автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Полигауссовы методы и устройства многопользовательского разрешения сигналов в мобильных инфокоммуникационных системах

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования «Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ»

На правах рукописи

4853042

ФАЙЗУЛЛИН РАШИД РОБЕРТОВИЧ

ПОЛИГАУССОВЫ МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА МНОГОПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО РАЗРЕШЕНИЯ СИГНАЛОВ В МОБИЛЬНЫХ ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ

Специальность 05.12.13. - «Системы, сети и устройства телекоммуникаций»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1 5 СЕН 2011

Казань 2011

4853042

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ»

Научный консультант Доктор технических наук, профессор

Чабдаров Шамиль Мидхатович г. Казань

Доктор технических наук, профессор Шевцов Вячеслав Алексеевич г. Москва

Доктор технических наук, профессор Султанов Альберт Ханович г. Уфа

Доктор технических наук, профессор Песошин Валерий Андреевич г. Казань

ОАО «КОНЦЕРН «СОЗВЕЗДИЕ», г. Воронеж

Защита состоится «7» октября 2011 г. в 14 часов 00 мин. на заседании диссертационного Совета Д212.079.03 при Казанском государственном техническом университете им. А.Н.Туполева по адресу: 420111, г. Казань, ул. К.Маркса, 31/7, ауд. 504.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Казанского государственного технического университета им. А.Н.Туполева, с авторефератом можно ознакомиться на сайте ВАК РФ: http:// vak.ed.gov.ru/ru/dissertation.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью учреждения, прошу выслать по адресу: 420111, г.Казань, ул. К.Маркса, д.Ю, КГТУ им. А.Н.Туполева, ученому секретарю диссертационного совета Д212.079.03.

Авторефератразослан «^2» r l ¿Р_2011 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета

Официальные оппоненты

Ведущая организация

Щербаков Г.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Отличительной особенностью современного этапа развития мобильных инфокоммуникационных систем является прогрессирующий рост потребностей в качественных высокоскоростных услугах связи, используемых практически во всех сферах деятельности современного информационного общества.

Эффективность мобильных инфокоммуникационных систем, базирующихся на технологии кодового разделения каналов (CDMA-системы), ограничена множеством факторов, включающих влияние внутрисистемных помех множественного доступа (MAI - Multiple Access Interference), неустойчивость и многообразие вероятностных распределений помехового комплекса, нестационарность канала, случайные флуктуации комплексных множителей канала, замирания радиосигналов и пр. Реальная эффективность CDMA-систем с негауссовскими каналами во многом определяется достижимыми характеристикам помехоустойчивости, системной емкости и вычислительной сложности используемых алгоритмов и устройств совместной обработки случайного числа сигналов в сложных помеховых комплексах, характерных для систем подобного класса.

Обострившийся в последние годы дефицит частотного, энергетического и пространственного ресурса радиоканалов, а также особенности помехового комплекса CDMA-систем требуют использования адекватных моделей вероятностного описания реальных негауссовских помех, обеспечивающих разработку и внедрение новых алгоритмических и технических решений, направленных на повышение эффективности CDMA-систем в интересах надежной передачи интегрального пакетного трафика в сложных и изменчивых условиях информационного взаимодействия пользователей.

Исследованию негауссовских помех, разработке математических моделей и методов помехоустойчивой обработки сигналов в условиях априорной неопределенности посвящены работы Ф.Е.Фальковича, РЛ.Стратоновича, Ю.Г.Сосулина, Я.Д.Ширмана, Б.Р.Левина, Ю.С.Шинакова, А.П.Трифонова, В.Шварца, О.И.Шелухина, В.И.Тихонова, Ш.М.Чабдарова, Н.З.Сафиуллина, Р.Л.Малахова, Ю.П.Кунченко, И.Г.Карпова, В.А.Шевцова, И.А.Колтунова, И.А.Голяницкого, В.И.Мудрова, М.А.Миронова, В.А.Метлицкого и др.

Для решения задач повышения системной емкости при использовании некоррелированных или слабокоррелированных сигналов активно разрабатываются методы многопользовательского приема сигналов с компенсацией помех MAI. Многопользовательские алгоритмы совместно обрабатывают сигналы пользователей с учетом текущих оценок уровня и структуры MAI, а также оценок вероятностных характеристик каналов связи, обеспечивая повышение качества демодуляции сигналов активных пользователей и повышение пропускной способности сети в целом.

Среди наиболее значимых результатов в разработке теории и приложений многопользовательского приема в классе CDMA-систем нужно указать научные работы М.А.Быховского, А.М.Шломы, В.Б.Крейнделина, В.П.Ипатова, Д.Ю.Панкратова, Е.В.Гончарова, А.В.Гармонова и др., а также работы зарубежных

ученых: S.Verdu, R.Lupas, A.Viterbi, A.Duel-Hallen, X.Wang, MJuntti, J.Holtzman, P.Patel, Z.Zvonar, V.Poor, B. Aazhang, S. Moshavi, D. Divsalar, M. Varanasi, A. Kajiwara, M. Nakagawa, F.Zheng, S.Barton, R.Mueller, S.Miller, A.Rajeswari, P.Stavroulakis, K.Kettunen, T.Wong, G.Xu, Z.Lei, L.Hanzo, M.Honig, и др. В работах указанных авторов изложены вопросы синтеза оптимальных и квазиоптимальных алгоритмов многопользовательской демодуляции с различньми уровнями вычислительной сложности, устойчивых к проблеме «ближний-дальний» для синхронных и асинхронных каналов.

Важно отметить, что для рассматриваемого класса систем обработка входного колебания связана с проблемой определения количественного и качественного состава текущей комбинации полезных сигналов и помех множественного доступа по результатам обработки группового сигнала с последующим выделением битового профиля детектированных сигналов каждого из пользователей.

Указанные обстоятельства позволяют сформулировать актуальную научную проблему и ключевое направление научных исследований - оптимальное многопользовательское разрешение случайного числа сигналов в комплексе внутрисистемных, в том числе негауссовских помех, которые не описываются адекватно отдельными стандартными малопараметрическими распределениями вероятностей. В данной трактовке задача разрешения сигналов адекватна многим актуальным задачам современной теории многоканальной связи и статистической радиотехники, а ее решение в указанных условиях функционирования позволяет повысить емкость CDMA-систем и показатели надежности связи в негауссовских каналах.

Научная проблема заключается в теоретическом обосновании и разработке методов помехоустойчивой обработки сигналов на фоне негауссовских помех в интересах повышения эффективности систем мобильных телекоммуникаций с кодовым разделением каналов, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики страны и повышение ее обороноспособное™.

Объект исследования - широкополосные системы мобильной связи с кодовым разделением каналов.

Предмет исследования - научно обоснованные методы и технические, решения обработки сложных сигналов, позволяющие повысить эффективность работы многоканальных систем мобильной связи с кодовым разделением каналов в негауссовских помехах.

Цель исследования - повышение помехоустойчивости и системной емкости широкополосных CDMA-систем с негауссовскими каналами.

Для достижения поставленной цели научного исследования в диссертационной работе поставлены и решены следующие основные задачи:

• Разработан комплексный подход.к совместному исследованию, анализу и синтезу математических моделей адекватного описания сигнально-помехового комплекса в каналах CDMA-систем, алгоритмов помехоустойчивой обработки сигналов и реализующих их мультипроцессорных вычислительных структур, обеспечивающих сбалансированные с точки зрения «эффективность-вычислительная сложность» алгоритмические и системотехнические решения.

• Разработаны оптимальные и квазиоптимальные алгоритмы и мультипроцессорные устройства полного разрешения многоэлементных сигналов (МЭС) в негауссовских каналах для случайной, детерминированной и квазидетерминированной моделей сигнала на основе полигауссовых (ПГ) и марково-смешанных полигауссовых (МС-ПГ) моделей. Даны оценки эффективности и вычислительной сложности синтезированных алгоритмов разрешения.

• Разработаны адаптивные процедуры оценки параметров помехового комплекса в условиях априорной неопределенности, реализованные в структуре алгоритма разрешения сигналов. Разработана процедура многоотсчетной обработки коротких групп многопозиционных сигналов для повышения быстродействия адаптивных устройств принятия решений по сигналу «в целом».

• Выполнен сравнительный анализ линейных и итеративных нелинейных алгоритмов многопользовательского приема и получены оценки их помехоустойчивости и достижимой системной емкости в широком диапазоне моделируемых сигнально-помеховых ситуаций.

• Разработаны адаптивные алгоритмы многопользовательского разрешения многоэлементных сигналов на основе синтезированных МС-ПГ алгоритмов разрешения и процедур многопользовательского приема с отсечением MAI, обеспечивающие повышение системной емкости и качества обслуживания интегрального трафика в негауссовских каналах.

• Разработаны патентоспособные мультипроцессорные устройства многопользовательского разрешения многоэлементных сигналов, обладающие полиномиальной вычислительной сложностью.

• Выполнено комплексное статистическое и имитационное моделирование синтезированных адаптивных алгоритмов и мультипроцессорных устройств многопользовательского разрешения сигналов для близких к реальным сигнально-помеховым ситуациям и получены оценки базовых характеристик эффективности их работы в негауссовских каналах по отношению к известным методам многопользовательской демодуляции.

Методы исследования. Теоретической и методологической основой работы послужили исследования в области статистической теории связи, статистической радиотехники, теории вероятностных смесей случайных явлений, теории многопользовательского детектирования, теории сложных сигналов, теории статистических решений, а также статистическое компьютерное моделирование на базе специализированного программного обеспечения и программной среды MatLab, полунатурное моделирование на базе специально разработанного программно-аппаратного имитационного комплекса и современных интегрированных инструментальных сред разработки приложений для ПЛИС.

Научная новизна

• Разработан комплексный подход к совместному исследованию, синтезу, анализу и моделированию посткорреляционных моделей и методов помехоустойчивой обработки сигналов и реализующих их мультипроцессорных структур, позволяющий оптимизировать общий многоэтапный процесс проектирования устройств помехоустойчивой обработки сигналов в мобильных CDMA-системах с негауссовскими каналами.

• Разработаны полигауссовы и марково-смешанные полигауссовы адаптивные

алгоритмы и устройства разрешения: детерминированных сигналов на фоне негауссовских помех, произвольно флуктуирующих сигналов и помех, квазидетерминированных сигналов на фоне негауссовских хаотических импульсных помех в условиях априорной недостаточности.

• Разработаны адаптивные полигауссовы алгоритмы многопользовательского разрешения с параллельным отсечением помех множественного доступа, обеспечивающие повышение помехоустойчивости и емкости мобильных СОМА-систем в негауссовских каналах.

• Разработана классификация способов многопользовательского приема и выполнен сравнительный анализ наиболее эффективных и технически рентабельных решений на базе линейных одношаговых и итеративных квазиоптимальных многопользовательских алгоритмов с отсечением взаимных помех множественного доступа.

• Выполнено статистическое моделирование и сравнительный анализ характеристик помехоустойчивости, системной емкости и асимптотической эффективности синтезированных алгоритмов многопользовательского разрешения в широком диапазоне изменяемых вероятностно-временных параметров сигнально-помехового комплекса по отношению к известным методам многопользовательской демодуляции.

• Разработан адаптивный мультипроцессорный Ро1у-Р1С приемник, обеспечивающий наилучшие характеристики приема (с точки зрения качества разрешения случайного числа сигналов) для заданных параметров негауссовского сигнально-помехового комплекса и состояния канала связи. Полученный приемник сочетает свойства внутреннего параллелизма, многоканальное™, конвейерности и рекуррентности вычислений с экономичной реализацией на основе быстродействующих ПЛИС и унифицированных программно-аппаратных средствах.

Практическая значимость работы

• Разработанные алгоритмы разрешения сигналов в комплексе негауссовских помех приводят к универсальным техническим решениям мультипроцессорных устройств, обладающих полиномиальной вычислительной сложностью и адекватных эффективной реализации на базе однородных вычислительных сред. Разработанные адаптивные квазиоптимальные алгоритмы многопользовательского разрешения сигналов являются основанием для разработки патентоспособных устройств многопользовательской демодуляции в СОМА-системах, обеспечивающих повышение эффективности их работы в негауссовских каналах.

• Полученные оценки эффективности работы разработанных алгоритмов и устройств в широком диапазоне моделируемых сигнально-помеховых ситуаций позволяют выработать практические рекомендации по их применимости в составе базовых станций, а также разработке инженерных методик планирования сетей связи в сложных обьектно-помеховых условиях.

• Универсальность и единообразие использованных в работе математических моделей и методов обработки сигналов позволяют практически применять полученные результаты при разработке технических устройств различного назначения в широком диапазоне приложений: мобильные и фиксированные телекоммуникации, системы с активным ответом, радиолокация, радионавигация,

обработка изображений, широкополосный радиодоступ,

идентификация подвижных объектов, медицинская диагностика.

• Разработан программно-аппаратный имитационный комплекс, обеспечивающий комплексное моделирование и анализ эффективности широкого класса алгоритмов и устройств обнаружения-различения-разрешения и многопользовательского приема сигналов с использованием современных интегрированных инструментальных сред разработки приложений для ПЛИС и процессоров ЦОС. Разработанный комплекс является универсальным средством повышения эффективности работы разработчиков алгоритмов и аппаратуры современных систем передачи и обработки информации, позволяющим существенно уменьшить временные и финансовые издержки при проведении полунатурных испытаний разрабатываемых изделий.

Основные положения, выносимые на защиту

• Проблема оптимального полного разрешения сигналов в мобильных инфокоммуникационных СОМА-системах с негауссовскими каналами, решаемая в рамках комплексного подхода к исследованию, синтезу, моделированию и оптимизации посткорреляционных математических моделей, адаптивных алгоритмов и программно-аппаратных средств помехоустойчивой обработки сигналов в интересах повышения системной емкости и качества обслуживания интегрального трафика.

• Оптимальные и квазиоптимальные полигауссовы алгоритмы и оригинальные устройства разрешения произвольно флуктуирующих сигналов и помех, детерминированных сигналов и квазидетерминированных многоэлементных сигналов в комплексе негауссовских помех, обеспечивающие выигрыш в помехоустойчивости по сравнению с корреляционным алгоритмом и обладающие многоканальной унифицированной структурой с высокой степенью внутреннего параллелизма, конвейерности и рекуррентности вычислений.

• Адаптивный, алгоритм разрешения многоэлементных сигналов, учитывающий в реальном времени динамику изменения вероятностных характеристик негауссовской помехи. Процедура некогерентной совместной нелинейной обработки векторов отсчетов огибающей входного колебания, обеспечивающая повышение достоверности принимаемых решений по сигналу «в целом» и быстродействия соответствующих адаптивных устройств.

• Адаптивный квазиоптимальный алгоритм многопользовательского разрешения сигналов в комплексе внутрисистемных и негауссовских помех, основанный на комбинированных решениях параллельного отсечения взаимных помех с инкапсулированными процедурами полигауссовой адаптивной обработки группового сигнала, обеспечивающий повышение помехоустойчивости и емкости СЕ)МА-систем с негауссовскими каналами по отношению к известным алгоритмам многопользовательской демодуляции.

• Результаты статистического и имитационного моделирования линейных и нелинейных итеративных многопользовательских алгоритмов, алгоритмов многопользовательского разрешения сигналов в виде оценок их помехоустойчивости, асимптотической эффективности и достижимой системной емкости в негауссовских каналах при ограничениях на состав, вероятностно-временные и энергетические параметры сигнально-помехового комплекса.

Личный вклад автора. Все основные результаты, составляющие содержание диссертации, включая теоретические и экспериментальные исследования, получены соискателем самостоятельно. Автору принадлежит обоснованная постановка и теоретическая разработка научной проблемы в целом. Автором сформулированы конкретные исследовательские задачи, разработаны методы, алгоритмы и оригинальные мультипроцессорные устройства многопользовательского разрешения сигналов, проведены статистическое и имитационное моделирование разработанных алгоритмов и устройств многопользовательского разрешения сигналов в негауссовских каналах. Результаты экспериментальных исследований и практическое макетирование прототипов устройств выполнены под руководством и непосредственном участии автора.

Основные результаты диссертационной работы внедрены:

• в НИР и НИЭР Федерального научно-производственного центра по радиоэлектронным системам и информационным технологиям им. В.И.Шимко; научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработках ООО Конструкторское бюро «Навигационные технологии»; проектных работах по развитию ЗО-сетей КФ ОАО «Вымпелком» и ОАО «МТС» в РТ, что подтверждается соответствующими актами.

• в образовательный процесс по специальностям: 210404 - Многоканальные телекоммуникационные системы; 210402-Средства связи с подвижными объектами и 210304 - Радиоэлектронные системы; при чтении курсов лекций, курсовом и дипломном проектировании, учебных пособиях и учебно-методических комплексах в Казанском государственном техническом университете им. А.Н.Туполева.

Апробация результатов работы. Основные результаты диссертационной работы прошли апробацию на следующих научно-технических конференциях и семинарах. 50-я...55-я, 60-я Научная сессия НТО РЭС им.А.С.Попова (Москва, 1995,..., 2000,2005), П-я Всерос. конф. «Распознавание образов и анализ изображений» (Ульяновск, 1995); Межд.НТК «Теория и техника передачи, приема и обработки информации» (Харьков, 1995); Всерос. конф. «Направления развития систем и средств радиосвязи» (Воронеж, 1996); У-я,...,ХУН-я Межд. конф. «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, 1999,2001,2007,2009,2011), Межд. конф. по телекоммуникациям 1ЕЕЕ/1СС2001 (С.-Петербург, 2001), Межд. науч.конф. к 95-летию академика В.А.Котельникова «Современная радиоэлектроника в ретроспективе идей В.А.Котельникова» (Москва,2003), 1-я,...,У11-я Межд. научно-пракг. конф. «Инфокоммуникационные технологии глобального информационного общества» (Казань, 2003, ..., 2009), Межд. конф. и Российская научная школа «Системные проблемы надежности, качества, информационных технологий» (Москва, 2006,2007), УП-я Межд. научно-техн. конф. «Проблемы техники и технологии телекоммуникаций» (Самара, 2006), УИ-я Межд. научно-техн. конф. «Физика и технические приложения волновых процессов» (Казань, 2007), 1Х-я Межд. научнс-техн.конф. «Проблемы техники и технологий телекоммуникаций», посвященная 100-летию со дня рождения академика В.А.Котельникова (Казань,2008), У1-я Всерос. научно-практ.конф. «Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем» (Ульяновск, 2009), Х-я Межд. научно-техн. конф. «Проблемы техники и технологий телекоммуникаций», посвященной 150-летию со дня рождения А.С.Попова (Самара, 2009), У-я Межд. научно-практ. конф.

«Авиакосмические технологии и оборудование». (АКТО-2010). (Казань 2010).

Публикации. Включенные в диссертацию научные результаты опубликованы

в 43 печатных работах, в том числе 15 статей в журналах, входящих в Перечень

ВАК РФ, 7 патентах и одной монографии.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы, содержащего 286 наименований. Основной текст диссертации изложен на 311 стр. и содержит 76 рис.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы многопользовательского разрешения случайного числа сигналов в современных инфокоммуникационных системах, сформулированы основная научная проблема, цель работы, решаемые задачи, научная новизна и практическая значимость, представлены основные положения, выносимые на защиту. Указана структура диссертации, изложены аннотированное содержание каждой главы, форма апробации и внедрение результатов исследований.

В первой главе выполнен анализ состояния проблемы разрешения сигналов и показана возможность ее эффективного решения на основе посткорреляционных моделей и методов в интересах как потенциально, так и реально достижимых характеристик помехоустойчивости и системной емкости в современных системах связи с негауссовскими каналами.

Предложен комплексный подход к выбору и разработке посткорреляционных моделей и методов формализованного алгоритмического и структурного синтеза параллельных алгоритмов обработки сигналов и реализующих их мультипроцессорных устройств, обеспечивающих повышение эффективности работы СБМА-систем в сложном негауссовском помеховом комплексе. Иллюстрация ядра диссертационных исследований, проводимых в рамках комплексного подхода, представлена на рис.1.

Рис. 1. Иллюстрация ядра диссертационных исследований

Целенаправленное использование комплексного подхода позволяет оптимизировать объективно многоэтапную стратегию проектирования специализированных устройств обработки сигналов с целью получения сбалансированных с точки зрения «эффективность - вычислительная сложность» алгоритмических и аппаратно-программных решений, использующихся в аппаратуре СЭМА-систем и обеспечивающих дополнительные возможности систем связи в интересах повышения качества обслуживания интегрального трафика.

Показано, что условия работы СОМА-систем и многообразная структура помехового комплекса требуют эффективных алгоритмов обработки сигналов, основанных на более полном, чем корреляционный, описании реальных сигналов и помех. Выработаны требования к математическим моделям, позволяющим единообразно описывать теоретико-множественные объединения случайных комбинаций множеств реализаций флуктуирующих сигналов и продуктов их интерференции. Показано, что адекватным инструментарием для разработки оптимальных и квазиоптимальных алгоритмов и устройств обработки сигналов в негауссовских каналах, являются модели на основе вероятностных смесей стандартных распределений, которые позволяют эффективно использовать теоретические результаты и отработанные технические решения, накопленные на корреляционном этапе. В направлении развития теории вероятностных смесей случайных явлений и методологии полигауссового синтеза и анализа следует выделить научные работы Ш.М.Чабдарова, Н.З.Сафиуллина, А.Т.Трофимова, А.Ф.Надеева.

Выполнен сравнительный анализ основных направлений развития технологии многопользовательского детектирования (МПД), разработана классификация методов МПД. Сделаны обоснованные выводы в отношении применимости и эффективности линейных, итеративных нелинейных и гибридных вариантов многопользовательских алгоритмов в классе СОМА-систем. При этом выдвигаются жесткие требования к уровню вычислительной сложности реализуемых алгоритмов. Этот факт обуславливает необходимость разработки новых методов и алгоритмов многопользовательского детектирования, максимально учитывающих доступный объем информации, содержащийся в групповом сигнале и приводящих к технически реализуемым решениям с полиномиальной вычислительной сложностью.

Так, в работах В.Б.Крейнделина и Д.Ю.Панкратова решены задачи синтеза линейных и нелинейных квазиоптимальных итерационных алгоритмов многопользовательской демодуляции, основанных на модифицированном алгоритме Чебышева и показавших высокую эффективность работы нелинейных алгоритмов в Релеевском канале на фоне АБГШ. Авторами получены оригинальные решения демодуляторов, обладающих полиномиальной вычислительной сложностью и показавших существенный выигрыш в системной емкости и энергетической эффективности пог сравнению с традиционным демодулятором в условиях многолучевости.

Дальнейшее повышение эффективности работы СОМА-систем в негауссовских каналах связи требует разработки новых посткорреляционных алгоритмов и устройств многопользовательского приема сигналов, позволяющих повысить емкость сети при сохранении заданных параметров качества

обслуживания трафика, на основе учета вероятностной структуры негауссовских помех и повышения качества многопользовательской демодуляции сигналов активных пользователей.

В этой связи, актуальной является проблема синтеза оптимальных и квазиоптимальных полигауссовых алгоритмов и устройств многопользователь-ского разрешения сигналов в инфокоммуникационных CDMA-системах с негауссовскими каналами, решение которой требует совместного использования потенциала полигауссовых вероятностных моделей и методов, технологии многопользовательского приема и технологии системного моделирования.

Во второй главе дано вероятностное описание негауссовского сигнально-помехового комплекса в CDMA-системах и решены задачи статистического синтеза оптимальных алгоритмов разрешения многоэлементных сигналов (МЭС) на основе полигауссовых (ПГ) и марково-смешанных полигауссовых (МС-ПГ) вероятностных моделей.

В общем случае сигналы и помехи могут присутствовать во входном колебании u(t) в виде произвольного количества от каждого типа, образуя произвольный набор взаимодействующих сигналов и негауссовских помех с произвольными заданными плотностями распределениями вероятностей

w"'2""'' (,u) j w'z (и) на фоне гауссовского шума "о(').

Модель многоэлементного сигнала (МЭС) представляет собой последовательность К элементарных сигналов5,^ (О , расположенных на временных позициях tk е[0,7"], к = \,К\

s№=!>,, (f-t„ -Tj), MjTj =U , (!)

где j- тип информационного сигнала, /- тип элементарного сигнала, зависящий от к-й позиции информационного сигнала у-го типа, т , - дискретная случайная величина, определяющая случайное время поступления j-ro сигнала.

Необходимо осуществить проверку статистических гипотез К, r = l,R о наличии на входе системы определенной комбинации из множества возможных типов сигналов по результатам анализа отсчетов многоэлементного вектора

наблюдений и = = }, включающего последовательно поступающие

взаимосвязанные векторы статистик "»> к-],К _ Плотность распределения вероятности флуктуаций вектора статистик j -го сигнала Sj из заданного ансамбля

W} в векторе отсчетов группового сигнала определяется в виде полигауссовой смеси:

_ N, .____.

где jvju.m^.ljcr^ljj - гауссовское распределение, соответствующее й компоненте

смеси с вектором средних m*, и ковариационной матрицей |], qn - вероятность

9

л,-й компоненты, .V, -число компонент в смеси.

В общем случае, число гипотез о реализовавшейся комбинации наложения

сигналов составляет . где ./-число типов сигналов в группе, Л-число

сигналов одновременно присутствующих во входном колебании.

При наложении г сигналов с номерами ,Л>Л>~>Л, вследствие инвариантности гауссовских распределений относительно линейных преобразований, наблюдаемый на к-й временной позиции вектор ик представляется ПГ моделью следующего вида:

1 " , (3)

где - набор типов элементарных сигналов на к-й временной позиции,

соответствующих набору сигналов в конкретной комбинации наложения сигналов из ансамбля 71>Л>—'Л. Гауссовские компоненты Ы{«} в выражении (3) определяются свертками распределений, соответствующих гауссовским плотностям, линейными комбинациями которых представлены исходные ПГ плотности сигналов и помех.

Решающее правило относительно комбинации реализовавшихся сигналов (сложная гипотеза А*) при одинаковых рисках за неверно принятое решение и заданных априорных вероятностях реализации той или иной сигнальной комбинации, определяет наиболее вероятную совокупность сигналов, реализовавшихся в векторе отсчетов и, из ансамбля Б:

КЛ-Л}=ИВ -пг("), (4)

где ^.пт'""1 (и) - совокупная плотность распределения вероятностей случайного числа г независимых сигналов с номерами соответствующих им

элементарных сигналов .....г, и негауссовской результирующей помехи. При этом

результат интерференции сигналов и помех усредняется по всем помеховым ситуациям и выбирается максимум среди всех возможных количеств и типов полезных сигналов.

Частные отношения правдоподобия для гипотез о действующей в текущем

наблюдении результирующей гауссовской компоненте, соответствующей (/„¿2.....)-й

комбинации сигналов, поканально определяют параллельную структуру устройства разрешения и имеют вид:

¿л^-'м (й) _ д тУ»"'» (Пч_1 э^-'д*.•-.<>* .....лтчЬ«

I I ^^ II

В (5) слагаемые представляют собой дискретный корреляционный интеграл, взаимную энергию сигналов и энергию входной реализации. Структурная схема

устройства, реализующего оптимальный полигауссов алгоритм разрешения сигналов и помех, представлена на рис. 2. Устройство содержит множество однотипных каналов, в каждом из которых осуществляются операции линейной корреляционной обработки, квадратичной и экспоненциальной обработки, а также взвешенного суммирования и выбора максимума.

ад'мр(2,>]-0.5Э;-0.5Э>])

Рис. 2. Структурная схема устройства разрешения произвольно флуктуирующих сигналов и помех

Число гипотез о комбинациях сигналов на г-м уровне:

' Лг\ гА Лг\ Л(г-1)!

Общее число комбинаций гауссовских компонент в г-м уровне:

'(У+г) ! (./+г-1) ! ■Лг! "Т'^цГ Общее число отношений правдоподобия, которое необходимо вычислить на к-й временной позиции работы алгоритма:

(У+г) ! (У+г-1) ! Лг\ У!(г-1)!

хЛ^

Априорные вероятности гипотез о реализовавшейся комбинации сигналов:

И^ПП^Г'О-р;)1

'-1 >«1

В отличие от задач обнаружения и различения многоэлементных сигналов, задача разрешения является наиболее сложной, т.к. связана с двумя группами сложных статистических гипотез: о действующих комбинациях сигналов и помех, которые, в свою очередь, состоят из множества частных гипотез о реализующихся в процессе приема гауссовских компонентах взаимодействующих сигналов и помех.

Этот факт определяет экспоненциаль-ную сложность получаемых устройств обработки сигналов, что ограничивает их практическое использование. В этой связи, последующий синтез алгоритмов производится на базе МС-ПГ вероятностных моделей, позволяющих оптимизировать как структуру алгоритмов разрешения МЭС, так и структуру реализующих их мультипроцессорных устройств обработки сигналов.

В этом случае, условные распределения вектора наблюдения, соответствующие каждой из возможных гипотез Н>, описываются МС-ПГ моделями вида:

, /- Ч 5, . f- 1 \p[ri\riXk= 2, К,

\ 1 ^ \ 4 4 \ . 4 = , (6)

а в рамках каждой к-й временной позиции флуктуации вектора статистик описываются полигауссовой вероятностной моделью (3). При этом номера реализующихся в процессе приема гауссовских компонент "I по позициям к = \,К образуют дискретную однородную цепь Маркова, заданную матрицей переходных

вероятностей = {■р("/|"/-1)'п»'л1-1 =и вектором начальных вероятностей Р,' = {/■(!./), п' = 1775"}.

На основе анализа совместного распределения наблюдаемого на к-й

временной позиции вектора отсчетов ={"1,^2,и вектора набора номеров,

реализовавшихся компонент ансамбля сигналов, вычисляются

совместные апостериорные распределения реализовавшихся гауссовских компонент и номеров сигналов. Используя в рамках байесовского подхода методологию полигауссового синтеза алгоритмов, получаем рекуррентно вычисляемые выражения отношений правдоподобия в виде:

L": \ик I, hel H

(7)

nU \p{nl\jl ад") (g)

При одинаковых платах за ошибки оптимальный МС-ПГ алгоритм полного разрешения МЭС принимает вид:

h' = arg № Р£А]} (9)

Итоговые функционалы отношения правдоподобия формируются рекуррентно, в течение К шагов, при этом на каждом к-м шаге в структуру частных отношений правдоподобия в неизменном виде входят их значения, соответствующие предыдущим наблюдениям и добавляются новые составляющие, зависящие только от текущей (к-й) компоненты исходного вектора наблюдения.

Таким образом, полигауссов характер исходных моделей позволяет «конструировать» значения функционалов отношения правдоподобия из совокупности частных, относительно малоразмерных, гауссовских функционалов отношения правдоподобия вида (5).

Для решения проблемы преодоления априорной неопределенности в отношении параметров вероятностных распределений негауссовской помехи, разработан адаптивный МС-ПГ алгоритм разрешения, обеспечивающий в реальном времени адаптацию к параметрам негаусовской помехи. Для оценки неизвестных параметров полигауссовой помехи используется итерационная процедура, в рамках которой оценка весов гауссовских компонент смеси сводится к усреднению

12

апостериорных вероятностей номеров компонент, которые с учетом переходных матриц М экстраполируются на к-й шаг в виде весов гауссовских компонент

Ч1' |]. В результате, оценка вероятностей компонент полигауссового представления помехи, формируемая на г-м цикле приема МЭС, имеет вид:

-г, I -»-> и\

г-:

С(*)> О

К)

..ц / »>».

. (10)

Структурная схема блока адаптации, реализующего итеративную адаптивную процедуру, представлена на рис.3.

Рис. 3. Структурная схема блока адаптации МС-ПГ адаптивного алгоритма разрешения многоэлементных сигналов

Статистическое моделирование работы адаптивного МС-ПГ алгоритма показало быструю сходимость оценок параметров распределения негауссовской помехи к истинным значениям: за 40-60 циклов приема символов МЭС (порядка 2-3 мс), что соответствует штатному режиму оценки параметров канала на основе обработки пилот-сигнала и реальной модели негауссовского канала с плоскими Релеевскими замираниями. На рис. 4 представлена структурная схема адаптивного МС-ПГ устройства разрешения МЭС, реализующая данный алгоритм.

При решении задач синтеза алгоритмов разрешения важным является то, что использование ПГ и МС-ПГ моделей приводит к многоканальным унифицированным структурам приемников с высокой степенью параллелелизма и конвейерности вычислений, что позволяет практически реализовать мультипроцессоры разрешения сигналов на современной элементной базе высокоинтегрированной программируемой логики ПЛИС.

Для решения малоразмерных задач, связанных с приемом «в целом» небольших преамбул передаваемых фреймов (или коротких синхрогрупп), разработан алгоритм формирования многомерных зон принятия решений в пространстве отсчетов вектора наблюдения. Данный алгоритм позволяет существенно упростить процедуру обработки МЭС и повысить быстродействие блока принятия решений относительно различаемых гипотез.

Рис. 4. Структурная схема МС-ПГ алгоритма разрешения МЭС

Рассмотрена задача некогерентного приема ^-элементного сигнала в комплексе помех, образованном АБГШ и ординарным потоком флуктуирующих импульсных помех. В качестве исходной статистики используется вектор отсчетов огибающей в моменты е[0,Г].

Для построения зон принятия решений относительно сигнальных и помеховых гипотез, необходимо определить вид многомерного распределения

огибающей и={и],м2,...,иА.} при произвольных заданных флуктуациях помех на входе приемника. Используя полигауссовы представления квадратур отсчетов интерферирующих сигналов и помех, аналитически вычисляется вид многомерного распределения огибающей для каждой гауссовской компоненты суммарного полигауссового распределения сигналов и флуктуирующих помех, с вероятностью накладывающихся на сигнальные позиции *1.....кх \

п ш ^ 1 ¿Д Й

^П1Ш(йс<„,«,>„)= £ X - 2. %ч -Яг,? *

п,=1 'Ш) яп=1 п" =1 *1 кХ J *Л

хДГ

й туП/Ш

т]П'ш "МП,-

.....""д

(П)

В соответствии с принятым критерием, формируется правило проверки сложной гипотезы против сложной альтернативы, в соответствии с которым выборочное пространство наблюдаемых реализаций разбивается на «сигнальные» и «безсигнальные» гиперобласти. Наличие в канале импульсных помех приводит к многосвязности зон принятия решений, где проявляется нелинейный характер оптимальной процедуры обработки МЭС. Оцифрованные значения полученных областей прописываются в ОЗУ, что позволяет в процессе работы устройства в реальном времени принимать решение о принадлежности вектора наблюдения полученным зонам принятия решений, соответствующим той или иной сигнальной комбинации.

В третьей главе на основе квазидетерминированных моделей сигналов и помех решена задача синтеза МС-ПГ алгоритма разрешения радиоимпульсных многоэлементных сигналов на фоне комплекса шумовых и хаотических радиоимпульсных помех (ХИЛ) с негауссовским распределением амплитудного множителя.

Каждый у-й многоэлементный сигнал из ансамбля представляет собой

последовательность элементарных радиосигналов и описывается моделью вида: — к —к

/Ы ы - - -

В рамках представленной модели, сигналы, помехи и результаты их интерференционного взаимодействия, могут быть однозначно описаны в терминах комплексных огибающих и их проекций - квадратурных составляющих. Распределение квадратурных компонент сигнала описывает результат некоторого случайного преобразования радиоканалом параметров такого сигнала с выхода передатчика. В этом случае мгновенные значения огибающей принимаемого сигнала описываются полирайссовым законом распределения:

А а. { (а, )2+(т'*)2| Га. т*

иАЧя, )=У<? 1— —ехр] ' К,

Соответственно, при квазидетерминированном представлении элементарных импульсов полезных сигналов и флуктуирующих импульсных помех, МС-ПГ модель трансформируется в марково-смешанную полирайсову модель.

П2)

Используя методику рекуррентного вычисления плотностей,

вычисляют условные плотности вероятности реализации шума и т - импульсов ХИП на к-й временной позиции многоэлементного сигнала:

.лг1--т\2 I- \21

= _тМ\2-ехр1

<=1

(°4') [икг<) +{м*.1-''<.1.|

К

'(■У

■ (И)

Здесь Гг.щ и - базисные решающие функции опорного сигнала, полученные путем перемножения участка передаваемого кода и сигнатуры в пределах формирования к-го бита, соответствующие комбинациям наложения 1, 2, ..., (т-1) импульсов помехи:

—р ¡—т —р \ — р !—т —р \ _„ _„ и-1 , ч2 г ■ "»1 г . 1+ Г . , Мт Г , ,

=- у („> у п>1>

1

-р (-1Я -р \ -р (-1Я -р \

-- -- V/ И2 (и">1Г«ГГ^

(15)

(16)

Учитывая процедуру «вложенности» плотностей (14), частные отношения правдоподобия для произвольного случая наложения случайного числа г полезных сигналов в комплексе импульсных помех и шумов определяют общую структуру МС-ПГ алгоритма и имеют вид:

К

Н=П —. ... у

V ^ \ г? J

-ехр

г ■ / . . \2 /

(~ 1 . (~ "'А-

А,

\ < )

к

\2

& I ■*

+ЛГ

К

- -'Л.-'Л.Л

ипкГ

2ХН)

-ехр

К

- -'А.-^Л.П

П*кГ

пы

+К

(17)

Структурная схема адаптивного мультипроцессорного устройства разрешения сигналов, реализующая синтезированный алгоритм представлена на рис.5. Устройство сочетает свойства многоканальное™, внутреннего параллелизма и рекуррентности и, независимо от вида распределений сигналов и помех, содержит

конечный набор типовых линейных и нелинейных операций, характерных для вычисления райсовских отношений правдоподобия.

Используемая методика позволяет синтезировать унифицированные оптимальные и квазиоптимальные алгоритмы обработки сигналов на фоне помех с произвольно задаваемыми распределениями, а получаемые структуры мультипроцессорных устройств разрешения удобны для практической реализации адаптивных процедур обработки, когда числовые характеристики мешающих сигналов динамически оцениваются в процессе работы и используются для перестройки решающей схемы приемника сигналов.

Рис. 5. Структурная схема устройства, реализующего МС-ПГ алгоритм разрешения квазидетерминированных сигналов и помех

В четвертой главе на основе полигауссовых адаптивных процедур обработки группового сигнала с параллельным отсечением помех множественного доступа (MAI) разработаны итерационные полигауссовы алгоритмы и устройства многопользовательского разрешения сигналов, обеспечивающие повышение помехоустойчивости и емкости CDMA-систем с негауссовскими каналами.

В общем случае, в рамках многолучевой модели канала CDMA-системы, принимаемый на входе базовой станции групповой сигнал имеет вид:

КО = {t-kTb-TM)+p{t) + n{t), (18)

где М-число активных пользователей; L- число лучей; = -

комплексный канальный коэффициент, отражающий сложные процессы замирания на /-й траектории; Tb = NcTI - длительность информационного символа Т,-

длительность чипа сигнатуры; А'с- база сигнала; sml (1 - kTh - r„,) - сигнатурная последовательность m-ro пользователя, соответствующая к-му информационному символу с лучевой задержкой r„,; Aml- комплексная амплитуда 1-го луча; p(t) -негауссовская случайная помеха, n(i)- АБГШ с нулевым средним и корреляционной функцией (N0 /2)S(t) . Гауссовский шум моделирует также помехи от соседних сот.

В рамках представленной модели каждый т-й пользователь, те {1,2...М) в произвольные моменты времени, передает на к- й позиции комплексный информационный символ (k~\)Th<t<kTb где К - длина

протокольного блока данных, транспортируемого в радиоинтерфейсе. Дискретная модель группового сигнала может быть представлена в виде:

г = SAb + р + п, (19)

где Ь - вектор комплексных информационных символов сигналов пользователей, А - матрица комплексных амплитуд сигналов пользователей, S - матрица пользовательских сигнатурных векторов, взятых для каждого символа. Решение об оценке компонент вектора принимаемых информационных символах пользователей выносится на основе минимума метрики:

bm = arg min c/2(r,sm), (20)

где ?,s„- векторные эквиваленты наблюдения НО и переданного сигнала s„(>). Вектор первоначальных статистик, вычисляемых в т-х каналах корреляционного приемника, определяется как:

у = RAb + n , (21)

где R = [fl,(jt)] = SrS- матрица взаимной корреляции сигнатурных сигналов; п =(п„п2,...,пи)Т- вектор гауссовского шума с корреляционной матрицей cr^R. Соответственно, для произвольного к-го битового интервала промежуточная статистика определяется в виде:

, (22)

где второе слагаемое отражает вклад интерферирующих пользовательских сигналов (МАГ) в выходной отклик m-го канала прйемника.

Оптимальная по критерию максимального правдоподобия оценка b соответствует минимальной норме и максимизирует функцию правдоподобия выборки:

b = arg max i2bry-brHb} (23)

где Н = {А,m=Pi„A,A„} матрица, определяемая взаимными корреляциями сигналов пользователей и их комплексными амплитудами. Принятию решений о символах предшествуют оценки интенсивностей и других неинформативных параметров пользовательских сигналов, вычисляемые блоком оценки состояния канала связи с заданной точностью. Корректный учет помех неортогональности требует вычисления частной корреляции между «интересующим» и всеми интерферирующими пользователями на каждой итерации отсечения MAI.

Для повышения эффективности работы CDMA-систем в негауссовских каналах разработан квазиоптимальный адаптивный алгоритм многопользовательского разрешения МЭС, основанный на комбинированных решениях параллельного отсечения MAI с инкапсулированными процедурами полигауссовой адаптивной обработки МЭС и поканальной демодуляции-декодирования на каждой итерации. На рис. 6 представлена структурная схема итеративного PIC-приемника, скомплексированного с распределенной полигауссовой обработкой группового сигнала, реализующейся в массиве полигауссовых блоков отсечения внутриканальных помех (ПГ БОП).

Рис. 6. Многостадийный PIC-приемник с распределенной полигауссовой обработкой

группового сигнала

Данный подход позволяет получать оригинальные алгоритмические и структурные решения мультипроцессорных устройств с полиномиальной вычислительной сложностью. Массив ПГБОП обеспечивает параллельно-конвейерную итеративную обработку группового сигнала, формирование битовых оценок активных пользователей на основе векторов статистик, вычисляемых параллельно во всех каналах. Функциональная схема полигауссового блока отсечения помех (ПГ БОП), представленная на рис. 7.

В процессе работы PIC- приемника на каждой стадии отсечения MAI в каждом канале рекуррентно формируется множество новых оценок статистик в виде:

y = Ab + RA(b-b) + fi , (24)

или в более общем виде для ' -го каскада:

у(/) = R~' [I - (I - R)'+l ]у. 19

Рис.7. Функциональная схема блока отсечения помех (БРМС - блок повторного расширения спектра и регулировки мощности, БУВК- блок установки весового коэффициента взаимной

помехи)

Процесс продолжается до тех пор, пока Все переданные информационные последовательности не будут корректно демодулированы. В результате вычитания оценок MAI по каждому из каналов на (¡+1)-й стадии образуются уточненные

значения «очищенного» группового сигнала:

и

s s,A,b;. (26)

m=\,m*l

На этой основе разработана модифицированная схема многокаскадного полигауссового Poly-PIC приемника, основой которого служит однородный многокаскадный массив оптимизированных блоков отсечения помех (БОП), представленный на рис.8.

Рис. 8. Структурная схема организации массива блоков отсечения помех многокаскадного Ро1у-Р1С приемника с полигауссовой обработкой МЭС

Таким образом, принцип работы алгоритма состоит в итеративном формировании на приемной стороне самостоятельных независимых оценок MAI с учетом оценок параметров внутриканальной помехи для каждого пользователя с тем, чтобы вычесть все или некоторые из них из принятого группового сигнала.

На рис. 9 представлена структурная схема модифицированного Poly-PIC приемника, который в отличие от предыдущего решения содержит общий многоканальный приемник, формирующий первоначальные статистики и общий блок полигауссовой обработки группового сигнала. При этом в процессе процедуры демодуляции в каждом канале производится последовательное декодирование битового потока m-го пользователя с последующим кодированием и ремодулированием опорного сигнала этого пользователя декодированной информацией. В процессе обработки группового и пилот-сигнала приемник получает оценки канальных коэффициентов, оценку дисперсии шума, при необходимости, фаз несущих для всех пользователей.

Рис.9. Структурная схема полигауссового Poly-PIC приемника

Адаптивный алгоритм оценивает негауссовские флуктуации помехи и обеспечивает формирование более надежных поликорреляционных решающих

статистик '»'("), использующихся при декодировании битовых последовательностей и вынесении мягких решений относительно битового профиля Ь активных пользователей на каждом к-м шаге приема многоэлементного сигнала.

Поликорреляционные решающие статистики в виде векторов полигауссовых отношений правдоподобия и апостериорных вероятностей, реализующихся в процессе приема элементов сигнала и гауссовских компонент помехи, параллельно вычисляются по всем значащим статистическим гипотезам.

Блок полигауссовой обработки в процессе обработки группового сигнала «снабжает» вышестоящие коммуникационные уровни данной информацией с целью оперативной корректировки классифицируемых параметров QoS при изменении вероятностно-временных параметров сигнально-помеховой обстановки и условий работы в сети. В этом случае, протокольные процедуры физического и канального уровней сети (MAC/RLC), в зависимости от текущей сигнально-помеховой ситуации, загруженности сети, уровня битовой ошибки, уровня взаимных помех, осуществляют оптимизацию параметров пропускной способности системы в интересах повышения качества обслуживания. Косвенная информация от канальных декодеров в виде вектора оценок, вычисляемых на основе апостериорных поликорреляционных отношений правдоподобия для каждого бита, используется для принятия мягких решений в отношении битового профиля каждого из детектированных сигналов. Такой подход обеспечивает более точное восстановление реплики сигнала и повышает качество демодуляции пользовательских сигналов.

Для анализа эффективности работы многопользовательских приемников рассчитывалась асимптотическая многопользовательская эффективность, которая количественно оценивает энергетические затраты на очистку группового сигнала от помех множественного доступа и определяет деградацию помехоустойчивости алгоритма с увеличением интерферирующих пользователей и без них, когда фоновый шум не доминирует над интерференцией:

Л (L"'RAb) ] «7i"= min max2 О, V . . (27)

где li° =R~'[I-(I-R),+I] матрица обработки статистики на г'-й стадии.

В общем случае, вероятность битовой ошибки для от-ro пользователя определяется как взвешенная сумма g-функций:

2 - 2 (2Ю

* «,■(-1.1) «„«(-1.1) V а /«» " У Выполнено статистическое и имитационное моделирование адаптивных алгоритмов многопользовательского разрешения МЭС при априорной неопределенности относительно параметров распределения негауссовских помех с целью оценки их помехоустойчивости, асимптотической эффективности, достижимой системной емкости и технической реализуемости на современной элементной базе. На рис. 10 представлены результаты оценки помехоустойчивости и многопользовательской эффективности Poly-PIC алгоритма по отношению к основным классам алгоритмов многопользовательской демодуляции.

В пятой * главе представлены результаты практической реализации комплексного подхода к совместному исследованию, синтезу, моделированию и оптимизации построения программно-аппаратных средств, реализующих квазиоптимальные алгоритмы многопользовательского разрешения сигналов в классе CDMA-систем с негауссовскми каналами.

Рис.10. Сравнительные оценки помехоустойчивости и многопользовательской эффективности основных алгоритмов демодуляции

На базе разработанного программного обеспечения для статистического моделирования полигауссовых алгоритмов обработки сигналов, программной среды MatLab с использованием стандартных библиотек Simulink Communikation и др., а также интегрированных инструментальных сред разработки приложений для ПЛИС с использованием специализированных модулей, разработан полнофункциональный программно-аппаратный комплекс для статистического и имитационного моделирования широкого класса алгоритмов и прототипов устройств обработки сигналов в мобильных CDMA-системах. В состав комплекса включено программное обеспечение синтезатора кода, симулятора временного и поведенческого моделирования работы, трассировки соединений на ПЛИС и прошивки кристалла, а также программное обеспечение, предназначенное для переноса сформированных в MatLab моделей в синтезируемый код для ПЛИС.

Моделирования алгоритмов многопользовательского разрешения выполнено для условий, наиболее приближенных к сигнально-помеховой обстановке в реальных каналах связи CDMA-систем и включающих: изменяющееся число активных пользователей, эффект «ближней-дальней» зоны, воздействие случайной негауссовской помехи, изменения кросс-корреляции сигнатур, многолучевое распространение, Рэлеевские замирания.

Для получения сравнительных оценки эффективности разработанных алгоритмов в указанных условиях выполнено статистическое моделирование основных линейных одношаговых многопользовательских детекторов (декоррелятор, MMSE-детектор, РЕ-детектор), многокаскадных итеративных алгоритмов с компенсацией MAI (SIC-детектор, PIC-детектор), а также гибридных решений указанных детекторов. На рис.11 представлены осциллограммы процесса многопользовательского приема канальных сигналов различными алгоритмами для негауссовского канала.

В процессе моделирования использовался квазикогерентный прием сигналов BPSK в трехлучевом обратном канале с негауссовской помехой. Задержки лучей считаются известными. Контрольное отношение на бит £,1/Af0= 6 дБ. Тактовая частота обработки отсчетов 256-1024 МГц. Формат информационной посылки IP-пакет. Скорость передачи кодированных данных 64-512 Кбит/с. Сверточное кодирование со скоростью ХА . Длина расширяющей последовательности Nс =16-128

чипов (для голосового трафика используется SF=128, для

быстродействующих услуг SF=16, для остальных SF=31). Возможность одновременного обслуживания до 30 активных пользователей в секторе; разброс уровней интерферирующих сигналов -5... 15 дБ; реализуемые протоколы радиоинтефейса IS-95 и WCDMA FDD (UMTS).

Рис. 11. Осциллограммы процесса многопользовательского приема в негауссовском канале: 1 -осциллограмма выходного сигнала ММЭЕ-алгоритма; 2 - осциллограмма выходного сигнала ММ8Е-Р1С-алгоритма; 3 - осциллограмма выходного сигнала Ро!у-Р1С-алгоритма

Использующиеся для принятия решений исходные статистики учитываются на длительности нескольких десятков канальных символов (интервал стационарности негауссовской помехи). Статистика процессов плоских замираний известна и может меняться от фрейма к фрейму.

Полученные новые алгоритмические и системотехнические решения устройств многопользовательского разрешения обеспечивают разумный инженерный компромисс между оптимальностью формируемых решений и вычислительной сложностью, позволяют повысить достоверность совместного приема сигналов множества активных пользователей и системную емкость за счет более полного учета вероятностно-временных характеристик канала с негауссовскими помехами и повышения качества многопользовательской демодуляции-декодирования.

На рис. 12,13 показан выигрыш в вероятности битовой ошибки и системной емкости, обеспечиваемый МС-ПГ алгоритмами многопользовательского разрешения по отношению к известным алгоритмам многопользовательского детектирования в моделируемых объектно-помеховых ситуациях. На рис.14 даны оценки потерь помехоустойчивости полученных решений при различных значениях кросс-корреляции и уровне взаимной помехи. Результаты имитационного моделирования свидетельствуют об адекватности физической реализации разработанных ПГ-алгоритмов и мультипроцессорных устройств многопользовательского разрешения сигналов современной элементной базе.

Рис. 12. Сравнительная характеристика помехоустойчивости алгоритмов многопользовательского приема для негауссовского канала

¿> = 0.35 р = 0.07

Рис. 14. Сравнительные характеристики помехоустойчивости разработанных алгоритмов разрешения и основных алгоритмов многопользовательского приема при различных значениях

кросс-корреляции

Результаты выполненного цикла работ по комплексному моделированию показали, что практическая реализация квазиоптимальных алгоритмов многопользовательского разрешения сигналов в мобильных СБМА-системах с негауссовскими каналами является перспективным направлением, способствующим развитию и продвижению мобильных инфокоммуникационных систем следующих поколений.

В заключении сведены основные научные и практические результаты проведенных диссертационных исследований.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Разработан комплексный подход к совместному исследованию, синтезу, анализу и моделированию посткорреляционных моделей и методов помехоустойчивой обработки сигналов и реализующих их мультипроцессорных структур, позволяющий оптимизировать общий многоэтапный процесс проектирования эффективных устройств обработки сигналов в мобильных СБМА-системах с негауссовскими каналами.

2. Разработаны полигауссовы и марково-смешанные полигауссовы адаптивные алгоритмы и устройства разрешения: случайного числа детерминированных сигналов на фоне негауссовских помех, произвольно флуктуирующих сигналов и помех, квазидетерминированных многоэлементных сигналов на фоне негауссовских помех. Синтезированные алгоритмы разрешения обладают высокой степенью параллелизма, конвейерности и рекуррентности вычислений и являются инвариантными к числу элементов сигналов и виду распределений негауссовских помех.

3. Разработан адаптивный алгоритм и устройство разрешения МЭС, учитывающие динамику изменения вероятностных параметров негауссовской помехи. Адаптивные процедуры «органично» встраиваются в общую структуру алгоритмов разрешения, формируя оценки вероятностей компонент распределения полигауссовой помехи по вычисляемой совокупности гауссовских отношений правдоподобия. Статистическое моделирование показало быструю сходимость (за 40-60 циклов приема символов) оценок вероятностных весов компонент распределений к истинным значениям, что позволяет практически использовать адаптивные алгоритмы в динамично изменяющейся помеховой обстановке реальных систем связи.

4. Выполнено статистическое моделирование МС-ПГ алгоритма разрешения в негауссовской сигнально-помеховрой ситуаций при различных вероятностях наложения импульсов помехи на позиции МЭС. Результаты моделирования свидетельствуют о том, что по отношению к корреляционному алгоритму вероятность полной ошибки, достигаемая МС-ПГ алгоритмом разрешения МЭС в заданных условиях воздействия негауссовской помехи, уменьшается более, чем на порядок.

5. Для решения малоразмерных задач обработки коротких преамбул или синхрогрупп, на основе полигауссовых представлений квадратурных компонент отсчетов интерферирующих сигналов и негауссовских помех, разработан алгоритм формирования многомерных зон принятия решений в адаптивных процедурах

многоотсчетной обработки группового сигнала. Данный алгоритм реализует процедуру некогерентной совместной нелинейной обработки многомерных векторов отсчетов огибающей входного колебания, результатом которой является возможность оперативного построения многомерных многосвязных зон принятия решений о принадлежности многомерного вектора наблюдения наиболее вероятной сигнальной гипотезе и обеспечения дополнительного выигрыша в аппаратурной реализации и производительности устройств обработки многопозиционных сигналов.

6. Разработана классификация способов многопользовательского приема и выполнен сравнительный анализ характеристик помехоустойчивости, системной емкости и асимптотической эффективности разработанного алгоритма в широком диапазоне изменяемых вероятностно-временных параметров сигнально-помехового комплекса по отношению к линейным и итеративным многопользовательским алгоритмам. С целью дальнейшей аппаратурной оптимизации полигауссовых алгоритмов разрешения разработан адаптивный квазиоптимальный алгоритм многопользовательского разрешения сигналов, основанный на комбинированных решениях параллельного отсечения взаимных помех с инкапсулированными процедурами полигауссовой обработки группового сигнала и адаптации к параметрам помехи, обеспечивающий повышение помехоустойчивости и емкости CDMA-системы.

7. Выполнено статистическое моделирование и сравнительный анализ базовых характеристик эффективности для широкого класса алгоритмов многопользовательского детектирования (линейных, нелинейных детекторов и многокаскадных итеративных детекторов с последовательным и параллельным отсечением MAI), а также статистическое и имитационное моделирование адаптивного алгоритма многопользовательского разрешения МЭС в негауссовском канале, показавшего реальный выигрыш в достижимой помехоустойчивости, асимптотической эффективности и системной емкости при заданных ограничениях на состав и параметры сигнально-помехового комплекса.

8. Разработан адаптивный мультипроцессорный Poly-PIC приемник МЭС, обеспечивающий наилучшие характеристики приема в негауссовском канале: для контрольного отношения <- 6 дБ выигрыш в помехоустойчивости составляет более 3 дБ по сравнению с известными методами многопользовательской демодуляции, выигрыш в системной емкости на соту - в 3-5 раз по сравнению с гибридными многопользовательскими демодуляторами, энергетический выигрыш для идентичных значений битовой ошибки 10'3 и равной спектральной эффективности составляет 4 дБ. Полученный приемник сочетает свойства внутреннего параллелизма, многоканальности, конвейерности, рекуррентности и итеративности вычислений с экономичной реализацией на основе быстродействующих ПЛИС и унифицированных программно-аппаратных средствах.

9. Разработан полнофункциональный программно-имитационный комплекс и оригинальное программное обеспечение, позволяющие проводить комплексное статистическое и имитационное моделирование традиционных и квазиоптимальных полигауссовых алгоритмов обработки сигналов в формате радиоинтерфейсов широкополосных CDMA-систем в условиях воздействия разнородного помехового комплекса. Используемые в составе комплекса специализированные

инструментальные средства разработки приложений для сигнальных процессоров и ПЛИС, позволяют практически реализовать прототипы устройств многопользовательского разрешения на базе ПЛИС и проводить полунатурные испытания их работоспособности и эффективности в широком диапазоне моделируемых сигнально-помеховых ситуаций. Данный комплекс является универсальным средством для повышения эффективности работы разработчиков алгоритмов и аппаратуры многоканальных систем передачи и обработки информации.

Таким образом, в диссертационной работе изложены научно обоснованные технические решения, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики страны и повышение ее обороноспособности и которые заключаются в разработке алгоритмов и процедур помехоустойчивой обработки сигналов в СБМА-системах с негауссовскими каналами, разработке новых методов дифференцированного доступа абонентов к ресурсам систем мобильных телекоммуникаций, а также разработке новых демодуляторов, обеспечивающих высокую надежность обмена информацией в условиях воздействия негауссовских помех.

Основные публикации по теме диссертации:

Публикации в рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Чабдаров Ш.М., Феоктистов А.Ю., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P. Оптимальный прием многопозиционных сигналов при комплексе шумовых И импульсных помех с произвольными флуктуациями // Радиотехника. - 1990. - №12. - С.32-35, автора-0,1 п.л.

2. Чабдаров Ш.М., Феоктистов А.Ю., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P. Многоотсчетная совместная обработка многопозиционных сигналов при комплексе негауссовских помех // Радиоэлектроника. - 1991. - №1. - С.71-75. (Изв. высш. учебн. заведений), автора-0,1 п.л.

3. Чабдаров Ш.М., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P. и др. Синтез помехоустойчивого алгоритма обработки пачек многопозиционных сигналов в комплексе негауссовских помех Н Вестник КГТУ им А.Н.Туполева. - 1998. - №1. - С. 29-31, автора - 0,06 п.л.

4. Чабдаров Ш.М., Файзуллин P.P., Надеев А. Ф. и др. Структурно-стохастический подход к задаче распознавания сложных сигналов в системах идентификации объектов // Вестник КГТУ им А.Н.Туполева. - 1998. - №2. - С.7-12, автора -0,15 п.л.

5. Чабдаров Ш.М., Закиров З.Г., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P., Егоров А.Е. Синтез обобщенного алгоритма разрешения флуктуирующих многоэлементных сигналов на основе марково-смешанных вероятностных моделей // Телекоммуникации. - 2003. - № 10. - С. 11-15, автора - 0,15 п.л.

6. Чабдаров Ш.М., Закиров З.Г., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P., Егоров А.Е. Адаптивный алгоритм разрешения многоэлементных сигналов // Телекоммуникации. - 2003. - №11. - С. 2-5, автора - 0,1 п.л.

7. Феоктистов А.Ю., Карманов КВ., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P. Казанская научная школа полигауссовых явлений посткорреляционной статистической

радиотехники // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. - №1. - Т.7. - 2004. - С.20-25, автора- 0,1 п.л.

8. Чабдаров Ш.М., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P. и др. Поликорреляционная обработка сигналов перспективных систем подвижной радиосвязи // Телекоммуникации. - 2005. -№ 1. - С.27-31, автора- 0,08 п.л.

9. Файзуллин P.P. Квазиоптимальные алгоритмы многопользовательского детектирования многоэлементных сигналов WCDMA-систем в комплексе негауссовских помех // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. - № 5. - Т. 10. - 2007. - С.44-48, автора - 0,3 п.л.

10. Файзуллин P.P. Многокритериальная оптимизация параметров QoS в мобильных инфокоммуникацнонных системах в рамках низкоуровневых протоколов // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. - № 5. - Т.10. - 2007. -С.79-82, автора-0,3 п.л.

11. Чабдаров Ш.М., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P. Квазиоптимальные алгоритмы разрешения сложных многоэлементных сигналов в современных инфокоммуникацнонных системах // Нелинейный мир. - 2008. - № 8. - Т.6. - С. 13-22, автора - 0,4 п.л.

12. Чабдаров Ш.М., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P., Ефимов E.H., Аднан А. Поликорреляционная распределенная адаптивная обработка сигналов на фоне негауссовских помех // Нелинейный Мир. - 2009. - №5. - Т.7. - С 36 -41 автора -0,1 п. л.

13. Файзуллин P.P. Квазиоптимальный алгоритм многопользовательского разрешения сигналов с параллельным отсечением внутриканальных помех в DS-CDMA системах // Вестник КГТУ им.А.Н.Туполева. - 2010. - №4. - С. 86-93, автора - 0,5 п.л.

14. Файзуллин P.P. Комплексный подход к решению задачи структурного синтеза мультипроцессорных устройств обработки сигналов мобильных инфокоммуникацнонных систем // Инфокоммуникационные технологии. - 2011. - Т.9.- №. 1.- С.40-48, автора - 0,6 п.л.

15. Файзуллин P.P. Комплексный подход к решению задач синтеза и анализа эффективности алгоритмов и мультипроцессорных устройств обработки сигналов мобильных мультисервисных систем // Нелинейный Мир. - 2011 - № 2. - Т.9 - С. 78-85. автора - 0,4 п.л.

Монография

16. Закиров З.Г., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P. Сотовая связь стандарта GSM. Современное состояние, переход к сетям третьего поколения. М.: Эко-Трендз, 2004. - 264 с. автора - 8 пл.

Авторские свидетельства и патенты

7. A.c. № 1580565 СССР; опубл. 23.07.1990 г. Устройство декодирования импульсно-временных кодов / Ш.М.Чабдаров, А.Ф.Надеев, Р.Р.Файзуллин, А.Ю.Феоктистов, В.А.Лепехов.

8. A.c. № 1596469 СССР; опубл. 30.09.1990 г. Устройство различения дискретных сигналов на фоне произвольных помех /Чабдаров Ш.М., Файзуллин P.P., Надеев А.Ф., Волков А.Н.

19. A.c. №1826840 РФ; опубл. 13.10.1992 г. Устройство различения дискретных сигналов на фоне произвольных помех / Чабдаров Ш.М., Файзуллин P.P., Надеев А.Ф., Волков А.Н.

20. Патент РФ №2028732 от 09.02.1995 г. Устройство для декодирования импульсно-временных сигналов / Чабдаров Ш.М., Надеев А. Ф., Файзуллин P.P., Козлов С. В.

21. Патент РФ №31184 от 20.07.2003 г. Устройство разрешения радиоимпульсных сигналов на фоне произвольной помехи / Чабдаров Ш.М., Файзуллин P.P., Надеев А.Ф., Егоров А.Е.

22. Патент РФ № 42373 от 27.11.2004 г. Устройство разрешения сигналов на фоне произвольной помехи /Чабдаров Ш.М., Файзуллин P.P., Надеев А.Ф., Егоров А.Е.

23. Патент РФ № 2269205 от 27.01.2006 г. Устройство разрешения сигналов на фоне произвольной помехи / Чабдаров Ш.М., Файзуллин P.P., Надеев А.Ф., Егоров А.Е.

Статьи и материалы конференций

24. Чабдаров Ш.М., Феоктистов А.Ю., Файзуллин P.P., Надеев А.Ф., Рахимов Р.Х. Алгоритмы и спецпроцессоры обработки сигналов в радиолиниях САЗО // Радиоэлектронные устройства и системы: Межвуз. сб. научн. трудов КГТУ им. А.Н.Туполева. - Казань. - 1996,- С.4-16, автора-0,3 п.л.

25. Чабдаров Ш.М., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P., Егоров А.Е. Модели и методы обработки сигналов на основе вероятностных смесей с марковостью в информационных системах // Труды Межд. конф. по телекоммуникациям IEEE/ICC. С.-Петербург. - 2001,- С.213-217, автора- 0,1 пл.

26. Чабдаров Ш.М., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P., Егоров А.Е. Синтез поликорреляционных алгоритмов обработки шумоподобных сигналов систем CDMA //Труды IV-й Межд. конф. «Цифровая обработка сигналов и ее применение DSPA-2002». Москва,- 2002,- С.237-241, автора - 0,1 п.л.

27. Чабдаров Ш.М., Закиров З.Г., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P., Егоров А.Е. Обобщенный алгоритм разрешения флуктуирующих многоэлементных сигналов // Науч. практ. .сб. «Электронное приборостроение». Вып.№ 5. Казань, КГТУ/КАИ. - 2003. - С.67-77, автора - 0,3 п.л.

28. Чабдаров Ш.М., Сафонов В.Л., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P., Егоров А.Е. Новые классы полигауссовых моделей в статистической теории приема сигналов современных радиоэлектронных систем // Прикладная радиоэлектроника. - № 6. - 2003. - С. 12-18, автора-0,12 п.л.

29. Чабдаров Ш.М., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P., Кокунин П.А., Егоров А.Е. Модели и алгоритмы обработки сигналов на основе вероятностных смесей в перспективных системах подвижной радиосвязи. // Межд. науч. конф. к 95-летию академика В.А.Котельникова «Современная радиоэлектроника в ретроспективе .идей В.А.Котельникова». - Москва,- 2003. - С.59-61, автора -0,06 пл.

30. Файзуллин P.P. Посткорреляционные модели и методы в задачах оптимизации параметров качества обслуживания систем мобильных инфокоммуникаций 3-го поколения // Сб. трудов LX-й Науч. сессии, посвященной дню Радио. М.: Радио и связь.- 2005. - Вып. LX-2. - Т.2. - С.268-269, автора - 0,12 п.л.

31. Файзуллин P.P. Оптимизация алгоритмов информационного обмена для обеспечения QoS в системах WCDMA // Материалы Межд. конф. и Российской научной школы «Системные проблемы надежности, качества, информационных технологий». М.: Радио и связь. - Ч.З.- Т.2. - 2006. - С.98-101, автора - 0,2 п.л.

32. Файзуллин P.P. Квазиоптимальные алгоритмы многопользовательского детектирования многоэлементных сигналов в мобильных инфокоммуникационных системах // «Инфокоммуникационные технологии глобального информационного общества». - Казань. - 2007. С.165-167. автора -0,18 п.л.

33. Чабдаров Ш.М., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P., Чикрин Д.Е. Квазиоптимальные алгоритмы многопользовательского детектирования при оптимизация параметров QoS в мобильных инфокоммуникационных системах // Сб. трудов VI-й Всерос.научно-техн. конф. RLNC-2007 «Радиолокация, навигация, связь». -Воронеж: ВГУ. - 2007. - Т.2.- С.775-790, автора - 0,7 п.л.

34. Файзуллин P.P. Квазиоптимальные алгоритмы многопользовательского детектирования многоэлементных сигналов // Доклады VII-й Межд. научно-техн. конф. «Физика и технические приложения волновых процессов». Казань. -2007,- С.346-347, автора - 0,12 п.л.

35. Чабдаров Ш.М., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P. Многопользовательское разрешение сложных сигналов на основе марково-смешанных полигауссовых моделей DS-CDMA систем // Труды IX-й межд. науч.-техн. конф. «Проблемы техники и технологий телекоммуникаций», посвященной 100-летию В.А.Котельникова,- Казань. - 2008. - С.216-217, автора - 0,06 п.л.

36. Файзуллин P.P. Квазиоптимальные алгоритмы многопользовательского детектирования многоэлементных сигналов в DS-CDMA системах // VI-я межд. научно-практ.конф. «Инфокоммуникационные технологии глобального информационного общества». - Казань. - 2008. - С. 170-174, автора - 0,3 п.л.

37. Файзуллин P.P. Марково-смешанные полигауссовы алгоритмы многопользовательского разрешения многоэлементных сигналов в комплексе негауссовских помех // VI-я Всеросс. научно-практ. конференция «Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем». Ульяновск. -УлГТУ. - 2009. - С.159-162, автора - 0,25п.л.

48. Чабдаров Ш.М., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P. Марково-смешанные полигауссовы алгоритмы разрешения сигналов CDMA-систем в комплексе негауссовских помех // Тез. докл. Х-й Межд. научно-техн. конф. «Проблемы техники и технологий телекоммуникаций», посвященной 150-летию со дня рождения А.С.Попова. Самара,- ПГУТИ,- 2009. -.С. 62-64, автора - 0,1 п.л.

19. Файзуллин P.P. Квазиоптимальные SIC-алгоритмы многопользовательского детектирования многоэлементных сигналов в DS-CDMA системах // Сб. трудов VII -й Международной научно-практической конференции

«Инфокоммуникационные технологии глобального информационного общества». Казань. 2009. С.118-122, автора-0,3 п.л.

•0. Файзуллин P.P. Квазиоптимальные алгоритмы многопользовательского детектирования многоэлементных сигналов в DS-CDMA системах // Сб. докл. Х-й Межд. научно-техн. конф. «Проблемы техники и технологий телекоммуникаций», посвященной 150-летию со дня рождения А.С.Попова. -

Самара. ПГУТИ. - 2009. - С.54-56, автора - 0,2 п.л.

41. Файзуллин P.P. Оценка эффективности квазиоптимальных алгоритмов многопользовательского приема в классе DS-CDMA систем // Сб. трудов V-й Межд. научно-практ. конф. «Авиакосмические технологии и оборудование». (АКТО-2010). - Казань. - 2010. Т.З. С.206-213, автора- 0,5 п.л.

42. Чабдаров Ш.М., Щербаков Г.И. Надеев А.Ф., Файзуллин P.P. Посткорреляционные модели и алгоритмы многопользовательской обработки сигналов в перспективных системах подвижной радиосвязи // Сб. трудов XVII-й Всерос.научно-техн. конф. RLNC-2011 «Радиолокация, навигация, связь». -Воронеж: ВГУ. - 2011. - Т.2.- С.1019-1023, автора - 0,1 п.л.

43. Файзуллин P.P. Полигауссовы методы многопользовательского приема сигналов в мобильных инфокоммуникционных системах // Сб. трудов XVII-й Всерос.научно-техн. конф. RLNC-2011 «Радиолокация, навигация, связь». -Воронеж: ВГУ. - 2011. - Т.2.- С. 1012-1018, автора - 0,4 п.л.

Формат 60*84/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 2,0 Усл. печ. л. 1,86. Уч. изд. л. 1,61. Тираж 100. Заказ О 100.

Типография Издательства Казанского государственного технического университет им А.Н.Туполева» 420111 Казань, К.Маркса, 10

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧИ СИНТЕЗА ПОЛИГАУССОВЫХ АЛГОРИТМОВ И МУЛЬТИПРОЦЕССОРНЫХ УСТРОЙСТВ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ В МОБИЛЬНЫХ ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫХ

СИСТЕМАХ.

1.1. Факторы, характеризующие особенности функционирования и предоставляемые услуги современных мобильных систем связи.;. ^

1.2. Описание комплексного подхода и составляющих его технологических плоскостей.

1.3. Анализ состояния проблемы разрешения сигналов и помех в современных мобильных системах связи.

1.4. Основные факторы, определяющие качество приема в мобильных CDMA системах.

1.4.1. Внутрисистемные помехи множественного доступа. Способы повышения системной емкости. ^

1.4.2. Характеристика негауссовской помеховой обстановки в реальных каналах ИКС и проблема «ближней-дальней» зоны.

1.5. Вероятностные смеси: полигауссовы модели адекватного представления случайных сигналов и их физическое содержание. Требования к математическим моделям.

1.6. Технология многопользовательского детектирования в широкополосных СБМА-системах. Основные подходы

1.6.1. Квазиоптимальные многопользовательские алгоритмы

1.6.2. Классификация методов многопользовательского детектирования. Методика отсечения помех множественного доступа.

1.7. Организация контроля параметров и управления состоянием информационных каналов в ИКС.

1.7.1. Обеспечение сквозного С>о8 в ИКС.

1.7.2. Обобщенный функционал качества обслуживания в ИКС

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2 СИНТЕЗ АДАПТИВНЫХ ПОЛИГАУССОВЫХ АЛГОРИТМОВ РАЗРЕШЕНИЯ

МНОГОЭЛЕМЕНТНЫХ СИГНАЛОВ

2.1. Вероятностное описание сигнально-помехового комплекса ИКС в рамках полигауссовых моделей для задачи оптимального полного разрешения сигналов.

2.2. Синтез оптимального полигауссового алгоритма разрешения произвольно-флуктуирующих сигналов и помех в общем виде.

2.3. Синтез оптимального МС-ПГ алгоритма разрешения флуктуирующих многоэлементных сигналов на фоне помех.

МС-ПГ алгоритм разрешения многоэлементных сигналов при компонентах разложения с одинаковыми ковариационными матрицами.

2.5. Исследование возможностей построения экономичных алгоритмов разрешения с ограниченной проверкой статистических гипотез.

2.6. Оценка параметров марково-смешанной полигауссовой модели в условиях априорной неопределенности и синтез адаптивного алгоритма разрешения МЭС.

2.7. Формирование многомерных зон принятия решений в адаптивных устройствах обработки сигналов.

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3 СИНТЕЗ АДАПТИВНЫХ АЛГОРИТМОВ

РАЗРЕШЕНИЯ КВАЗИДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ НА ОСНОВЕ МС-ПГ ВЕРОЯТНОСТНЫХ МОДЕЛЕЙ

3.1. Полное вероятностное описание сигнально-помеховой обстановки для решения задачи разрешения в рамках квазидетерминированнои модели сигналов и помех.

3.2. Синтез полигауссового алгоритма разрешения в рамках квазидетерминированной модели сигналов и помех.

3.3. Унифицированная форма полигауссового алгоритма разрешения квазидетерминированных сигналов и особенности его структуры. ^^

3.4. МС-ПГ алгоритм разрешения для квазидетерминированной модели сигнала и ХИП.

3.5. МС-ПГ алгоритм разрешения-декодирования МЭС с оптимизацией параметров (^оБ.

2 ^ Особенности практической реализации устройств разрешения многоэлементных сигналов на фоне комплекса помех.

3.7. Оценка вычислительной сложности синтезированных алгоритмов разрешения.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4 МНОГОПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОЕ РАЗРЕШЕНИЕ

СИНАЛОВ В ИКС С НЕГАУССОВСКИМИ

КАНАЛАМИ

4.1. Дополнительные методы повышения системной емкости широкополосных CDMA систем на основе многопользовательского приема сигналов.

4.2. Базовая математическая модель многопользовательского приема CDMA системы.

4.3. Формирование вектора достаточных статистик и правил принятия решений при многопользовательском детектировании.

4.4. Линейные и итеративные процедуры многопользовательского отсечения помех множественного 207 доступа

4.5. Базовая структура итеративного PIC-приемника с параллельным отсечением MAI.

4.6. Многокаскадный PIC-приемник с распределенной полигауссовой обработкой группового сигнала.

4.7. Модифицированный квазиоптимальный полигауссовый Poly-PIC приемник.

Оценка помехоустойчивости и асимптотическая эффективность алгоритма многопользовательского разрешения сигналов.

Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5 РЕЗУЛЬТАТЫ СТАТИСТИЧЕСКОГО И ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ АЛГОРИТМОВ МНОГОПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО

РАЗРЕШЕНИЯ СИГНАЛОВ

5.1. Описание программно-аппаратного комплекса статистического и имитационного моделирования алгоритмов и устройств обработки сигналов CDMAсистем

5.2. Условия моделирования, ограничения и требования к процедурам статистического и имитационного моделирования.

5.3. Требования к выбору элементной базы для практической реализации синтезированных алгоритмов многопользовательского разрешения сигналов.

5.4. Имитационная модель многопользовательского приема сигналов CDMA системы. 25 ^

5.5. Моделирование адаптивных процедур оценивания параметров вероятностных распределений помех.

5.6. Моделирование алгоритмов многопользовательского приема. Асимптотическая многопользовательская эффективность линейных детекторов.

5.7. Анализ эффективности итеративных методов многопользовательского детектирования компенсационного типа (с отсечением взаимных помех).

5.8. Результаты моделирования и анализ эффективности мультипроцессорного PolyPIC-приемника.

Выводы по главе 5.

В настоящее время динамично развивающийся рынок мобильных телекоммуникаций характеризуется прогрессирующим ростом потребностей в качественных услугах связи, используемых практически во всех сферах деятельности современного информационного общества. В свою очередь, это требует разработки и внедрения все более эффективных организационно-технических мер по высокоскоростной и надежной передаче,интегрального трафика в перспективных мобильных сетях связи и определяет успешное развитие сравнительно нового класса мобильных инфокоммуникационных систем (ИКС).

Для рассматриваемого класса ИКС,' базирующихся на технологии' кодового разделения каналов (CDMA), адекватное представление сигнально-помеховой обстановки (СПО) в динамически изменяющейся среде мобильной связи, определяется объективной «сложностью» реальных каналов с переменными параметрами. Среди основных факторов, ограничивающих качество связи, необходимо выделить: влияние внутриканальных помех множественного доступа, проблему «ближней-дальней» зоны, неустойчивость и многообразие вероятностных распределений параметров сигнально-помехового комплекса, характер и интенсивность трафика, асинхронность и случайность доступа в единый канал многочисленных приемо-передатчиков, нарушение ортогональности ансамбля используемых сигнатур, многолучевость и замирания радиосигналов, воздействие импульсных, сосредоточенных по спектру, индустриальных, шумовых и прочих видов помех. Совокупность указанных факторов феноменологически приводит к негауссовским помеховым ситуациям в каналах связи, т.е. к необходимости эффективной работы ИКС в негауссовских каналах.

Реальная эффективность CDMA-систем с негауссовскими каналами во многом определяется достижимыми характеристикам помехоустойчивости, системной емкости и вычислительной сложности используемых алгоритмов и устройств- совместной обработки случайного числа сигналов в заданном комплексе внутрисистемных и негауссовских помех различного происхождения в интересах обеспечения качества обслуживания (QoS-Quality of Service) внутрисетевого трафика.

Обострившийся в последние годы дефицит частотного, энергетического и пространственного ресурса радиоканала, а также особенности помехового комплекса CDMA-систем, требуют использования адекватных вероятностных моделей описания реальных негауссовских помех, обеспечивающих разработку и внедрение новых алгоритмических и технических решений,- направленных на повышение эффективности ИКС в интересах надежной передачи интегрального пакетного трафика в сложных и изменчивых условиях информационного взаимодействия пользователей.

Исследованию негауссовских помех и методов помехоустойчивой обработки сигналов в условиях априорной неопределенности посвящены работы многих отечественных и зарубежных ученых Ф.Е.Фальковича [141,142], Р.Л.Стратоновича [123-125], Ю.Г.Сосулина [118,119], Я.Д.Ширмана [219], Б.Р.Левина [121], В.Шварца, [80], В.Г.Репина, Г.П.Тартаковского [107], Ю.С.Шинакова [221], А.П.Трифонова [72,137], О.И.Шелухина [217,218], В.И.Тихонова [131,132], Ш.М.Чабдарова [164-167], Н.З.Сафиуллина [108,173], Р.Л.Малахова [79], А.Т.Трифонова [138,164], И.Г.Карпова [52], В.А.Шевцова [216], И.А.Колтунова [62,63], И.А.Голяницкого [33,34], М.А.Миронова [83], В.А.Метлицкого [82] и'др.

Для решения задач повышения системной емкости при использовании некоррелированных или слабокоррелированных сигналов в последние годы активно разрабатываются методы многопользовательского приема сигналов (MUD-Multiuser Detection) с компенсацией внутриканальных помех множественного доступа (MAI- Multiple Access Interference). Такие алгоритмы основаны на использовании априорных сведений о применяемых в системе кодовых последовательностях, априорных распределениях измеряемых параметров и совместно обрабатывают сигналы пользователей с учетом текущих оценок уровня и структуры MAI, обусловленных взаимной корреляцией сигналов, а также оценок вероятностных характеристик каналов связи, обеспечивая повышение качества демодуляции сигналов активных пользователей и повышение пропускной способности сети в целом.

В результате, обработка входного колебания базовой станцией ИКС непосредственно связана с проблемой определения количественного и качественного состава текущей комбинации полезных сигналов и помех множественного доступа по результатам обработки группового сигнала с последующим выделением битового профиля детектированных сигналов. Для современных ИКС это позволяет сформулировать актуальную проблему оптимального многопользовательского'разрешения сигналов множества активных пользователей в комплексе внутрисистемных помех, в том числе негауссовских помех, которые не описываются, адекватно отдельными стандартными малопараметрическими распределениями^ вероятностей. В данной трактовке проблема разрешения адекватна многим актуальным задачам современной теории многоканальной связи и статистической радиотехники, а ее решение в указанных условиях функционирования позволяет повысить емкость сети и показатели надежности связи.

Среди» наиболее значимых результатов в разработке теории и приложений многопользовательского приема в классе СБМА-систем нужно указать научные работы М.А.Быховского [17,18], Л.Е.Варакина [22,110], А.М.Шломы, В.Б.Крейнделина [45-47,68-70,226,227], Д.Ю.Панкратова [6870], В.П.Ипатова [51], Е.В.Гончарова [35,36], А.В.Гармонова [37] и др., а также работы зарубежных ученых: Б.Уегёи [273-276], ЯХираэ [255,256], А.У^егЫ [277], А.БиеШаИеп, Ъ1хоъж [241-242], Б^аэ [238,239], М.ЛтШ [250], ШоНгтап, Р.Ра1е1 [260], У.Роог [261,282], Б. Моб!^ [267], Ъ. Бп^акг [240], М.УагапаБЬ В.АагЪахщ [270-272], Т.АЬгао [232], А.Ка^ага, 1УШака§а\¥а [283], Р.гЬеп^ Б.ВагЮп [284], Я.МиеПег, Б.МШег [285], А.ГЦ|езшап [265], Р^аугоиШэ [268], К.Кейипеп [253], Х^ап§ [257,280], Ь.Напго [246], М.Нош§ [248] и др.

В работах указанных авторов изложены вопросы синтеза оптимальных и квазиоптимальных алгоритмов многопользовательской демодуляции, устойчивых к проблеме «ближний-дальний» для синхронных и асинхронных каналов. Рассмотрены линейные и нелинейные алгоритмы многопользовательского детектирования, использующие итеративные процедуры последовательного и параллельного подавления MAI, гибридные решения с обратной решающей связью и пр., приводящие к структурам приемников с различными уровнями вычислительной сложности и эффективности совместной демодуляции сигналов многих пользователей.

Фундаментальные исследования, выполненные с начала шестидесятых годов в области теории оптимального оценивания параметров случайных процессов и теории синтеза алгоритмов совместного обнаружения-различения-оценивания сигналов, объективно определили нарастающий интерес к синтезу алгоритмов полного разрешения сигналов на фоне комплекса случайных помех и развитие базовой методологии статистического синтеза и анализа информационных систем, опирающейся на множество используемых классов вероятностных моделей. Использующийся при этом потенциал байесовского подхода к формированию статистических решений по выборкам ограниченного объема определил методологию решения многих практически важных задач статистической теории связи.

При этом известные алгоритмы различения сигналов или оценивания параметров сигналов не могут быть в полной мере применены для решения задачи оптимального разрешения сигналов. Это обусловлено тем, что число сигналов при каждом наблюдении случайно и может меняться от наблюдения к наблюдению. Такая ситуация типична для CDMA-систем, когда требуется разделить полезное и случайное число мешающих сигналов на фоне шума при их передаче по многолучевым каналам, в которых число лучей и их параметры случайным образом изменяются.

В докторской диссертации проф. Ю.С.Шинакова [221] разработана асимптотическая теория разрешения сигналов в гауссовских каналах применительно к широкому классу динамических информационных систем на основе асимптотически байесовского подхода к синтезу алгоритмов обработки сигналов. Полученные автором теоретические и практические результаты определили развитие нового научного направления в области статистического синтеза и анализа информационных систем.

В докторской диссертации проф. В.А.Шевцова [216] исследованы свойства метрических пространств и области практической применимости критериев оптимальности в больших информационных системах при обнаружении сигналов и оценке их параметров на фоне негауссовых нестационарных во времени помех. Получены оптимальные пространственно-временные адаптивные алгоритмы обнаружения-различения сигналов на фоне негауссовых нестационарных и не изотропных в пространстве помех с учетом проблемы электромагнитной совместимости радиосистем и многолучевости распространения сигналов в протяженных трактах телекоммуникационных систем.

Впервые постановка задачи разрешения негауссовских случайных сигналов и помех была опубликована в работе проф. Ш.М.Чабдарова-[169] и определила направление дальнейших исследований, выполненных автором в рамках настоящей диссертации.

Важно отметить, .что большинство существующих подходов к синтезу алгоритмов разрешения сигналов и многопользовательских приемников приводят либо к аналитически обоснованным, но технически сложно реализуемым решениям, либо к алгоритмам, вопрос об оптимальности которых остается открытым. В известной классификации задач оптимального приема сигналов, указанная задача многопользовательского разрешения сигналов ставится впервые и относится к многосигнальной задаче, когда одновременно требуется принять решение по количеству и типам сигналов, содержащихся в текущем наблюдении, а также выполнить оценку битовых профилей всех активных пользователей. Важен тот факт, что промежуточные статистики и решения, формируемые алгоритмами разрешения сигналов, являются крайне информативными для вышестоящих уровней сети, т.к. обеспечивают их важной дополнительной информацией, которая используется соответствующими уровневыми протоколами для более корректной и эффективной работы сети в интересах С^оБ [145,147,149].

В этой связи, актуальным направлением развития теории и техники ИКС является исследование и разработка посткорреляционных моделей, и методов, обеспечивающих новое решение проблемы многопользовательского разрешения сигналов в интересах повышения эффективности работы современных ИКС. Указанное направление развивается в рамках нового комплексного подхода к исследованию и разработке проблемно-ориентированных программно-аппаратных средств ИКС с учетом специфики их работы и требований к качеству обслуживания интегрального внутрисетевого трафика [158,160]. На рис.В.1 представлена обобщенная иллюстрация ядра диссертационной работы.

Рис.В.1. Иллюстрация ядра диссертационных исследований

Принципиально новую основу посткорреляционного этапа статистической теории связи и эффективный инструментарий для работы с негауссовскими случайными процессами закладывают научные и практические результаты, полученные творческим коллективом под руководством проф. Чабдарова Ш.М. при разработке теории вероятностных смесей случайных явлений [39,89,108,165-175,187,196]. Значительный вклад в развитие теории полигауссового синтеза и анализа в задачах статистической радиотехники в виде нового класса вероятностных моделей -марково-смешанных случайных процессов и методологии синтеза помехоустойчивых алгоритмов обработки сигналов в негауссовской постановке внесен проф. Надеевым А.Ф. [85-88].

Резюмируем базовые аспекты, определяющие актуальность проводимых исследований.

• Конвергенция информационных и телекоммуникационных технологий создает основу для разработки и внедрения новых технических и коммерческих решений, направленных на повышение эффективности телекоммуникационных систем и сетей различного назначения. Это требует решения новых классов задач оптимального приема сигналов, использования новых классов моделей и методов обработки сложных сигналов в ИКС и предъявляет жесткие требования к вероятностно-временным характеристикам систем с негауссовскими каналами при ограничениях на энергетические и частотно-временные ресурсы.

• В общей теории синтеза и анализа информационных систем выполнен большой объем фундаментальных и прикладных исследований, определивший переход к посткорреляционному этапу развития теории и техники оптимального приема сигналов и обеспечивший возможность практической реализации оптимальных и квазиоптимальных процедур многопользовательской обработки сигналов в широкополосных СОМА-системах, имеющих полиномиальную вычислительную сложность.

• Технологический прорыв в микропроцессорной технике, схемотехнике ПЛИС и функциональной микроэлектронике снимают сегодня существенные ограничения вычислительной сложности реализуемых алгоритмов, обеспечивая компактные программно-аппаратные решения устройств обработки многоэлементных сигналов.

Научная проблема заключается в теоретическом обосновании и разработке методов помехоустойчивой обработки сигналов на фоне негауссовских помех в интересах повышения эффективности систем мобильных телекоммуникаций с кодовым разделением каналов, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики страны и повышение ее обороноспособности.

Объектом исследования являются широкополосные системы мобильной связи с кодовым разделением каналов.

Предметом исследования являются научно обоснованные методы и технические решения обработки сложных сигналов, позволяющие повысить эффективность работы многоканальных систем мобильной связи с кодовым разделением каналов в негауссовских помехах.

Цель исследования - повышение помехоустойчивости и системной емкости широкополосных СЭМА-систем с негауссовскими каналами.

Для достижения поставленной цели в диссертации поставлены и решены следующие основные задачи:

• Разработан комплексный подход к совместному исследованию, анализу и синтезу математических моделей адекватного описания сигнально-помехового комплекса в каналах СБМА-систем, алгоритмов помехоустойчивой обработки сигналов и реализующих их мультипроцессорных вычислительных структур, обеспечивающих сбалансированные с точки зрения «эффективность - вычислительная* сложность» алгоритмические и системотехнические решения.

• Разработаны оптимальные и квазиоптимальные алгоритмы и мультипроцессорные устройства полного разрешения многоэлементных сигналов (МЭС) в негауссовских каналах для случайной, детерминированной и-квазидетерминированной моделей сигнала на основе полигауссовых (ПГ) и марково-смешанных полигауссовых (МС-ПГ) моделей. Даны оценки эффективности и вычислительной сложности синтезированных алгоритмов разрешения.

• Разработаны адаптивные процедуры оценки параметров помехового комплекса в условиях априорной неопределенности, реализованные в структуре алгоритма разрешения сигналов. Разработана процедура многоотсчетной обработки коротких групп многопозиционных сигналов для повышения быстродействия адаптивных устройств принятия решений по сигналу «в целом».

• Выполнен сравнительный анализ линейных и итеративных нелинейных алгоритмов многопользовательского приема и получены оценки их помехоустойчивости и достижимой системной емкости в широком диапазоне моделируемых сигнально-помеховых ситуаций.

• Разработаны адаптивные алгоритмы многопользовательского разрешения многоэлементных сигналов на основе синтезированных МС-ПГ алгоритмов разрешения и процедур многопользовательского приема с отсечением MAI, обеспечивающие повышение системной емкости и качества обслуживания интегрального трафика в негауссовских каналах.

• Разработаны патентоспособные мультипроцессорные устройства многопользовательского разрешения многоэлементных сигналов, обладающие полиномиальной вычислительной сложностью.

• Выполнено комплексное статистическое и имитационное моделирование синтезированных адаптивных алгоритмов и мультипроцессорных устройств многопользовательского разрешения сигналов для близких к реальным сигнально-помеховым ситуациям, и получены оценки базовых характеристик эффективности их работы в негауссовских каналах по отношению к известным методам многопо л ьзовательско й демодуляции.

Методы исследования. Теоретической и методологической основой работы послужили исследования в области статистической теории связи, статистической радиотехники, теории вероятностных смесей случайных явлений, теории многопользовательского детектирования, теории сложных сигналов, теории передачи дискретных сигналов по радиоканалам, теории статистических решений, а также статистическое компьютерное моделирование на базе специализированного программного обеспечения и программной среды MatLab, полунатурное имитационное моделирование на базе специально разработанного программно-аппаратного имитационного комплекса для исследования характеристик синтезированных алгоритмов обработки многоэлементных сигналов, а также современных интегрированных инструментальных сред разработки приложений для ПЛИС и процессоров ЦОС.

Личный вклад автора. Все основные результаты, составляющие содержание диссертации, включая обобщение теоретических и-экспериментальных исследований, получены соискателем самостоятельно. Автору принадлежит постановка и теоретическая разработка научной проблемы в целом. Автором сформулированы конкретные исследовательские задачи, разработаны новые методы и оригинальные устройства многопользовательского разрешения сигналов, проведены статистическое и имитационное моделирование разработанных алгоритмов и мультипроцессорных устройств многопользовательского разрешения сигналов в негауссовских каналах. Результаты экспериментальных исследований и практическое макетирование выполнены под руководством и непосредственном участии автора.

Научная новизна

• Разработан комплексный подход к совместному исследованию, синтезу, анализу и моделированию посткорреляционных моделей и методов помехоустойчивой обработки сигналов и реализующих их мультипроцессорных структур, позволяющий оптимизировать общий многоэтапный процесс проектирования устройств помехоустойчивой обработки сигналов в мобильных СБМА-системах с негауссовскими каналами.

• Разработаны полигауссовы и марково-смешанные полигауссовы адаптивные алгоритмы и устройства разрешения: детерминированных сигналов на фоне негауссовских помех, произвольно флуктуирующих сигналов и помех, квазидетерминированных сигналов на фоне негауссовских хаотических импульсных помех в условиях априорной недостаточности.

• Разработаны адаптивные полигауссовы алгоритмы многопользовательского разрешения с параллельным отсечением помех множественного доступа, обеспечивающие повышение помехоустойчивости и емкости мобильных СБМА-систем в негауссовских каналах.

• Разработана классификация способов многопользовательского приема и выполнен сравнительный анализ наиболее эффективных и технически рентабельных решений на базе линейных одношаговых и итеративных квазиоптимальных многопользовательских алгоритмов с отсечением взаимных помех множественного доступа.

• Выполнено статистическое моделирование и сравнительный анализ характеристик помехоустойчивости, системной емкости и асимптотической эффективности синтезированных алгоритмов многопользовательского разрешения в широком диапазоне изменяемых вероятностно-временных параметров сигнально-помехового комплекса по отношению к известным методам многопользовательской демодуляции.

• Разработан адаптивный мультипроцессорный Poly-PIC приемник, обеспечивающий наилучшие характеристики приема (с точки зрения качества разрешения случайного числа сигналов) для заданных параметров негауссовского сигнально-помехового комплекса и состояния канала связи. Полученный приемник сочетает свойства внутреннего параллелизма, многоканальности, конвейерности и рекуррентности вычислений с экономичной реализацией на основе быстродействующих ПЛИС и унифицированных программно-аппаратных средствах.

Практическая значимость работы

• Разработанные алгоритмы разрешения сигналов в комплексе негауссовских помех приводят к универсальным техническим решениям мультипроцессорных устройств; обладающих полиномиальной вычислительной сложностью и адекватных эффективной реализации на базе однородных вычислительных сред. Разработанные адаптивные квазиоптимальные алгоритмы многопользовательского разрешения сигналов являются основанием для разработки патентоспособных устройств многопользовательской демодуляции в CDMA системах, обеспечивающих повышение эффективности их работы в негауссовских каналах.

• Полученные оценки эффективности работы разработанных алгоритмов и устройств в широком диапазоне моделируемых сигнально-помеховых ситуаций позволяют выработать практические рекомендации по их применимости в составе базовых станций, а также разработке инженерных методик планирования сетей связи в сложных объектно-помеховых условиях.

• Универсальность и единообразие использованных в работе математических моделей и методов обработки сигналов позволяют практически применять полученные результаты при разработке технических устройств различного назначения в широком диапазоне приложений: мобильные и фиксированные телекоммуникации, системы с активным ответом, радиолокация, радионавигация, обработка изображений, широкополосный радиодоступ, идентификация подвижных объектов, медицинская диагностика.

• Разработан программно-аппаратный имитационный комплекс, обеспечивающий комплексное моделирование и анализ эффективности широкого класса алгоритмов и устройств обнаружения-различения-разрешения и многопользовательского приема сигналов с использованием современных интегрированных инструментальных сред разработки приложений для ПЛИС и процессоров ЦОС. Разработанный комплекс является универсальным средством повышения эффективности работы разработчиков алгоритмов и аппаратуры современных систем передачи и обработки, информации, позволяющим существенно уменьшить временные и финансовые издержки при проведении полунатурных испытаний разрабатываемых изделий.

Результаты диссертационного исследования представляют собой: систему методологических принципов, объединяемых в комплексном подходе к совместному исследованию, синтезу, анализу и оптимизации посткорреляционных математических моделей, адаптивных алгоритмов и специализированных устройств обработки сигналов в широком классе ИКС, направленных на повышение эффективности их работы в негауссовских каналах с изменяющимся уровнем взаимных помех; конструктивные принципы построения квазиоптимальных алгоритмов обработки сигналов и реализующих их мультипроцессорных вычислительных структур с высокой степенью параллелизма и конвейерности вычислений, ориентированных на масштабируемость и унифицированность вычислительных процедур; алгоритмические решения, расширяющие возможности управления параметрами качества обслуживания интегрального трафика в современных ИКС; методы синтеза и анализа полигауссовых алгоритмов многопользовательского разрешения сигналов с использованием процедур параллельного отсечения помех множественного доступа, позволяющие существенно повысить помехоустойчивость и емкость СЭМА-сети; комплекс программно-аппаратных инструментальных средств статистического и имитационного моделирования для исследования характеристик эффективности широкого класса алгоритмов обработки сигналов в негауссовских каналах, анализа и оптимизации их практической реализуемости на современной элементной базе.

Внедрение результатов работы

• в НИР и НИЭР Федерального научно-производственного центра по радиоэлектронным системам и информационным технологиям им. В.И.Шимко; научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработках ООО Конструкторское бюро «Навигационные технологии»; проектных работах по развитию Зв-сетей КФ ОАО «Вымпелком» и ОАО «МТС» РТ, что подтверждается соответствующими актами.

• в образовательный процесс по направлениям 552500-Радиотехника и 550400-Телекоммуникации по специальностям: 210304 - Радиоэлектронные системы; 210404 - Многоканальные телекоммуникационные системы; 210402-Средства связи с подвижными объектами при чтении курсов лекций, курсовом и дипломном проектировании, учебных пособиях и учебно-методических комплексах в Казанском государственном техническом университете им. А.Н.Туполева.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы прошли апробацию на следующих научно-технических конференциях и семинарах. 50-я.55-я, 60-я Научная сессия НТО РЭС им.А.С.Попова (Москва, 1995,., 2000,2005), 2-я Всерос. конф. «Распознавание образов и анализ изображений» (Ульяновск, 1995); Межд.НТК «Теория и техника передачи, приема и обработки информации» (Харьков, 1995); Всерос. конф. «Направления развития систем и средств радиосвязи» (Воронеж, 1996); V-я,.,УШ-я Межд. конф. «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, 1999,2001,2007,2009,2011), Межд. конф. по телекоммуникациям 1ЕЕЕ/1СС2001 (С.-Петербург, 2001), Межд. науч.конф. к 95-летию академика В.А.Котельникова «Современная радиоэлектроника в ретроспективе идей В.А.Котельникова» (Москва, 2003), 1-я,.,УП-я Межд. научно-практ. конф.

Инфокоммуникационные технологии глобального информационного общества» (Казань, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009), Межд. конф. и Российская научная школа «Системные проблемы надежности, качества, информационных технологий» (Москва, 2006,2007), VII-я Межд. научно-техническая конференция «Проблемы техники и технологии телекоммуникаций» (Самара, 2006), VII-я Межд. научно-техническая? конференция «Физика и технические приложения волновых процессов» (Казань, 2007), IX-я Межд. научно-техн.конф. «Проблемы техники и? технологий телекоммуникаций»^ посвященная 100-летию со дня рождения академика В:А.Котельникова (Казань,2008), VI-я Всерос. научно-практ.конф. «Современные проблемы создания? и> эксплуатации радиотехнических систем» (Ульяновск, 2009), Х-я Межд. научно-техш конф; «Проблемы! техники« и технологий; телекоммуникаций», посвященной; 150-летию со дня рождения А.С.Попона (Самара, 2009), V-я Межд. научно-практ. конф; «Авиакосмические технологии; материалы, оборудование АКТО-2010» (Казань, 2010)

Публикации. Включенные в диссертацию научные результаты опубликованы в 43 печатных работах, в том числе 15 статей' в. журналах, входящих в Перечень ВАК Минобрнауки РФ. 3 авторских свидетельствах, 4> патентах и одной монографии.

Основные положения, выносимые на защиту

• Проблема оптимального полного разрешения сигналов; в мобильных инфокоммуникационных CDMA-системах с негауссовскими каналами, решаемая в рамках комплексного подхода к исследованию, синтезу, моделированию и оптимизации посткорреляционных математических моделей, адаптивных алгоритмов и программно-аппаратных средств помехоустойчивой обработки сигналов в интересах повышения системной: емкости и качества обслуживания интегрального трафика;

• Оптимальные и квазиоптимальные полигауссовы алгоритмы и оригинальные устройства разрешения произвольно флуктуирующих сигналов и помех, детерминированных сигналов и квазидетерминированных многоэлементных сигналов в комплексе негауссовских помех, обеспечивающие более, чем на порядок выигрыш в помехоустойчивости по сравнению с корреляционным алгоритмом и обладающие многоканальной унифицированной структурой с высокой степенью внутреннего параллелизма, конвейерности и рекуррентности вычислений.

• Адаптивный алгоритм разрешения многоэлементных сигналов, учитывающий в реальном времени динамику изменения вероятностных параметров негауссовской помехи. Процедура некогерентной совместной нелинейной обработки векторов отсчетов огибающей- входного колебания, обеспечивающая повышение достоверности принимаемых решений по сигналу «в целом» и быстродействия соответствующих адаптивных устройств.

• Адаптивный квазиоптимальный алгоритм многопользовательского разрешения сигналов в комплексе внутрисистемных и негауссовских помех, основанный на комбинированных- решениях параллельного отсечения взаимных помех с инкапсулированными процедурами полигауссовой адаптивной обработки группового сигнала, обеспечивающий повышение помехоустойчивости и емкости СОМА-систем с негауссовскими каналами по отношению к известным алгоритмам многопользовательской демодуляции.

• Результаты статистического и имитационного моделирования, линейных и нелинейных многопользовательских детекторов, алгоритмов многопользовательского разрешения сигналов в виде оценок их помехоустойчивости, асимптотической эффективности и достижимой системной емкости в негауссовских каналах при ограничениях на состав, вероятностно-временные и энергетические параметры сигнально-помехового комплекса.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, содержащего 286 наименований. Основной текст диссертации изложен на 311 стр. и содержит 76 рис.

Основные результаты работы можно сформулировать в виде следующих« положений.

1. Разработан* комплексный подход к совместному исследованию, синтезу, анализу и моделированию посткорреляционных моделей и методов помехоустойчивой обработки сигналов и реализующих их мультипроцессорных структур, позволяющий оптимизировать общий многоэтапный процесс проектирования, эффективных устройств обработки сигналов в мобильных ИКС с негауссовскими каналами.

2. Разработаны полигауссовы и марково-смешанные полигауссовы адаптивные: алгоритмы и; устройства разрешения: случайного числа детерминированных: сигналов* на; фоне негауссовских помех, произвольно: флуктуирующих сигналов: и помех, квазидетерминированных многоэлементных сигналов на фоне негауссовских помех. Синтезированные алгоритмы разрешения обладают высокой степенью параллелизма, конвейерности и рекуррентности вычислений и являются инвариантными к числу элементов сигналов и виду распределений негауссовских помех.

3. Разработан адаптивный алгоритм и устройство разрешения МЭС, учитывающие динамику изменения вероятностных параметров негауссовской помехи. Адаптивные процедуры «органично» встраиваются в общую структуру алгоритмов разрешения, формируя оценки вероятностей компонент распределения полигауссовой помехи по вычисляемой совокупности гауссовских отношений правдоподобия. Статистическое моделирование показало быструю сходимость (за 40-60* циклов приема символов) оценок вероятностных весов компонент распределений- к истинным значениям, что позволяет практически, использовать адаптивные алгоритмы в. динамично изменяющейся помеховой обстановке реальных систем связи.

4. Выполнено статистическое моделирование МС-ПГ алгоритма разрешения в негауссовской сигнально-помеховрой ситуаций при различных вероятностях наложения импульсов помехи на позиции МЭС. Результаты моделирования свидетельствуют о том, что по отношению к корреляционному алгоритму вероятность полной ошибки, достигаемая МС-ПГ алгоритмом разрешения МЭС в заданных условиях воздействия негауссовской помехи, уменьшается более, чем на порядок.

5. Для решения малоразмерных задач обработки коротких преамбул или синхрогрупп, на основе полигауссовых представлений квадратурных компонент отсчетов интерферирующих сигналов и негауссовских помех, разработан алгоритм формирования многомерных зон принятия решений в адаптивных процедурах многоотсчетной обработки группового сигнала. Данный алгоритм реализует процедуру некогерентной совместной нелинейной обработки многомерных векторов отсчетов огибающей входного колебания, результатом которой является возможность оперативного построения многомерных многосвязных зон принятия решений о принадлежности многомерного вектора наблюдения наиболее вероятной сигнальной гипотезе и обеспечения дополнительного выигрыша в аппаратурной реализации и производительности устройств обработки многопозиционных сигналов.

6. Разработана классификация способов многопользовательского приема и выполнен сравнительный анализ характеристик помехоустойчивости, системной емкости и асимптотической эффективности разработанного алгоритма в широком диапазоне изменяемых вероятностно-временных параметров сигнально-помехового комплекса по отношению к линейным и итеративным многопользовательским алгоритмам. С целью дальнейшей аппаратурной оптимизации полигауссовых алгоритмов разрешения разработан. адаптивный квазиоптимальный алгоритм многопользовательского разрешения сигналов, основанный на комбинированных решениях параллельного отсечения> взаимных помех с инкапсулированными процедурами полигауссовой обработки группового сигнала и адаптации к параметрам помехи, обеспечивающий повышение помехоустойчивости и емкости CDMA-системы.

7. Выполнено статистическое моделирование и сравнительный анализ базовых характеристик эффективности для широкого класса алгоритмов многопользовательского детектирования (линейных, нелинейных детекторов' и многокаскадных итеративных детекторов с последовательным и параллельным отсечением MAI), а также статистическое и имитационное моделирование адаптивного алгоритма многопользовательского разрешения МЭС в негауссовском канале, показавшего реальный выигрыш в достижимой помехоустойчивости, асимптотической эффективности и системной емкости при заданных ограничениях на состав и параметры сигнально-помехового комплекса.

8. Разработан адаптивный мультипроцессорный Poly-PIC приемник МЭС, обеспечивающий наилучшие характеристики приема в негауссовском канале: для контрольного отношения Eh 1 N0e = 6 дБ выигрыш в помехоустойчивости составляет более 3 дБ по сравнению с известными методами многопользовательской демодуляции, выигрыш в системной емкости на coiy в 3-5 раз по сравнению с гибридными-многопользовательскими демодуляторами, энергетический выигрыш для идентичных значений битовой ошибки 10"3 и равной спектральной эффективности составляет 4 дБ. Полученный приемник сочетает свойства внутреннего параллелизма, многоканальное™, конвейерности, рекуррентности и итеративности вычислений с экономичной реализацией на основе быстродействующих ПЛИС и унифицированных программно-аппаратных средствах.

9. Разработан полнофункциональный программно-имитационный комплекс и оригинальное программное обеспечение, позволяющие проводить комплексное статистическое и имитационное моделирование традиционных и квазиоптимальных полигауссовых алгоритмов обработки сигналов в формате радиоинтерфейсов широкополосных СБМА-систем в условиях воздействия разнородного помехового комплекса. Используемые в составе комплекса специализированные инструментальные средства разработки приложений для сигнальных процессоров и ПЛИС, позволяют практически реализовать прототипы устройств многопользовательского разрешения на базе ПЛИС и проводить полунатурные испытания их работоспособности и эффективности в широком диапазоне моделируемых сигнально-помеховых ситуаций. Данный комплекс является универсальным средством для повышения эффективности работы разработчиков алгоритмов и аппаратуры многоканальных систем передачи и обработки информации.

Таким образом, в диссертационной работе изложены научно обоснованные технические решения, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики страны и повышение ее обороноспособности и которые заключаются в разработке алгоритмов и процедур помехоустойчивой обработки сигналов в СЭМА-системах с негауссовскими каналами, разработке новых методов дифференцированного доступа абонентов к ресурсам систем мобильных телекоммуникаций, а также разработке новых демодуляторов, обеспечивающих высокую надежность обмена информацией в условиях воздействия негауссовских помех.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Стремительное развитие современного рынка мобильных телекоммуникаций обуславливает объективную необходимость разработки и внедрения комплекса организационно-технических, алгоритмических и программно-аппаратных решений в общую инфраструктуру современных мобильных инфокоммуникационных систем (ИКС), обеспечивающих более высокий уровень качества обслуживания (С>о8) интегрального трафика в сложных и изменчивых условиях информационного взаимодействия пользователей.

Стохастические каналы ИКС характеризуются » эффектами рассеяниям энергии передаваемого сигнала во времени, по частоте и в пространстве, а также наличием сложного помехового комплекса, включающего внутрисистемные помехи, флуктуационные, индустриальные, сосредоточенные, импульсные и прочие помехи, что существенным образом влияет на реальные и потенциально достижимые характеристики^ пропускной способности и емкость сетей связи. Асинхрониость и случайность задержек доступа в совокупности с указанным комплексом помех, феноменологически-приводят к негауссовским суммарно-смешанным случайным процессам на входе базовых станций, которые не описываются адекватно стандартными малопараметрическими распределениями вероятностей.

В этой связи, в современных ИКС активным образом разрабатываются и внедряются- новые посткорреляционные модели и методы многопользовательского приема сигналов, расширяющие функциональность сетевых инфраструктур и повышающих эффективность работы систем и сетей в негауссовских каналах в интересах обеспечения С^оБ. Наиболее эффективными и технически рентабельными становятся квазиоптимальные решения многопользовательских адаптивных приемников, обладающие полиномиальной вычислительной сложностью, реализуемые на базе однородных вычислительных сред с высокой степенью внутреннего параллелизма и потоковой обработки, а по эффективности приближающихся к оптимальным.

Решение такого уровня системных задач требует комплексного подхода к выбору и разработке посткорреляционных моделей и методов формализованного алгоритмического и структурного синтеза параллельных алгоритмов обработки сигналов и реализующих их мультипроцессорных устройств, обеспечивающих повышение эффективности работы ИКС с негауссовскими каналами. Целенаправленное использование комплексного подхода позволяет оптимизировать многоэтапную стратегию проектирования? специализированных устройств обработки' сигналов в ИКС с целью; получения* сбалансированных с точки зрения «эффективность-? вычислительная сложность» алгоритмических и аппаратно-программных-решений, использующихся в аппаратуре ИКС.

Проведенные в настоящей работе исследования; направлены на развитие посткорреляционной'теории синтеза и анализа помехоустойчивых алгоритмов; обработки сигналов в ИКС с негауссовскими? каналами; в интересах повышения,эффективности систем мобильных телекоммуникаций с кодовым разделением? каналов, имеющих важное хозяйственное значение для развития^сферы потребительских услуг связи.

1. Абрамович Ю.И. Компенсационные методы разрешения широкополосных сигналов // Радиотехника и электроника. 1978. Т.23. №1. С.76-79.

2. Абрамович Ю.И. Разрешение широкополосных сигналов неточно известной формы // Радиотехника и электроника. 1979. Т.24. №21. С.293-301.

3. Амиантов И.Н. Избранные вопросы статистической теории связи. М.: Сов. радио. 1971. 416 с.

4. Андронов И.С., Финк Л.М. Передача дискретных сообщений по параллельным каналам. М.': Сов. радио. 1971. 406 с.

5. Аристов Г.Н., Аристов А.Г. Ортогональные системы расширенных цифровых несущих // Электросвязь. № 5. 2006. С.31-33.

6. Архипкин В .Я., Иванов П.В., Смольянинов В.М., С.Лунцзе. Оптимизация стационарных ортогональных систем CDMA в условиях многолучевого распространения // Электросвязь. №10. 2002. С.13-16.

7. Афанасьев В.В., Горностаев Ю.М. Эволюция мобильных сетей // М.: ИТЦ «Мобильные коммуникации», 2000. 140 с.

8. Бабков В.Ю., Вознюк М.А., Дмитриев В.И. Системы мобильной связи. С-Пб.: СПбГУТ. 1999. 330 с.

9. Бабков В.Ю., Вознюк М.А., Михайлов П.А. Сети мобильной связи. Частотно-территориальное планирование С-Пб.: СПб.ГУТ. 2000. 196 с.

10. Бабков В.Ю., Вознюк М.А., Никитин А.Н., Сивере М.А. Системы связи с кодовым разделением каналов. С-Пб.: СПбГУТ. 1999. 120 с.

11. Белецкий В.Н. Многопроцессорные и параллельные структуры с организацией асинхронных вычислений. Киев: Наук, думка, 1988. 240 с.

12. Большаков И.А. Статистические проблемы выделения потока сигналов из шума. М.: Сов. радио, 1969. 464 с.

13. Большаков И.А., Туткин Л.С., Левин Б.Р., Стратонович Р.Л. Математические основы современной радиоэлектроники. М.: Сов.радио, 1968, 208 с.

14. Буев М.А., Ипатов В.П., Маругин A.C., Платонов В.Д., Самойлов И.М. Идентификация массива цифровых отсчетов по признаку модуляционного формата // Радиотехника. 2003. № 4. С.26-32.

15. Быховский М.А. Частотное планирование сотовых сетей подвижной радиосвязи // Электросвязь. 1993. № 8. С. 30-32.

16. Быховский M.А. Исследование эффективности сотовых систем сухопутной подвижной связи с кодовым разделением каналов // Электросвязь. 1995. № 8. С. 29-33.

17. Быховский М.А. Метод повышения эффективности использования спектра в сотовых сетях подвижной связи CDMA // Мобильные системы. №3. 2006. С.38-44.

18. Быховский М.А., Дудукин С.Н., Смирнов Н.В.,Тихвинский В.О. Принципы, алгоритм и методика частотно-территориального планирования региональных сетей транкиговой радиотелефонной связи в диапазоне 800 МГц // Мобильные системы. 1998. №5. С.33-40.

19. Валях Е. Последовательно-параллельные вычисления: Пер.с англ. М.:Мир, 1985. 456 с.

20. Ван Трис Г. Теория обнаружения, оценок и модуляции: Пер. с англ.; Под ред. В-.Т.Горяинова. М.: Сов. радио, 1975. Т.2.343 с.

21. Ван Трис Г. Теория обнаружения, оценок и модуляции: Пер. с англ.; Под ред. В.Т.Горяинова. М.: Сов. радио, 1977. Т.З .562 с.

22. Варакин JT.E. Системы связи с шумоподобными сигналами. М.: Радио и связь, 1985, 384 с.

23. Вальковский В.А., Котов В.Е., Марчук Г.И., Миренков H.H. Элементы параллельного программирования. М.: Радио и связь, 1983. 239 с.

24. Венедиктов М.Д., Марков В.В., Эйдус Г.С. Асинхронные адресные системы связи. М.: Связь, 1968.271 с.

25. Витерби А.Д., Омура Дж.К. Принципы цифровой связи и кодирования. М.: Радио и Связь, 1982, 534 с.

26. Воеводин В.В. Математические модели и методы в параллельных процессах. М.: Наука, 1986. 296 с.

27. Волков Л.Н., Немировский М.С., Шинаков Ю.С. Системы цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики. М.:Эко-Трендз. 2005. 392 с.

28. Вопросы статистической теории радиолокации /П.А.Бакут, И.А.Большаков, Б.М.Герасимов и др.; Под ред. Г.П.Тартаковского. М.: Сов. радио. 1964. Т.2. 1080 с.

29. Воробиенко П.П., Струкало М.И. Обобщенная модель взаимодействия телекоммуникационных систем // Электросвязь. №11. 2003. С.44-46.

30. Гаранин М.В., Журавлев В.И., Кунегин C.B. Системы и сети передачи информации: Учеб. пособие для вузов. М.: Радио и связь, 2001. 336 с.

31. Герхард Х.Д. Комби-сети обобщение сетей Петри для развития и представления комбинированных математических моделей / Теория сложных систем и методы их моделирования // Труды семинара ВНИИСИ АН СССР. М.: 1983.С.49-57.

32. Гольдштейн Б.С., Фрейкман В.А., Витченко A.A. Перспективные услуги сотовых сетей поколений 2.5 и 3G// Мобильные системы №5.2002.С.8.

33. Голяницкий И.А., Годунов В.И. Многопозиционные системы оптимальной обработки негауссовых процессов. М.: Изд-во МАИ, 1997. 624 с.

34. Голяницкий И.А., Годунов В.И. Оптимальная пространственно-временная обработка негауссовых полей и процессов. М.: Изд-во МАИ, 1994.

35. Гончаров Е.В., Карпитскшъ Ю.Е. Многопользовательское детектирование в системах связи множественного доступа// Радиолокация, навигация и связь. Тез.докл. IV-й Межд. науч.-техн. конф. Воронеж, 1998. Том*1. С.398-402.

36. Гончаров Е.В. Многопользовательское детектирование как метод улучшения характеристик системы CDMA// «Электросвязь», №12, 1998.

37. Гармонов A.B., Гончаров Е.В., Манелис В.Б. Статистический' анализ алгоритмов многопользовательского детектирования. Тез.докл. IV-й Межд. науч.-техн. конф. «Радиолокация, навигация, связь». Воронеж, 1999. Том 1.С. 215-219.

38. Диксон Р.К. Широкополосные системы: Пер. с англ. / Под ред. В.И.Журавлева. М.: связь, 1979. 304 с.

39. Дородное A.A., Чабдаров Ш:М. О полноте систем гауссовых функций и полигауссовых приближениях в радиотехнике// Радиотехника. №7, 1975. Т.ЗО. С. 1-7.

40. Евреинов Э.В. Однородные вычислительные системы, структуры и среды. 1981. М.: Радио и связь,1981. 208 с.

41. Закиров З.Г., Файзуллин P.P., Надеев А.Ф. Системы сотовой связи стандарта GSM. Проектирование, протоколы, оборудование: Учеб. пособие. Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та. 2002. 118 с.

42. Закиров З.Г., Файзуллин P.P., Надеев А.Ф. Системы сотовой связи стандарта GSM. Описание стандарта, принципы организации, перспективы развития: Учеб. пособие. Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та. 2002. 100 с.

43. Закиров З.Г., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P. Сотовая связь стандарта GSM. Современное состояние, переход к сетям третьего поколения. М.: Эко-Трендз. 2004. 264 с.

44. Зинчук В.М., Лимарев А.Е. Синтез и анализ инвариантных алгоритмов многоальтернативного обнаружения и различения сигналов в условиях априорной неопределенности. Теория и техника радиосвязи, 1996. Вып. 2. С.32-47.

45. Зубарев Ю.Б., Трофимов Ю.К., Бакулин М.Г., Крейнделин В.Б. Многопользовательская демодуляция как метод повышения пропускной способности системы подвижной связи третьего поколения // Мобильные системы. 2001. №6. С. 12-15.

46. Зубарев-Ю.Б., Трофимов Ю.К., Шлома A.M., Бакулин М.Г., Крейнделин В.Б. Пути повышения пропускной; способности мобильных систем 3-го поколения // Электросвязь, 2001.№3, С.9-11.

47. Зубарев Ю.Б., Трофимов Ю.К., Шлома A.M., Бакулин М.Г., Крейнделин В.Б. Новые алгоритмы формирования'и обработки сигналов в системах подвижной связи // Электросвязь, №3, 2004. С.11-13.

48. Ибатуллин Э.А. Разрешение неизвестного числа классов совместных стохастических сигналов // Известия' высших учебных заведений, Радиоэлектроника, Киев, 1990, №1, с.43-47

49. Ибатуллин Э.А. Методы разрешения классов стохастических сигналов // Известия высших учебных заведений, Радиоэлектроника, Киев,. 1995, №1, с.13-26

50. Ибатуллин Э.А. Вероятностный анализ при классификации многомерных сигналов по классам // Известия высших учебных заведений, Радиоэлектроника, Киев, 2002, Том 45, №1-2, с.31-36

51. Ипатов В.П. Широкополосные системы и кодовое разделение сигналов. Принципы и приложения. М.:Техносфера, 2007. 488 с.

52. Карпов И.Г., Галкин Е.А. Амплитудно-фазовое обнаружение сигналов на фоне узкополосных некоррелированных негуссовских помех. // Радиотехника. 2000. № 12.С.35-40.

53. Карташевский В.Г. Обработка пространственно-временных сигналов в каналах с памятью. М.: Радио и связь, 2000. - 272с.

54. Карташевский В.Г., Семенов С.Н., Фирстова Т.В. Сети подвижной связи// М.: Эко-Трендз. 2001. 299 с.

55. Карташевский В.Г., Мишин Д.В. Алгоритм приема дискретных сигналов в каналах с памятью по максимуму апостериорной вероятности // Радиотехника. 2004. № 6. С. 36-41.

56. Кловский Д.Д. Передача дискретных сообщений по радиоканалам. М.:Связь, 1969. 376 с.

57. Кловский Д.Д., Николаев Б.И. Инженерная реализация радиотехнических схем (в системах передачи дискретных сообщений в условиях межсимвольной интерференции). М.: Связь, 1975. 200 с.

58. Кловский Д.Д., Карташевский В.Г., Белоус С.А. Рекуррентная модификация алгоритма приема в целом с поэлементным принятием решения//Радиотехника, 1991. №1. С.58.-59.

59. Кловский Д.Д. Теория электрической связи. М'.: Радио и связь, 1998. 450 с.

60. Кловский- Д. Д. Обработка сигналов при совместной демодуляции -декодировании в каналах с межсимвольной интерференцией // Электросвязь, № 4, 1999.

61. Колтунов И.А., Монастырев А.П., Кондратьева JI.M. Статистическая классификация наблюдений с полимодальными распределениями// Статистичские проблемы управления. Вильнюс, 1987. Вып.78. С.83-121.

62. Колтунов И.А., Чаркина Л.Я., Монастырев А.П., Кондратьева Л.М. и др. Обработка изображений. Избранные методы и алгоритмы. В 2-х частях// Харьков, 1988. № 26. 31с. №27. Препринт ФТиИТ АН УССР. 37с.

63. Косинов М.И. Емкость системы CDMA при использовании кодов с прямым исправлением ошибок//Электросвязь. № 8. 2002. С.27-28.

64. Коричнев Л.П., Королев В.Д. Статистический контроль каналов связи. М.: Радио и связь, 1989. 240 с.

65. Котов В.Е. Сети Петри. М.: Наука, 1984. 160 с.

66. Крамер Г., Лидбеггер М.,Стационарные случайные процессы. -М.: Мир, 1969.-398 с.

67. Крейнделин В.Б., Панкратов Д.Ю. Линейные алгоритмы многопользовательского детектирования // Электросвязь, №11. 2002. С.31-33.

68. Крейнделин В.Б., Панкратов Д.Ю. Нелинейные итерационные алгоритмы многопользовательской демодуляции // Радиотехника, №8. 2004. С.42-46.

69. Крейнделин В.Б., Панкратов Д.Ю. Квазиоптимальный алгоритм многопользовательской демодуляции в условиях многолучевого распространения радиоволн // Электросвязь. 2006. № 7. С.46-48.

70. Кульбак С. Теория информации и статистика. М.:Наука, 1967, 408с.

71. Куликов Е.И., Трифонов А.П. Оценка параметров сигналов на фоне помех. М.: Сов.радио, 1978. - 296 с.

72. Кун С. Матричные процессоры на СБИС. М.:Мир. 1991. 672 с.

73. Левин Б.Р., Шинаков Ю.С. Байесовская система одновременного раличения нескольких сигналов и оценивания их параметров// Радиотехника, 1971. Т.26. №4. С. 16-21.

74. Левин Б.Р., Шинаков Ю.С. Совместно оптимальные алгоритмы обнаружения сигналов и оценивания их параметров-// Радиотехника и электроника, 1977. Т.22. №11. С.2239-2256.

75. Лившиц А.Р., Каратаев О.Г., Беленький А.Б. Теория и проектирование многоканальных систем связи для пространственно-рассредоточенных объектов. Л.: Изд-во ленингр. ун-та, 1975. 168 с.

76. Лившиц А.Р., Биленко А.П. Многоканальные асинхронные системы передачи информации. М.: Связь, 1974. 232 с.

77. Ли У.К. Техника подвижных систем связи М.: Радио связь, 1985. 391 с.

78. Малахов А.Н. Кумулянтный анализ случайных негауссовых процессов и их преобразование М.: Сов. радио, 1978. 376 с.

79. Левин Б.Р., Шварц В. Вероятностные модели и методы в системах связи и управления М.: Радио и связь, 1985.

80. Маковеева М.М., Шинаков Ю.С. Системы связи с подвижными объектами: Учеб. пособие для вузов. М.: Радио и связь, 2002. 440 с.

81. Метлицкий В.А., Шляхин В.М. Оптимальное различение негауссовских сигналов на фоне негауссовских помех// Радиоэлектроника, 1986. Т.29. №4. С.91-94.

82. Миронов М.А. Полимодальность апостериорного' распределения в задачах оптимальной нелинейной фильтрации// Радиотехника и электроника, 1982. Т.27. №7. С.1342-1351.

83. Мультипроцессорные системы и параллельные вычисления: Пер. с англ. под ред. Ф.Г. Энслоу.М.: Мир, 1976. 383 с.

84. Надеев А.Ф. Марково-смешанные модели в теории обработки многоэлементных сигналов при комплексе помех. Автореф. Дис.доктора физ.-мат. наук. Казань, КГТУ. 2000. 31 с.

85. Надеев А.Ф. Марково-смешанные полигауссовы вероятностные модели случайных процессов// Телекоммуникации. 2000.№1.С.2-5.

86. Надеев А.Ф. Обнаружение-различение многоэлементных сигналов при комплексе негауссовских помех// Телекоммуникации. 2000. №4. С.3-6

87. Надеев А.Ф. Марково-смешанные вероятностные модели в задаче последовательной проверки гипотез// Телекоммуникации. 2000. №3. С.6-12.

88. Надеев А.Ф., Файзуллин P.P., Феоктистов А.Ю., Карманов И.В. Казанская научная школа полигауссовых явлений посткорреляционной статистической радиотехники // Физика волновых процессов и-радиотехнические системы. №1. Т.7. 2004. С.20-25.

89. А.Ф.Р1адеев, P.P.Файзуллин, Р.Х.Рахимов, В.Я.Марчук. Применение современных программируемых структур с повышенной дефекто- и отказоустойчивостью в системах связи'и обработки информации. Учеб. пособие. Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та. 1996. 76 с.

90. Натальин А.Б., Сергиенко« А.Б. Многовариантный алгоритм декодирования сверточных кодов и сигнально-кодовых конструкций // Радиотехника. 2004. № 10. С. 17-22.

91. Невдяев J1.M. Мобильная связь 3-го поколения // Серия изданий «Связь и бизнесе». М.: ООО «Мобильные коммуникации», 2000. 208 с.

92. Невдяев JI.M. CDMA: многопользовательское детектирование Сети. №8. 2000.

93. Никонов-В.В., Кревцов С.Г., Самаршин В.Н. Систолическая обработка информации: элементная база и алгоритмы // Зарубежная радиоэлектроника. 1987. №7. С.34-5Г.

94. Николаев Б.И. Последовательная передача дискретных сообщений по непрерывным каналам с памятью. М.: Радио и связь, 1988. 264 с. •

95. Обнаружение радиосигналов / П.С.Акимов, Ф.Ф.Евстратов, С.И.Захаров и др.; Под ред. А.А.Колосова. М.: Радио и связь, 1989. 288 с.

96. Орлов С.Н. Анализ энергетического баланса восходящей радиолинии системы CDMA2000 IX//Мобильные системы. 2006. С.25-28.

97. Орлов С.Н. Анализ энергетического баланса нисходящей радиолинии системы CDMA2000 IX // Мобильные системы. 2006. С.40-44.

98. Панченко В.Е., Гайнутдинов Т.А. и др. Сочетание статистических и детерминистских методов расчета радиополя в городских условиях // Электросвязь. 1998. №4. С. 31-33.

99. Питерсон Дж. Теория сетей Петри и моделирование систем: Пер. с англ. Под ред В.А.Горбатова. М.:Мир, 1984. 264 с.

100. Поляков Г.А., Умрихин Ю.Д. Автоматизация и проектирование сложных цифровых систем коммутации и управления. М.: Радио и связь, 1988. 304 с.

101. Прикладная статистика: Исследование зависимостей: Справ.изд. / С.А.Айвазян, Л.Д.Мешалкин, Н.С.Енюков; Под ред. С.А.Айвазяна. М.: Финансы и статистика, 1985. 487 с.

102. Прикладная, статистика: Классификация и снижение размерности: Справ.изд. / Под ред. С.А.Айвазяна. М.: Финансы и статистика, 1989. 607 с.

103. Пышкин И.М. Теория кодового разделения сигналов.М.: Связь, 1980: 208 с.

104. Пышкин И.М., Дежурный И.И., Пантикян Р.Т. и др. Сухопутная подвижная радиосвязь: В 2 кн. М.: Радио и связь, 1990. 432 с.

105. Скрынников В.Г. Предварительная оценка параметров сети UMTS/HSDPA // Электросвязь. 2008.-№3. С.20-23.

106. Репин В.Г., Тартаковский Г.П. Статистический синтез при априорной неопределенности и адаптация информационных систем. М.: Сов. Радио, 1977. 432 с.

107. Сафиуллин Н.З. Анализ стохастических систем и его приложения. Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 1998. 168 с.

108. САПР систем логического управления/В.А.Горбатов, А.В.Крылов, М.В.Федоров; под ред. В.А.Горбатова. М.: Энероатомиздат, 1988.232 с.

109. CDMA: прошлое, настоящее, будущее / Под ред. Проф. Л.Е.Варакина и проф. Ю.С.Шинакова. М.:МАС, 2003. 608 с.

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

111. Скляр Б. Цифровая связь, теоретические основы и практическое применение. Пер. с англ. Е.А.Трозы. М.: Изд. дом. «Вильяме». 2004. 1104 с.

112. ПЗ.Скрыпник Г.И. Радиолокационное разрешение объектов методом потенциальной функции //Радиотехника. 1989. №10. С.6-11.

113. Слока B.K. Схемы разрешения с применением режекции мешающих сигналов // Радиотехника и электроника. 1978. Т.23. №1. С.57-61.

114. Слока В.К., Стручев В.Ф., Щетинин В.И. Синтез линейных фильтров разложения сигналов, кодированных максимальными линейными рекуррентными последовательностями // Радиотехника. 1975. Т.ЗО. №8. С. 18-23.

115. Слока В.К. Вопросы обработки радиолокационных сигналов. М.: Сов.радио. 1970. 256 с.

116. Соколов Г.А. Разрешение дискретных сигналов при ограниченной априорной статистике // Радиотехника. 1989. №4. С.51-54.

117. Сосулин1 Ю.Г. Теория обнаружения и оценивания стохастических сигналов. М.: Сов. Радио, 1978. 320.е.,

118. Сосулин Ю.Г., Юдин В.Н. Совместная фильтрация непрерывных и дискретных марковских последовательностей с ограничением сложности алгоритмов // Радиотехника и электроника, 1988': №9. С. 1909-1918:

119. Сосулин Ю.Г., Гаврилов Ю.К. K-этапное обнаружение сигналов// Радиотехника и электроника, 1998. Т.43.№7. С.835-850.

120. Статистическая теория связи и ее практические приложения / Под-, ред. Б.Р.Левина. М.: Связь. 1979. 288 с.

121. Стратонович Р.Л. К теории оптимальной нелинейной фильтрации случайных функций// Теория вероятностей и ее применения. 1959! №2. С.239-242.

122. Стратонович Р.Л. Избранные вопросы теории флуктуаций в радиотехнике М.: Сов. радио, 1961. 558 с.

123. Стратонович Р.Л. Условные марковские процессы и их применение к теории оптимального управления. М.: Изд-во МГУ, 1966.

124. Стратонович Р.Л. Принципы адаптивного приема. М.: Сов радио, 1973. 501 с.

125. Столингс В. Беспроводные линии и сети: Пер. с англ. / Под ред.

126. A.В.Назаренко. М.: Изд.дом «Вильяме», 2003. 640 с.

127. Скрынников В.Г., Скрынников О.В. Оценка зоны радопокрытия сети UMTS на ранней стадии проектирования // Мобильные системы. 2006. №2. С. 16-22.

128. Теория обнаружения сигналов/ П.С. Акимов, П.А.Бакут,

129. B.А.Богданович, и др.: Под ред. П.А.Бакута. М.: Радио и связь, 1984. 440 с.

130. Технология и автоматизация производства радиоэлектронной аппаратуры: Учебник для вузов/И.П.Бушминский, О.Ш.Даутов, А.П.Достанко и др.; Под ред. А.П.Достанко, Ш.М.Чабдарова. М.гРадио и связь, 1989. 624 с.

131. Технология системного моделирования/Е.Ф.Аврамчук, А.А.Вавилов, С.В.Емельянов и др.; под ред.С.В.Емельянова. М.:Машиностроение; Берлин: Техник, 1988. 520 с.

132. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. М.: Радио и связь, 1982. 624 е.

133. Тихонов В.И. Оптимальный прием сигналов. М.: Радио и связь, 1983. 320 с.

134. Тихонов В.И., Миронов М.А. Марковские процессы. М.: Сов. Радио, 1977. 488 с.

135. Тихвинский В.О. Сети подвижной связи третьего поколения. Экономические и технические аспекты развития в России. М.: Радио и связь, 2001.312 с.

136. Тихвинский В.О, Володина Е. Функции управления качеством услуг и требования к нему в сетях UMTS // Мобильные телекоммуникации MCE/RE, №7. 2003. С.39-44.

137. Тихвинский В.О., Терентьев С.В.Качество услуг в сетях GERAN/UMTS //Электросвязь. №3.200б.С. 11-18.

138. Трифонов А.П., Шинаков Ю.С. Совместное различение сигналов и оценка их параметров на фоне помех. М.: Радио и связь, 1986. 264 с. (Стат. теория связи. Вып.26).

139. Трофимов А.Т. Оценивание мешающих параметров для адаптивной обработки сигналов на основе использования полигауссовской модели помех // Радиотехника и электроника, 1988. Т.ЗЗ. №8. С.1651-1656.

140. Ульман Дж. Вычислительные аспекты СБИС: Пер с англ. Под ред. П.П.Пархоменко. М.: Радио и связь, 1990. 480 с.

141. Фалькович С.Е., Коновалов JI.H. Разрешение неизвестного числа сигналов // Радиотехника и электроника, 1982. Т.27. №1. С.92-97.

142. Фалькович С.Е., Хомяков В.Н. Статистическая теория измерительных радиосистем. -М.: Радио и связь, 1981.288 с.

143. Фалькович С.Е., Пономарев В.И., Шкварко Ю.В. Оптимальный прием пространственно-временных сигналов в радиоканалах с рассеянием / Подред С.Е.Фальковича. М.: Радио и связь, 1989. 296 с.

144. Файзуллин P.P., Надеев А.Ф., Валеев А.К., Егоров А.Е. Расчет ожидаемой дальности и анализ трафика в системах связи с подвижными объектами. Учеб.-методич. пособие. Казань: Изд-во Казан, гос. техн. унта. 2000. 76 с.

145. Файзуллин P.P. Квазиоптимальные алгоритмы многопользовательского-детектирования многоэлементных сигналов WCDMA-систем в комплексе негауссовских помех. // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. № 5. Т. 10. 2007. С.44-48.

146. Файзуллин P.P. Многокритериальная оптимизация параметров QoS- в мобильных инфокоммуникационных системах в рамках низкоуровневых протоколов. // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. № 5. Т.10. 2007. С.79-82.

147. Файзуллин P.P. Оптимизация параметров QoS в мобильных инфокоммуникационных системах // Тезисы и доклады YII-й Межд. научно-техн. конф. «Физика и технические приложения волновых процессов». Казань, 2007.С.345-346.

148. Файзуллин P.P. Квазиоптимальные алгоритмы многопользовательского детектирования многоэлементных сигналов // Тезисы и доклады YII-й Межд. научно-техн. конф. «Физика и технические приложения волновых процессов». Казань, 2007.С.346-347.

149. Файзуллин P.P. Полигауссовы методы многопользовательского приема сигналов в мобильных инфокоммуникционных системах // Сб. трудов XVII-й Всерос.научно-техн. конф. RLNC-2011 «Радиолокация, навигация, связь». Воронеж: ВГУ. - 2011. - Т.2.- С.1012-1018.

150. Файзуллин P.P. Квазиоптимальный алгоритм многопользовательского разрешения сигналов с параллельным отсечением внутриканальных помех в DS-CDMA системах // Вестник КГТУ им.А.Н.Туполева, 2010. №4. С.86-93.

151. Файзуллин P.P. Комплексный подход к решению-задачи структурного синтеза мультипроцессорных устройств обработки сигналов мобильных инфокоммуникационных систем // Инфокоммуникационные технологии. 2011. Т.9. №. 1. С. 40-48.

152. Файзуллин P.P. Оптимизация параметров QoS при управлении качеством обслуживания трафика в сетях 3G // Инфокоммуникационные технологии. 2011. №.3. С. (в печати).

153. Файзуллин P.P. Комплексный подход к решению задач синтеза и анализа эффективности алгоритмов и мультипроцессорных устройств обработки сигналов мобильных мультисервисных систем // Нелинейный Мир. 2011. №. Т. 2. С. 78-85.

154. Феер К. Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения спектра: Пер. с англ. / Под ред. В.И.Журавлева. М.: радио и связь, 2000. 520 с.

155. Филиппов Л.И. Теория передачи дискретных сигналов: Учеб: пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1981.176 с.

156. ХелстромК. Статистическая теория обнаружения сигналов: Пер. с англ. Под ред. Ю.Б.Кобзарева. М.:ИИЛ. 1963. 430 с.

157. Чабдаров LLLM:, Трофимов А.Т. Полигауссовы представления произвольных помех и прием дискретных сигналов Л Радиотехника и электроника. 1975. Т.20. №4. С.734-735.

158. Чабдаров Ш.М. Оптимальность линейной обработки для обнаружения сигнала при некоторых помехах// Радиоэлектроника^ 1975. Т. 18. №4. С.123-125 (Изв.высш.учебн.заведений).

159. Чабдаров Ш.М. Оптимальный прием дискретных сигналовj при комплексе . шумовых и импульсных помех // Радиотехника' и электроника. 1977, Т.22 №6, с. 1162-1166.

160. Чабдаров Ш.М. Полигауссовы приемники произвольно флуктуирующих сигналов- и помех// Радиоэлектроника, 1977. Т.20.№9. С.32-38 (Изв.высш.учебн.заведений).

161. Чабдаров Ш.М. Многопороговый прием при произвольных флуктуациях импульсных помех и сигналов < // Повышение помехоустойчивости и эффективности радиоэлектронных систем и устройств. Вып.2. Горький: Изд-во Горыс. ун-та, 1977. С.3-8.

162. Чабдаров Ш.М. Оптимальный прием при произвольных флуктуациях импульсных помех и сигналов// Радиотехника и электроника. 1979. Т.24. №5. С.1082-1086.

163. Чабдаров Ш.М. Многомерное распределение огибающей при произвольных распределениях радиосигналов и помех// Радиотехника. 1981. Т.36. №7. С.24-32.

164. Чабдаров Ш.М., Феоктистов А.Ю. Помехоустойчивость многопорогового приема при комплексе шумовых и импульсных помех// Сб. научн. тр. Рязанск. радиотехн. ин-та, 1981. С.3-9.

165. Чабдаров Ш.М., Сафиуллин Н.З., Феоктистов А.Ю. Основы статистической', теории радиосвязи: Полигауссовы модели- и методы: Учеб. пособ. Казань: КАИ, 1983. 87 с.

166. Чабдаров1 Ш.М., Сафиуллин Н:3., Галеева Р.З! Функциональное-преобразование негауссовских сигналов в динамических системах// Методы и устройства обработки сигналов в радиотехнических системах. Межвузовский сборник. Горький, 1988. С.6-11.

167. Чабдаров^ Ш.М., Феоктистов А.Ю., Надеев А.Ф., Файзуллин; P.P. Оптимальный* прием многопозиционных сигналов при комплексе шумовых и импульсных помех с произвольными флуктуациями// Радиотехника. 1990. №12. С.32-35.

168. Чабдаров Ш.М., Феоктистов А.Ю:, Файзуллин P.P. Модели, и математические методы единого системо- и схемоконструкторского подхода к разработке радиоаппаратуры // Радиопромышленность. 1991. №4.С.1-3.

169. Чабдаров Ш.М., Феоктистов А.Ю., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P. Многоотсчетная совместная,обработка многопозиционных сигналов при комплексе негауссовских помех// Радиоэлектроника. 1991'. №1. С.71-75. (Изв. высш. учебн. заведений).

170. Чабдаров Ш.М., Феоктистов'А.Ю;, Надеев А.Ф., Файзуллин Р:Р., Козлов С.В- Алгоритмы и спецпроцессоры обработки сигналов в; радиолиниях САЗО // Радиоэлектронные устройства и системы. Межвуз. сб. научн. трудов КГТУ им. А.Н.Туполева, Казань, 1996.С.4-16.

171. Чабдаров Ш.М., Файзуллин PIP:, Надеев А.Ф., Рахимов Р.Х., Феоктистов АЛО. Статистические модели и методы обработки сигналов в системах радиосвязи: Учебное пособие /Казань: Изд-во Казан; гос. техн. ун-та. 1997. 90 с.

172. Чабдаров Ш.М., Карманов И.В. Взаимосвязанные полигауссовы процессы// Вестник КГТУ им.А.Н.Туполева, 1998. №1. С.32-38.

173. Чабдаров Ш.М., Надеев А.Ф., Файзуллин Р:Р1', Рахимов P.X., Мальцев Е.Ф-, Егоров А.Е. Синтез помехоустойчивого алгоритма обработки пачек многопозиционных сигналов в комплексе негауссовских помех // Вестник КГТУ им А.Н.Туполева, 1998. №1. С.29-31.

174. Чабдаров Ш.М., Файзуллин P.P., Надеев А.Ф., Рахимов Р.Х., Мальцев Е.Ф., Егоров А.Е. Структурно-стохастический подход к задаче распознавания сложных сигналов в системах идентификации объектов // Вестник КГТУ им А.Н.Туполева, 1998. №2. С.7-12.

175. Чабдаров Ш.М., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P., Сенюшин А.О., Фалин« ВТ. Марково-смешанные полигауссовы модели случайных процессов1// Сб.трудов V-й Межд. НТК «Радиолокация, навигация, связь». Воронеж, ВГУ. 1999. Т.1. С.6-11.

176. Чабдаров Ш.М: Полигауссовы представления случайных явлений в радиотехнике. Юбилейный сборник избранных трудов членов Академии наук Республики Татарстан, под ред. Н.А.Сахибуллина. Казань, Фолианть, 2002. С.59-100.

177. Чабдаров Ш.М., Сафонов В.JI., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P., Егоров А.Е. Новые классы полигауссовых моделей в статистической теории приема сигналов современных радиоэлектронных систем // Прикладная радиоэлектроника. № 6, 2003. С.12-18.

178. Чабдаров Ш.М., Закиров З.Г., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P., Егоров А.Е. Обобщенный алгоритм разрешения флуктуирующих многоэлементных сигналов // Науч. практ. сб. «Электронное приборостроение». Вып. № 5 (33). Казань, КГТУ/КАИ. 2003г. С.67-77.

179. Чабдаров Ш.М., Закиров З.Г., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P., Егоров А.Е. Синтез обобщенного- алгоритма разрешения флуктуирующих многоэлементных сигналов на основе марково-смешанных вероятностных моделей. //Телекоммуникации. 2003. № 10. С. 11-15'.

180. Чабдаров Ш.М., Закиров З.Г., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P., Егоров А.Е. Адаптивный алгоритм разрешения многоэлементных сигналов. //Телекоммуникации. 2003. №11. С. 2-5.

181. Чабдаров Ш.М., Закиров 3:Г., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P., Кокунин П.А., Егоров А.Е. Поликорреляционная« обработка сигналов перспективных систем подвижной радиосвязи// Телекоммуникации. 2005. № 1.С.27-31.

182. Чабдаров Ш.М., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P. Квазиоптимальные алгоритмы разрешения сложных многоэлементных сигналов всовременных инфокоммуникационных системах // Нелинейный мир. № 8, 2008. Т.б. С. 13-22.

183. Чабдаров Ш.М., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P., Ефимов E.H., Аднан А. Поликорреляционная распределенная адаптивная обработка сигналов на фоне негауссовских помех//Нелинейный Мир. 2009. №5. Т.7. С.36-41.

184. Ш.М.Чабдаров, А.Ф.Надеев, Р.Р.Файзуллин, А.Ю.Феоктистов, В.А.Лепехов. Устройство декодирования импульсно-временных кодов. Авт.св-во № 1580565 от 23.07.1990 г.

185. Чабдаров Ш.М., Файзуллин P.P., Надеев А.Ф., Волков А.Н. Устройство различения дискретных сигналов на фоне произвольных помех. Авт.св-во № 1596469 от 30.09.1990 г.

186. Чабдаров Ш.М., Файзуллин P.P., Надеев А.Ф., Волков А.Н. Устройство различения дискретных сигналов на фоне произвольных помех. Авт.св-во № 1826840 от 13.10.1992 г.

187. Чабдаров Ш.М., Надеев А.Ф., Файзуллин P.P., Козлов C.B. Устройство для декодирования импульсно-временных сигналов. Патент РФ № 2028732 от 09.02.1995.

188. Чабдаров Ш.М., Файзуллин P.P., Надеев А.Ф., Егоров А.Е. Устройство разрешения сигналов на фоне произвольной помехи. Патент РФ на полезную модель №31184 от 20.07.2003 г.

189. Чабдаров Ш.М., Файзуллин P.P., Надеев А.Ф., Егоров А.Е. Устройство разрешения радиоимпульсных сигналов на фоне произвольной помехи. Патент РФ на полезную модель № 42373 от 27.11.2004г.

190. Чабдаров Ш.М., Файзуллин P.P., Надеев А.Ф., Егоров А.Е. Устройство разрешения радиоимпульсных сигналов на фоне произвольной помехи. Патент РФ на изобретение № 2269205 от 27.01.2006г.

191. Шевцов В.А. Обработка сигналов на фоне негауссовых помех в информационно-телекоммуникационных системах и сетях. Автореф. Дис.доктора техн. наук. М.: МАИ, 2004. 32 с.

192. Шелухин О.И. Негауссовкие процессы в радиотехнике. М.: Радио и связь, 1998, 310 с.

193. Шалагин C.B. Представимость. полиномиальных функций над полем Галуа в базисе ПЛИС класса FPGA: Казан, гос. техн. ун-т. 2010. 184 с.

194. Ширман il .Д., Манжос В. II. Теория и техника обработки« радиолокационной; информации на фоне помех. М.: Радио и связь,-1981.

195. Шинаков Ю.С., Сперанский B.C. Совместное обнаружение, разрешение' и измерение параметров сигналов на фоне помех на выходе антенной-решетки. Синтез алгоритмов,// Радиотехника и электроника» 1982. Т.27. №11. С.2179-2184.

196. Шинаков 10.С., Морковина И.И. Поеледетекторный алгоритм разрешения неизвестного числа сигналов // Радиоэлектроника; 1987. Т.ЗО; №1. С.87-91. (Изв.высш.учеб.заведений СССР).

197. Ширман. Я.Д: Модели и состояние теории разрешения сигналов, // Сб.докл.Респ.школы-семинара ХИРЭ «Методы представления и обработки случайных сигналов и полей». Харьков, 1990.

198. Ширман Я.Д. Разрешение и сжатие сигналов. М.:Сов'. радио, 1974.360 с.

199. Шлома A.M., Бакулин М.Г., Крейнделин В.Б., Шумов А.П. Новые технологии в системах мобильной связи // Под. ред. А.М.Шломы. -М::МТУС№ -2005:-455-е.

200. Шлома A.M., Бакулин М.Г., Крейнделин В.Б., Шумов А.П. Новые алгоритмы формирования и обработки сигналов в системах подвижнойсвязи // Под. ред. А.М.Шломы. М.: Горячая линия-Телеком,. - 2008.344 с.

201. Шлезингер М.И. Взаимосвязь обучения и самообучения в распознавании образов // Кибернетика. 1968. №2. С.81-88.

202. T.Abrao, P-J.E.Jeszensky «Successive Parallel Interference Canceller for Asynchronous Multirate DS-CDMA Systems». IEEE Trans. Commun. 2002. http://citeseer.ist.psu.edu.

203. J.G.Andrews. Interference Cancellation for Cellular Systems: A Contemporary Overview. IEEE Wireless Communications. Apr. 2005. p. 1929.

204. J.Bannister, P.Mather, S.Coope. Convergence Technologies for 3G Networks. IP, UMTS, EGPRS and ATM. J.Willey&Soons. W.Sussex. P019 8SQ. England. 2004. 650 p.

205. P.Castoldi. Multiuser Detection in CDMA Mobile Terminals. 2002.250 p.

206. M.F.Catedra, J.Perez-Arriaga. Cell planning for wireless communications. ARTECH HOUSE, INC. Norwood, MA 02062. 1999. 199 p.

207. F.Ciriaco, T.Abrao, P.J.Jeszensky. DS-CDMA Multiuser Detection with Evolutionary Algorithms // Journal of Universal Computer Science. 2006. №4. V.12. p.450-480:

208. S.Das. Multiuser Information Processing in Wireless Communication. A Thesis Submitted for Degree Doctor of Phylosophy. Rice University. Houston. 2000. 121 p.

209. S. Das, E. Erkip and B. Aazhang. Computionally Efficient Iterative Multiuser Detection and Decoding // Dep. of Electrical and Computer Engeneering. Rice Univ. 1999. 9 p.

210. D.Divsalar, M.Simon, D.Raphaeli. Impruved Parallel Interference Cancellation for CDMA // IEEE Trans.Commun. 1998. V.46. №2. pp. 258268.

211. A.Duel-Hallen, J.Holtzman, Z.Zvonar. Multiuser Detection for CDMA Systems // IEEE Personal Communication. V.2(2). 1995. p.46-58.

212. A.Duel-Hallen. Decorrelation Decision-Feedback Multiuser Detector For Synchronous CDMA Channels // IEEE Trans. On Com., 1993. Feb.Vol. 41.p. 285-290.

213. T.Griparis, T.M.Lee. The Capacity of WCDMA Network: a Case Study // Texas Wireless Symposium. 2005. 5p.

214. S.D.Gray, P.Pasanen, O.Tirkkonen. Application of Information Theory of 4th Generation Cellular Communication Systems// Wireless Personal Communications. V.26.2003.pp.203-216.

215. V.Ghazi Moghadam, L.B.Nelson, M.Kaveh. Parallel Interference' Cancellation for CDMA Systems. Dep. Of Electrical Engineering. Univ. of Minnesota. 8 p. http://citeseer.ist.psu.edu

216. Lajos Hanzo . Single and Multi-Carrier Ds-Cdma: Multi-User Detection; Space-Time Spreading, Synchronisation, Networking and, Standards. Hardcover, John Wiley & Sons, Inc. 2003 . 1104 p.

217. M.L. Honig Advances in Multiuser Detection. John Wiley & Sons Inc. 2009. 493 p.

218. Jl L.Jacob, T. Abrao & P. J. E. Jeszensky. DS/CDMA- Multiuser Detection Based on Polynomial Expansion Subspace Signal. IEEE Latin America Trans. V. 6. № 5. 2008. p.371-381

219. M.Juntti. Multiuser demodulation for DS-CDMA systems in fading channels. Departament of Electrical Engeneering, Univercity of Oulut FIN-90570. Oulu. Finland. 1998. 160 p.

220. M-R.Koohrangpour, A.Svensson. Joint Interference Cancellation and Viterbi Decoding in DS-CDMA // Royal Institute of Technology. Radio Comm. Systems Group. Sweden //Journal on Wireless Personal Comm. 1998.

221. R.Kohno, M.Hatari, H.Imai. Cancellation Techniques of Co-Channel Interference in Asynchronous Spread Spectrum Multiple Access Channels // Electronics and Communications. 1983:V.66-A.№ 5.pp.20-29.

222. K. Kettunen . Soft Detection and Decoding in Wideband CDMA Systems. Helsinki University of Technology Signal Processing Laboratory. Otamedia Oy Espoo 2003. 106 p.

223. D.Leonard Anair. Performance of Fixed and Adaptive Multi-User Linear Detectors for DS-CDMA under Non-ideal Conditions. A Design Project Report Presented to the Engineering Division of Cornell University. Jan. 1999. 49 p.

224. R. Lupas and S. Verdu. "Linear Multi-User Detectors for Synchronous CodeDivision Multiple-Access Channels," IEEE Trans. Info. Theory, vol. 35, no. 1, Jan. 1989, pp. 123-136.

225. R. Lupas and S. Verdu, "Near-Far Resistance of Multi-User Detectors in Asynchronous Channels," IEEE Trans. Commun., vol. 38, no. 4, Apr. 1990, pp. 496- 508.

226. X. Wang, Q. Li. C.N.Georghiades. Turbo Multiuser Detection for Turbo-Coded CDMA in Multipath Fading Channels // Intel Labs Intel Corp.,RNB-6-49, Santa Clara, CA 95052 USA. Dep.of Electrical Engineering-Texas A&M University. 1999. 24 p.

227. K.Pahlavan, A.H.Levesque. Wireless Information Networks. J.Willey &Sons. 2005. 741 p.

228. MlPagani. Mobile and Wireless Systems Beyond 3G: Managing New Business Opportunities. IBM Press. 2005. 415 p.

229. P.Patel, M.Holtzman Analysys of a Single Successive Interference Cancellation Scheme in DS/CDMA System // IEEE Commun. 1994. V.12. №5.pp.796-807.

230. V.Poor. Multiuser Detection: Signal Processing for Multiple-Access Channels // Sorrento: June, 25. ISIT 2000.

231. J.Potman, F.Hoeksema, K.Slump. DSP Prototyping of Blind Adaptive MMSE Multiuser Detection for Cellular. Wireless CDMA Systems // Department of Electrical Engineering, University of Twente. 2001. pp.409-418.

232. P.Patel, J.Holtzman Perormance Comparison of a DS CDMA system using Successive Interference Cancellation Scheme and Parallel IC Scheme under Fading. ICC-May. 1994. New Orlean. LA. pp.510-514.

233. H.Ping, T.T.Tjhung, L.K.Rasmussen. Multiuser Detection Based on Maximum Signal-Interference and Noise Ratio for Synchronous CDMA. System. Centre for Wireless Communications, Dept of Electrical Engineering National University of Singapore. 2003. 5p.

234. A. Rajeswari, Dr.K.Gunavathi, Dr. A. Shanmugam A Selective Survey on Multiuser Detection Techniques in CDMA Systems // Academy Journal. V. 13.2004. 5 p.

235. T.S. Rappaport. Wireless Communications. Principles and practice. New Jersey. Prentice Hall PTR. 1999. 641 p.

236. S.Moshavi Multi-user Detection for DS-CDMA Communications //IEEE Communications Magazine. Oct.1996. V.34. p.124-137.

237. P.Stavroulakis. Interference Analysis and Reduction for Wireless Systems. Artech House Inc/ Mobile Comm. Series. 2003. 428 p.

238. K.Tachikawa. WCDMA Mobile Communication System. J.Willey&Soons. W.Sussex. P019 8SQ. England. 2002. 426 p.

239. M. K. Varanasi, B. Aazhang, Optimally Near-Far Resistant Multi-User Detection in Differentially Coherent Synchronous Channels // IEEE Trans. Info. Theory, vol. 37, no. 4, July 1991, pp. 1006-1018.

240. M. K. Varanasi, B. Aazhang. Multistage Detection in Asynchronous Code Division Multiple Access Comm. // IEEE Transactions on Communications. V. 38. No. 4. Apr. 1990. pp. 509-519.

241. M. K. Varanasi, B. Aazhang. Near-Optimum Detection in Synchronous CDMA System // IEEE Trans.Commun: 1991.V.4. pp.725-736.

242. S. Verdu. Optimum Multiuser Asymptotic Efficiency // IEEE Trans, on Commun. 1986, Vol. 34, № 9. Sept. pp. 890-897.

243. S. Verdu Computional Complexity of Optimum Multiuser Detection // Algorithmica. 1989. №4. pp.303- 312.

244. S. Verdu, "Minimum Probability of Error for Asynchronous Gaussian Multiple- Access Channels," IEEE Trans. Info. Theory, vol. IT-32, no. 1, Jan. 1986, pp. 85-96.

245. S. Verdy. Multiuser Detection. Cambr.Univ.Press: Cambridge, CB2. 2RU, UK. 1998.452 p.

246. A.Viterbi. CDMA: Principles of Spread Spectrum Communications. Addison-Wesley Pub. 1995.245 p.

247. William C.Y.Lee. Mobile Communications Design Fundamentals. A Wiley-Interscience Publication. USA. New York. 1998. 372 p.

248. WCDMA for- UMTS. Radio Access For Third Generation Mobile Communications / Edited by Harry Holma and Antti Toskala. John Wiley & Sons Ltd, Chichester, West Sussex, England, 2000. 322 p.

249. X.Wang, V.Poor. Iterative Soft Interference Cancellation and Decoding for Coded CDMA// IEEE Trans. Commun. 2001. V.47. pp. 1046-1061.

250. S.C.Yang. 3G CDMA Wireless System Engineering. Artech House, Inc. Mobile communication library. London. 2004. 255 p.

251. C.Comanicin, B.Mandayam, V.Poor. Wireless Networks: Multiuser Detection in Cross-Layer Design. Ser. Information Technology: Transmission, Processing and Storage. Hardcover. 2005. 202 p.

252. A.Kajwara, M.Nakagawa. Microcellular CDMA System with a Linear Multiuser Interferences Canceller // IEEE Trans. Commun. 1994. V.12. pp. 605-611.

253. F.Zheng, S.Barton. Near-Far Resistant Detection of CDMA Signals via Isolation bit Insertion // IEEE Trans. Commun. 1995. V.43. pp. 1313-1317.

254. S.Miller. An Adaptive Direct Sequence Code-Division Mutiple Access Recive for Multiuser Interference Rejection // IEEE Trans. Commun. 1995. V.43. pp. 1746-1755.

255. R. Mueller, G.Carie, T.Tanaka. Iterative Multiuser joint decoding: Optimal Power Allocation and Low-Complexity Implementation // IEEE Trans. Commun. 2004. V.50. pp. 1950-1973.