автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.17, диссертация на тему:Оценка качества цифровой передачи аналоговой информации в корпоративных сетях спутниковой связи

На правах рукописи

РГ&

2/.ЖЗ 2-Ю

АТАЙЕРО АДЕРЕМИ А.

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ЦИФРОВОЙ ПЕРЕДАЧИ АНАЛОГОВОЙ ИНФОРМАЦИИ В КОРПОРАТИВНЫХ СЕТЯХ СПУТНИКОВОЙ

СВЯЗИ

Специальность: 05.12.17 - «Радиотехнические и телевизионные системы и устройства»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва -1999

Работа выполнена на кафедре «Радиотехника и радиотехнические системы» Московского Государственного Университета Сервиса.

—Научный руководитель -доктор технических наук, профессор

О.И.ШЕЛУХИН

Научный консультант - к.т.н., доцент А.В.ЛЕДНЕВ

Официальные одлоненты -доктор технических наук, профессор

ЛОГВИН А.И.

- кандидат технических наук

КАРГУЛИН С.Г.

Ведущее предприятие - Государственное Предприятие

, «Космическая связь»

Защита диссертации состоится « 1999 г. в 1500 часов

на заседании диссертационного совета Д 072.05.03 в Московском Государственном техническом университете гражданской авиации по адресу: 125493 г. Москва, ул. Пулковская, д. 6а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ ГА.

Автореферат разослан « ноября 1999 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доцент, кандидат технических наук А.С. Попов

ЛР№ от 10.11.99 г..

Подписано в печать 17.11.99 г. Усл. печ. л. 1,3

Бумага офсетная. Печать матричная.

Заказ № 100 Тираж 100 экз.

Текст напечатан с оригинал-макета, предоставленного автором.

ЗШ Ц-О&кЫ, О

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Целью диссертационной работы является исследование вопросов оценки качества передачи аналоговых (речевых) сообщений по спутниковым каналам связи в корпоративных сетях спутниковой связи (КССС). КССС - бурно развивающееся в последние годы научное и техническое направление. Особенностью подобных систем является построение комбинированных сетей для крупных корпораций и фирм, имеющих удаленные на большие территории филиалы и подразделения.

Наряду с передачей данных в подобных корпоративных комбинированных сетях остро стоит задача повышения качества передачи аналоговой информации при одновременном уменьшении доли спектра , выделяемого для этих целей. Среди аналоговых видов информации наибольшее распространение получила передача речевых сообщений. Проблеме качества передачи речевых сообщений по каналам связи посвящены фундаментальные работы А.И.Величкина, Сапожксва М.А., Вемяна В.Н., Покровского Н.Б., Назарова МБ.,Прохорова Ю.Н., Рабинера Л.Р.,Шафера Р.Б. и др. На современном этапе развития техники передачи аналоговой информации решение этой проблемы проходит по пути применения существующих и разработки совершенно новых алгоритмов сжатия речи.

Учитывая составной характер канала связи, включающего как одну из компонент - спутниковый радиоканал, задача оценки качества речи еще более усложняется.

На основании вышеизложенного можно считать, что задача оценки качества передачи аналоговых (речевых) сообщений в цифровой форме по спутниковым каналам связи в корпоративных системах связи - является актуальной.

Целью диссертационной работы является разработка научно обоснованных методов оценки качества передачи речевых сообщений в корпоративных сетях спутниковой связи , а также разработка рекомендаций по их эффективному использованию в народном хозяйстве и бизнесе

В соответствии с этим, были поставлена и решена следующая основная задача.

Разработка универсальной, точной и простой методику аналитической оценки качества передачи речи в корпоративных спутниковых сетях связи на основе выбора адекватных моделей речевого сообщения, цифрового канала, пропускной способности и характеристик помех канала свя-

зи, активности источников, шумов квантования и дискретизации, методов восстановления.

Методы исследования. Теоретические исследования выполнены с использованием методов теории вероятностей случайных процессов, математической статистики, теории статистического анализа временных рядов, статистической радиотехники, математического моделирования на ЭВМ.— Научная новшна диссертационной работы состоит в том, что в ней впервые:

• Проведен статистический анализ помех и мешающих воздействий на входе приемных устройств спутниковой связи УБАТ показывает, что они носят явно выраженный негауссовский коррелированный характер.

• Показано, что при кратковременном анализе речевых сообщений необходимо учитывать нестационарность речевого сообщения, что достигается сегментацией обрабатываемой реализации , в результате чего предложен. алгоритм выделения в потоке отсчетов речевого сигнала окон, относящихся к одному из трех состояний : пауза -Р; гласный сигнал - V; согласный сигнал -И; а также показана необходимость оценки следующих статистических характеристик:

- ПРВ длин интервалов состояний речевого сигнала Р, И, Ы;

- ПРВ мгновенных значений речевого сигнала в каждом из состояний

- Матриц переходных вероятностей для потока окон Р, Ы, N ;

- ПРВ длин интервалов микропауз внутри окон Р, N. N Р, N. N и матриц переходов состояний речевого сигнала по отсчетам.

• Показано, что потери достоверности распознавания сигналов при воздействии негауссовских помех могут быть значительными. По мере уменьшения негауссовской компоненты с полосовым спектром потери достоверности уменьшаются

• Показано , что в случае малых ОСП, характерных для работы УБАТ структура тракта обработки канального сигнала может быть оптимизирована с использованием теории асимптотически оптимального приема. В этом случае структура тракта обработки дополняется блоками нелинейной обработки, характеристика которых определяется ПРВ помех.

С увеличением уровня негауссовской составляющей ее влияние на уровень ОСШсп возрастает и может достигать в пороговой области 2дБ.

• Показано, что влияние негауссовской составляющей возрастает с увеличением числа уровней квантования, а применение кодирования сигналов в условиях негауссовских помех , позволяет получить энергетический выигрыш по сравнению со случаем, когда кодирование не используется .

• Предложена методика анализа разборчивости речи методом ускоренного статистического моделирования и увеличения объема анализируемо-

го потока окон путем генерации потока окон и их характеристик, используя матрицы переходных вероятностей

На защиту выносятся:

• Методика кратковременного анализа статистические характеристик речевых сообщений, отражающих динамику изменения состояний речевого сообщения.

• Результаты статистического анализа речевых сообщений, включая: характеристики распределения длин интервалов, соответствующих паузам, вокализованным и невокализованным участкам речевых случайных процессов, ПРВ мгновенных значений для каждого из состояний, матрицы усредненных переходных вероятностей из состояния в состояние; оценки переходных и финальных вероятностей состояний Р,У,К для потоков окон, отражающих процесс группирования состояний.

• Алгоритмы и результаты оценки достоверности передачи дискретных сигналов в каналах УБАТ в случае негауссовских помех и применении помехоустойчивого кодирования, а также влияние ошибок в канале связи на качество восстановления речевого сообщения на приемной стороне;

• Аналитические соотношения для оценки погрешностей восстановления при различных аппроксимациях энергетического спектра речевого сообщения и характеристик интерполирующего фильтра;

• Методика анализа разборчивости речи методом ускоренного статистического моделирования и увеличения объема анализируемого потока окон путем генерации потока окон и их характеристик, используя матрицы переходных вероятностей, определяющих марковскую модель речевого сигнала, п0зв0ляющая)||пэгоучить[|0цен1шя|0бв1чн0||испсхльзуемые при объективных методах анализа качества тракта переда Использование результатов работы.

Диссертационная работа выполнялась в рамках госбюджетной НИР МГУ С в течение 1997-1999 гг. Результаты исследований использованы в курсе « Радиотехнические системы » Государственной академии сферы быта и услуг (МГУ С) , что подтверждается соответствующими актами о внедрении.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались:

на Межвузовской научно - технической конференции «Проблемы повышения качества и эффективности в сфере сервиса» (Москва, 1997 г.); на Межвузовской научно - технической конференции «Техника и технология сервиса» (Москва, 1997 г.);

на совместном заседании кафедр ГАСБУ «Компьютерный сервис» и «Радиотехника и радиотехнические системы и устройства» (Москва, 1998г.)

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 6 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения и списка литературы,

включающего 99-наименований. Работа изложена на —183- страницах ма-___

шинописного текста, содержит 37 рисунков и 18 таблиц. В приложениях, объемом 45 страниц, содержатся программы и результаты математической обработки экспериментальных данных,

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и основные задачи исследования, определены научная новизна и основные положения, выносимые на защиту. Дается краткое описание по главам основных рассматриваемых вопросов. Приводятся сведения об апробации результатов работы.

В первой главе диссертации, на основании рассмотрения основных тактико-технических характеристик спутниковых станций и систем КССС с очень малыми апертурами (VSAT), проведен сравнительный анализ методов и алгоритмов сжатия речевых сообщений , используемых в подобных системах.

Учитывая , что к наиболее распространенным методам кодирования речевых сообщений.в КССС относятся КИМ, ДИКМ, АДИКМ, вопросы оценки качества передачи речи рассматриваются в дальнейшем применительно к этим алгоритмам.

Показано, что отличительной особенностью передачи речи по спутниковым каналам связи является возникновение специфических ошибок вызванных негауссовским характером помех в канале связи.

На основании рассмотрения особенностей преобразования речевых сигналов в цифровую форму в кодеках и возникающих при этом погрешностей, в главе проанализированы методы оценки качества передачи речи. К ним отнесены субъективные методы оценки качества - интегральная и сегментная слоговая разборчивость.

В частности для оценки качества речевых трактов использованы процедуры, в результате которых определяется усредненная оценка мнений группы экспертов обозначаемая MOS (mean opinion scores), а также артикуляционный метод - критерий слоговой разборчивости S% .

Для количественной оценки качества воспроизведения речевого сигнала обычно используют нормированный показатель погрешности, характеризующий средний квадрат ошибки воспроизведения (дисперсия шумов), усредненный по времени и приведенный к дисперсии сообщения :

Величина обратная погрешности является отношением мощности сигнала к мощности шумов.

OCIII=l()lg(5)-2, дБ

Таким образом, для анализа, систем передачи речи необходимо оценивать отношение мощности сигнала к суммарной мощности шума -ОСШ£ и знать взаимосвязь между ОСШе и S%.

В технике передачи речи по каналам связи для характеристики условий передачи обычно используется измеряемое в децибелах отношение сигнал - шум (ОСШ) вычисленное ( или измеренное) за все время речевого теста. Данный показатель именуется в работе долгосрочным ОСШ.

Показано, что результирующее ОСШе складывается из отдельных компонент, обусловленных ошибками квантования ОСШкв , погрешностями дискретизации и восстановления речевого сигнала ОСШ д , ошибками канала связи (системы передачи) ОСШ сп.

Определены основные аналитические методы, позволяющие произвести оценку этих составляющих.

Значения ОСШ имеют устойчивую связь с субъективными оценками качества восприятия речи. При субъективных оценках наиболее час,то используются численные характеристики разборчивости фрагментов речи, в частности слогов.

Для слоговой разборчивости S % известны функции взаимосвязи с другими видами разборчивости: слов, фраз, фонем .

Исследования цифровых методов передачи речи, а также различных адаптивных методов кодирования , выявили серьезные расхождения субъективных оценок при одинаковых значениях разборчивости . Это объясняется различным характеров искажений, создаваемых неадаптивными и адаптивными системами передачи. В первом случае имеет место стационарный шум с уровнем, не зависящим от уровня сигнала. Качество тракта передачи при этом определяется, главным образом, по восприятию шума в паузах речи. В адаптивных системах как раз шумы не занятого канала могут быть не ощущаемыми на слух. Восприятие искажений будет определяться нестационарным сопровождающим шумом, дисперсия которого определяется и уровнем сигнала и его спектральными характеристиками. В связи с этим , при субъективной оценке различных алгоритмов кодирования и восстановления речи используются специальные устройства генерирующие шум, коррелированный с речевым сигналом.

Такие устройства называются MNRU ( Modulated Noise Reference Unit) . Использование MNPU позволяет учесть нестационарность возникновения шумов при изменении текущей мощности речевого сигнала . При

этом, однако, не учитывается изменение модели спектра сигнала при произношении вокализованных и невокализованных звуков.

Устойчивые статистические связи между объективными я субъективными оценками при анализе систем передачи речи с адаптивными методами модуляции, при различных алгоритмах получаются если использовать в качестве объективной оценю! величину сегментного ОСШ

1 м

Аз* = ^-£ОСШ(к)

»

где ОСШ(К)= 10 ¡2 (Й5(К) / Ое(К)) - отношение мощности сигнала к мощности шума, рассчитанное для К-го временного окна, речевогоцсшгнала, включающего N отсчетов; М- число последовательных окон речевого тест-сигнала, для которых усредняется ОСШ(К).

Показано, что А э* может оцениваться как для фрагментов речевого сигнала, так и для всего речевого теста в делом. Выбор величины М предполагается осуществлять в зависимости от цели решаемой задачи.

Во второй главе рассмотрены математические модели и статистические характеристики речевых сообщений подлежащих передаче , а также помех в спутниковых каналах связи.

Проведенный в главе статистический анализ помех и мешающих воздействий на входе приемных устройств спутниковой связи УБАТ показывает, что они носят явно выраженный коррелированный характер с нега-уссовским характером плотности распределения вероятностей (ПРВ) . Учитывая , что одной из специфических особенностей систем УЭАТ является работа в условиях малых отношений сигнал-помеха (ОСП), учет негауссов-ского характера помех приобретает важное значение.

Проведенный стагистический анализ методов описания речевых сообщений, показывает, что на достаточно больших интервалах времени речевое сообщений может рассматриваться как квазистационарный процесс с негауссовским характером распределения мгновенных значений и неравномерной спектральной плотностью. Приведены результаты проведенного сравнительного анализа математических моделей ПРВ , спектральных плотностей Б/„(У), корреляционных функций Вл(т), речевых сигналов, полученных различными авторами. Отмечены достоинства и недостатки подобных моделей.

Показано, что при кратковременном анализе необходимо учитывать нестационарность речевого сообщения, что достигается сегментацией обрабатываемой реализации. В частности может быть предложен алгоритм выделения в потоке отсчетов речевого сигн&га окон, относящихся к одно-

му из трех состояний сигнала: пауза - Р, вокализованный сигнал - V, нево-кализованный сигнал - N.

После подразделения потока отсчетов речи на окна Р, V, N, легко оцениваются статистические характеристики речевого сигнала необходимые для разработки моделей речевого сигнала. Эти характеристики включают в себя:

• ПРВ длин интервалов состояний речевого сигнала Р, V, N ;

ПРВ мгновенных значений речевого сигнала в каждом из состояний Р, V, N;

• Матрицы переходных вероятностей для потока окон Р, V, N;

ПРВ длин интервалов микропауз внутри окон Р, V, N и матрицы переходов состояний речевого сигнала по отсчетам.

Показано, что длительности интервалов Р, V, N изменяются в зависимости от темпа и особенностей речи дикторов. Распределения длин интервалов речевого сигнала в одном из выделяемых состояний является распределением дискретной случайной величины - F(m).

Дополнительная функция распределения F(m) длин интервалов Р (или V, или N) определяется в виде:

F(m) = Р(М > ш) .

гдеМ - случайная величина, а ш - некоторое ее значение, показывающее число окон Р (или V или И) в интервале.

Важное значение для анализа систем пакетной передачи речи или систем статистического уплотнения речи, с учетом нестационарности , имеют матрицы переходных вероятностей для потока окон типа Р, V, N. Структура матриц, величина их элементов отображают динамику изменения состояний речевого сигиала, а финальные вероятности - характеризуют время пребывания речевого сигнала в каждом из состояний, На примере речевых сигналов 5 дикторов в главе определены матрицы переходных вероятностей Ру из состояния в состояние и значения финальных вероятностей - матрицы К.

В главе приведены численные значения элементов усредненных матриц Ру

Р..: у

р Р Р

грр rPV

р Р „ Р

1 W VN

р р Р

NP NV

R =

и R. Найденные статистические характеристики информационных процес-

9

сов и помех в канале связи могут быть положены в основу методов оценки качества передачи речи в КССС.

В третьей главе диссертации проведен сравнительный анализ алгоритмов демодуляции цифровых сигналов КССС У8АТ оптимальных в случае помех в виде широкополосного гауссовского шума в случае, когда помехи и мешающие воздействия на входе малых земных станций носят комбинированный характер и содержат как гауссовскую, так и негауссов-скую компоненты.

Получены аналитические соотношения, позволяющие оценить потери достоверности передачи цифровой информации в случае негауссов-ских помех.

Р = 0.5 • [р(0/1) + р(\/0)] = 0.5[1 - +

2 ГТ

2

Видно, что вероятность ошибки в случае негауссовских помех можно представить в виде двух компонент. Первая составляющая - характеризует вероятность ошибки в случае гауссовских помех. Вторая составляющая характеризует влияние негауссовской составляющей в аддитивной смеси. Проведенные численные оценки потерь достоверности распознавания сигналов при воздействии негауссовских помех показали, что они могут быть значительными.

Показано , что в случае малых ОСП, характерных для работа УБАТ структура тракта обработки канального сигнала может быть оптимизирована с использованием теории асимптотически оптимального приема. В этом случае структура тракта обработки должна быть нелинейной.

Учитывая, что для повышения качества передачи информации в КССС применяются методы избыточного кодирования, полученные результаты распространены на этот случай. Показано, что при значениях ОСП на входе 5-6дБ и фиксированной вероятности ошибки на выходе декодера (10"5 ) применение кодирования сигналов позволяет получить энергетический выигрыш порядка 3,5 дб, по сравнению со случаем, когда кодирование не используется.

Принимая во внимание, что оценка величины вероятности ошибки передачи цифровой информации на бит в радиоканале , является лишь промежуточным результатом, в заключении главы прослежено влияние

таких ошибок на качество воспроизведения речевого сигнала в приемном устройстве земной станции получателя. Найдены оценки величина граничной канальной вероятности ошибки, приводящая к увеличению суммарных шумов квантования.

Получены аналитические соотношения для оценки ОСШ сп, в которых выделена дополнительная составляющая, учитывающая негауссовскую компоненту помех

Найдено, что с увеличением уровня негауссовской составляющей ее влияние на уровень ОСШсп возрастает и может достигать в пороговой области 2дБ. Влияние негауссовской составляющей возрастает с увеличением числа уровней квантования. В рассматриваемом случае ОСШ сп максимально при Ь=1 б и минимально при Ь=2.

В четвертой главе получены аналитические соотношения оценки погрешностей восстановления речевого сигнала при различных аппроксимациях энергетического спектра речевого сигнала и использовании в качестве интерполирующего фильтра идеального фильтра нижних частот с частотой среза .

На основании результатов, полученных численными методами , анализируются различные методы описания частотных характеристик интерполирующего устройства с помощью полиномов Баттерворта и математических моделей спектральной плотности мощности речевых сигналов. Сделаны выводы о влиянии на погрешности восстановления порядка фильтра Баттерворта, а также порядка смещенных спектров, попадающих в полосу пропускания интерполирующего устройства. Рассмотрены вопросы оценки качества передачи речи при использования АДИКМ.

Используя полученные результаты в главе предложена процедура анализа разборчивости речи методом статистического моделирования, заключающаяся в следующем:

1.Определяются параметры речевых сегментов в потоке окон, для которого оценивается величина Ав - При оценке слоговой разборчивости - Б, целесообразно из потока окон реального речевого сигнала выделить сегменты - последовательности окон длиной М, соответствующей средней длине слога - Например, при длительности окна Т=16 мс и К; = 320 мс , М=20. Сегменты содержащие окна в состоянии паузы - Р не анализируются и при этом первым окном очередного сегмента считается первое окно после окончания паузы. Долю времени пребывания сигнала речи в

паузах можно учесть используя численные значения параметров модели -финальные вероятности - || Rj||.

2.Для каждого окна выделенного сегмента определяются параметры моде-" ли речевого сигнала ( V или N) и текущая мощность Ds.

3. Используя результаты глав 1 и 2 , для выбранной системы передачи рассчитываются текущие значения ОСШе(К) , после чего оцениваются AS*(j) для данного сегмента;

4.Используя функциональные зависимости S = f(0CIH2) определяется оценка S для текущего сегмента.

5.Этапы 2.3.4 повторяются для всего потока сегментов, что позволяет определить ряд случайных чисел { S(j)}H - текущих значений слоговой разборчивости для всего речевого теста-сигнала. (Н - объем выборки). б.Определяются статистические характеристики (ПРВ, моменты, кумулянты и т.д) слоговой разборчивости для условий, принятых при моделировании выборки S(j).

В главе показано, что по результатам статистического моделирования , возможно оценить не только среднее за время моделирования значение S, но и долю времени (вероятность), для которой слоговая разборчивость может быть меньше чем некоторое пороговое значение S пор, что является важным при разработке многих систем связи.

Так с помощью разработанной программы , реализующей предложенную процедуру оценки S , в главе получена функция распределения слоговой разборчивости F(S) для следующих условий передачи: параметр ц = 100, Д = U игах/ 256. При этом среднее значение разборчивости имело значение Sep = 86,2% а , например, для 95% времени в рассмотренной системе передачи, слоговая разборчивость была не хуже чем S пор -79,3% .

Приложения содержат программы и результаты статистической обработки речевой информации, а также материалы использования результатов диссертационной работы.

В заключении сформулированы основные результаты работы, которые сводятся к следующему.

В диссертационной работе решена важная научно-техническая задача, состоящая в разработке и проведении, на основе предложенных методик, исследований эффективности передачи речевой информации по спутниковым каналам корпоративных сетей спутниковой связи, выработке рекомендаций по оценке эффективности и развертыванию подобных систем.

1.Анализ состояния корпоративных спутниковых сетей в России показывает, что в настоящее время применяются как сети VSAT для передачи отдельных видов информации (телефонные сети, сети передачи данных), так и интегрированные сети «деловой» спутниковой связи, обеспечивающие

пользователям комплекс услуг по передаче с каждого терминала VSAT различных видов информации в цифровой форме (данных, речевых сообщений, сигналов факса и телекса).

2.При построении корпоративных сетей связи на базе терминалов VSAT возможна организация передачи информации как в режиме «канал по требованию» - ДАМА -так и в режиме «закрепленный канал» - РАМА.

3.При организации режима ДАМА в корпоративных сетях обеспечивается пакетный режим передачи информации как для телефонии так и(или) для данных. В режиме РАМА для более эффективного использования спутай-, кового канала и повышения пропускной способности могут применяться методы статистического уплотнения речи.

Абонентские станции VSAT работают в условиях малых отношений сигнал-помеха

4. Для повышения эффективности использования корпоративных систем спутниковой связи может применяться один из трех основных методов группового сжатия речевых сигналов:

• уплотнение речевого сигнала путем удаления из него пауз;

• статистическое уплотнение стандартного цифрового канала;

• пакетная передача речи.

Сравнительный анализ технических характеристик модемов речевых сигналов в системах спутниковой связи VSAT показывает, что среди наиболее распространенных методов преобразования речи можно, выделить DPCM, ADPCM (АДИКМ ) и вокодеры (CELP, СЕРТ VELP, RELP).

5. Для оценки качества передачи речевых сообщений по спутниковым каналам связи целесообразно использовать понятия интегральной или сегментной разборчивости.

6.Статистический анализ помех и мешающих воздействий на входе приемных устройств спутниковой связи VSAT показывает, что они носят явно выраженный негауссовский коррелированный характер. Сравнительный анализ моделей негауссовских помех в каналах спутниковой связи показывает, что они носят характер помех с полосовым спектром, со случайно распределенными амплитудой, фазой и частотой.

7. Проведенный статистический анализ методов описания речевых сообщений, показывает, что на достаточно больших интервалах времени речевое сообщений может рассматриваться как квазистационарный процесс с негауссовским характером распределения мгновенных значений и неравномерной спектральной плотностью.

8.Анализ алгоритмов демодуляции цифровых сигналов применяемых в ССС VSAT показывает, что они оптимизированы для случая помех в виде широкополосного гауссовского шума. Анализ реальных помех и мешающих воздействий на входе малых земных станций показывает, что они, как

правило, носят комбинированный характер и содержат как гауссовскую так и негауссовскую компоненты.

9. Анализ линейных алгоритмов обработки дискретных сигналов в каналах УБАТ-показывает, что вероятность ошибки в канале связи в случае негауссовских помех можно представить в виде двух компонент. Первая - характеризует вероятность ошибки в случае гауссовских помех. Вторая -влияние негауссовской составляющей в аддитивной смеси и характеризует потери достоверности распознавания двоичных сигналов в негауссовских помехах.

10. Показано, что потери достоверности распознавания сигналов при воздействии негауссовских помех могут быть значительными.

Так при соотношении мешающей и полезной составляющими К =1 и ОСШ = 4 потери достоверности составляют 5. 10'5 , а при ОСШ=3 уже 5.10"3. По мере уменьшения негауссовской компоненты с полосовым спектром потери достоверности уменьшаются.

При увеличении ОСШ и неизменном К разность между Рнг и Рг уменьшается, что свидетельствует о том, что при больших ОСП учет формы ПРВ помехи становится все менее существенным при оценке помехоустойчивости.

11.Показано , что в случае малых ОСП, характерных для работы УБАТ структура тракта обработки канального сигнала может быть оптимизирована с использованием теории асимптотически оптимального приема. В этом случае структура тракта обработай дополняется блоками нелинейной обработки, характеристика которых определяется ПРВ помех. Выигрыш в ОСП от нелинейного подавления помех может быть значителен. В случае, когда распределение помех незначительно отличается от га-уссовского, коэффициент подавления не превышает величины 1,38. Коэффициент подавления слабо зависит от коэффициента асимметрии , и в основном определяется коэффициентом эксцесса.

12. Показано, что с увеличением числа разрядов квантователя, требования к верности передачи цифрового сигнала значительно возрастают. В частности при разрядности кодирования, 1 = 4, характерного для ДИЬСМ, величина граничной канальной вероятности ошибки, приводящая к увеличению суммарных шумов квантования на 1 дБ составляет Рош.гр = 2,5-ЮЛ

13. С увеличением уровня негауссовской составляющей ее влияние на уровень ОСШсп возрастает и может достигать в пороговой области 2дБ.

Влияние негауссовской составляющей возрастает с увеличением числа уровней квантования. В рассматриваемом случае ОСШсп максимально при 1=16 и минимально при Ь=2.

14. Показано, что при значениях ОСП на входе <1 = 5-6дБ и фиксированной вероятности ошибки на выходе декодера (1СГ ...10"5) применение кодиро-

вания сигналов позволяет получить энергетический выигрыш порядка 3,5 дб, ло сравнению со случаем, когда кодирование не используется .

Анализ результатов показывает , что в диапазоне входных ОСШ 3...8дБ где вероятность ошибок существует порог при передаче без кодирования сжатых данных, но помехозащита позволяет сдвинуть этот порог в сторону малых ОСШ d от 3-х до 4,5 дБ.

15. Предложена методика анализа разборчивости речи методом ускоренного статистического моделирования и увеличения объема анализируемого потока окон, позволяющая получить оценки, обычно используемые при объективных методах анализа качества тракта передачи путем генерации потока окон и их характеристик, используя матрицы переходных вероятностей, характеризующих разработанную марковскую модель || Pij|j речевого сигнала.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1.ШелухинО.И, Чивилев C.B., Атайеро Адереми А. Сравнительный анализ помехоустойчивости алгоритмов распознавания дискретных сигналов в не-гауссовских помехах. Вестник МГУ С . Серия: Радиоэлектроника и информатика. Тематический выпуск «Цифровая передача информации по радиоканалам» .Сборник научных трудов,-МГУ С, 1999,- с.17-35

2. Леднев A.B., Атайеро Адереми А. В Статистические характеристики речи, полученные методами кратковременного анашза Вестник МГУ С . Серия: Радиоэлектроника и информатика. Тематический выпуск «Цифровая передача информации по радиоканатам» .Сборник научных трудов -МГУ С, 1999,- с.61-71

3. Шелухин О.И., Атайеро Адереми, ЕфимовС.Н. Статистические модели помех в каналах спутниковой связи Вестник МГУ С . Серия: Радиоэлектроника и информатика. Тематический выпуск «Цифровая передача информации по радиоканалам» .Сборник научных трудов,- МГУ С, 1999,-с .6-16.

4. Атайеро Адереми А Сравнительный анализ усредненных статистических характеристик речевого сигнала. Вестник МГУ С . Серия: Радиоэлектроника и информатика. Тематический выпуск «Цифровая передача информации по радиоканалам» .Сборник научных трудов,- МГУ С, 1999,-с.69-73.

5.Леднев A.B., Атайеро Адереми А.Оценка качества цифровой передачи речи по радиоканалам Вестник МГУ С . Серия: Радиоэлектроника и ин-

форматика. Тематический выпуск «Цифровая передача информации по радиоканалам» .Сборник научных трудов .-МГУ С, 1999,- с.102-105.

6. Атайеро Адереми А. Статистическое уплотнение речи в системах спутниковой связи .Вестник МГУ С . Серия: Радиоэлектроника и информатика. Тематический выпуск «Цифровая передача информации по радиоканалам» .Сборник научных трудов // - МГУ С, 1999,- с.74-75.

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ЦИФРОВОЙ ПЕРЕДАЧИ АНАЛОГОВОЙ ИНФОРМАЦИИ В КОРПОРАТИВНЫХ СЕТЯХ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ

Подписано в печать 17.11.99 Формат 60x84 1/16 Печать офсетная. Усл.печ.л.1.3. уч. изд. л 1.2 Заказ 218. Тираж 100 экз. Изд.№70 МГУПБ 109316 Москва, ул Талалихина с.ЗЗ 1 ПН «Печатник» 109316 Москва, ул Талалихина с.ЗЗ

Реферат ЛР№

от iO. .99