Ук - S3 ;

3. Сссльха Т.С. Ссобошюета гаделпровакия на ЭЦВМ алгоритмов ?'одо?.:оз с фаговой модуляцией. К.: доп. з ГШ Б Укрзпяа, IS93 г., N 1802 - Ук - 105;

4. Эсядьдл Т.О.- Результат моделирования на ЭВМ алгоритмов njüIpoBHX многокзнзльпнх ?лодгмов в реальном мэштпез временя. К.: деп. я ГКТБ Украины, 1093 г., N 1803 - Ук - ТС<5.