автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.17, диссертация на тему:Разработка и исследование помехоустойчивых адаптивно-робастных цифровых демодуляторов дискретных сигналов

о ■ МПС РФ

е..; . •

"'МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ¡ ■1 ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Э

» ИМ. Ф.Э.ДЗЕРЖИНСКОГО

___

На правах рукописи

СТАФЕЕВ АЛЕКСЕЯ ВАЛЕРЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПОМЕХОУСТОЙЧИВЫХ АДАПТИВНО-РОБАСТНЫХ ЦИФРОВЫХ ДЕМОДУЛЯТОРОВ ДИСКРЕТНЫХ СИГНАЛОВ

05.13.1? - Теоретические основы информатики

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1993

Работ- -ыполнзна в Московском ордена Ленина к ордена Трудо^то . Красного Знамени институте инженеров келэзяодорок-' кого транспорта. ;

Научней руководитель - '¿л.-корр. Академии Транспорта РФ.

доктор технических наук, про&эдсор

A.Ф. Фомин

Официальные оппоненты - доктор технических наук

B.П. Афанасьев, кандидат технических наук

И.В. Беляков.

Ведущее предприятие - Центральная станция связи

. МПС 'РФ.

Защита состоится " " " 1993 г. в " час.

на заседании специализированного Совета К114,05.10 з Московском ордена Ленина и ордена Трудового Красного ■Знамени институте инженеров железнодорожного транспорта, ауд. .

Отзые, заверенный печатью, просим направлять по адресу: •101475, ГСЯ, Москва, А~55, ул.Образцова, 15, Совзт МИИТа.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан '" "¡1 " фХ-^М^-^ 1993 г.

Ученый секретарь специализированного Совета,

доктор технических наук у -^Ь.А.Хохло»

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ-

Актуальность темы. В последнее время • на железнодорожном транспорта широко внедряются новые системы сбора разнообразной информации о местанахоздвнли, номерах и категориях вагонов, поездов и отделышх локомотивов, времен:! и направлении проследования ими узловых точек, дистанционные системы упразления маневровыми локомотива'«! на сортировочных станциях.

Это приводит к росту общего объема информации, передаваемой по каналам связи мезду управлявцпми органам;! :: управляемыми объектами. Рост объема передаваемой информации требует увеличения количества каналов связи, улучшения их качестза, прокладки новых линиЛ связи. Строительство же новых линий связи, з сбою очередь, требует значительных' капитальных затрат, что существенно снижает экономическую эффективность внедрения козой техники. Вместе с тем на железнодорожных станциях имеется большое число устройств автоматики и телемеханики, связанных между собой и постом управления сигнально-блокировочными кабелям:!. Непосредственная передача сигналов по ■ линиям связи с использованием сигнально-блокировочных кабелей весьма затруднительна из-за интенсивного действия сильных негауссовских помех импульсного и синусоидального типов, а также наличия высокого переменного напряжения промышленной, частоты 50 гц. Поэтому особую актуальность приобретают работы, связанные с разработкой модемов, позволяющих осуществлять передачу дискретной информации по нестандартным линиям связи в пределах железнодорожных станций и узлов. Кроме того, учитывая что вид закона распределения помех в таких линиях связи-может "Ч.'тъ произвольным и изменякспмся во времен:!, требуются теоретические и экспер'лн нталыше исследования по разработке

• адаптивно-робастных устройств приема дискретной информации' в условиях воздействия негауссовсЫх помех . Сведений о таких исследованиях в настоящее время явно недостаточно.

Цель» диссертационной работа является разработка и исследование помехоустойчивых адаптивно-робастных, т.е. адаптивных к изменению различных классов помех и робастных к "изменению параметров законов распределения помах внутри выбранного класса, демодуляторов дискретных сигналов при воздействии помех с произвольной плотностью -распределения вероятности (ПРВ) и флуктуации существенных параметров сигнала. Разрабатываемое модемы долязш обеспечивать высокую помехоустойчивость при работе по нестандартным линиям связи, 'организованным по кабелям СЦ5 в пределах железнодорожной' станции. В соответствии с- эгам были поставлены и решались следующие задачи:

1. Экспериментальные исследования и анализ характеристик ■ станционных нестандартных линий связи на кабелях СЦБ;

2. .Анализ, ' упрощение и • статистическое • моделирование

квазиоптимальных по критерию максимума апостериорной' плотности *

распределения■ вероятности (АПРВ) дискретных алгоритмов приема сигнапой с : флуктуирующими .существешшми параметра:-,а на фоне воздействия помех с произвольной ПРВ;

. 3. Анализ и - сравнение различных методов идэнтифакащи нэгауссовских помех с неизвестной ПРВ; . _

4. Разработка адаптивно-робастных алгоритмов приема сигналов при воздействии нэгауссовских помех с изменяющейся ПРВ;

5. Статистическое моделирование • информационных* .каналов,

I

систем синхронизации и адалтавно-робастпого приемника в целом;

6.. Экспериментальные исследования разрабртшшого модема в

лабораторных условиях и при работе на реальном кабеле СЦБ на железнодорожной стошки.

Методы исследования. В диссортациокной работе используются 'современные методы теоретического и экспериментального исследования алгоритмов приема и передачи дискретных сигналов. Теоретические исследования выполнена с использованием методов теории вероятности, математической статистики, теории оптимальной нелинейной фильтраций. Экспериментальные исследования выполнены на ЭВМ и путем модёлйроваиия на физических' макетах.

Научная новизна диссертационно?» работа заключается в следующем: • ■

1. Выявлены границы наступления асимптотической эффективности квазиоптимальных алгоритмов приема сигналов.

2. Получены адаптпвно-рсбасткые алгоритмы квазиоптимальных в дискретном времени наблюдения демодуляторов дискретных сигналов с Флуктуируюеими существенными параметрами на фоне воздействия негауссовскнх'помех;

3. Предложены алгоритмы приближенной идентифпсации неизвестной ПРВ негауссовских помех. Получены некоторые информационные характеристики законов распределения случайных величин, используемые для описания негауссовских процессов;

4. Впервые подтверждена высокая помехоустойчивость нелинейных квазиоптимальных и робастных алгоритмов фильтрации и демодуляции

'''при воздействии негауссовских помех путем статистического моделирования на 5БМ. по сравнении с линейными.

Основные положения, выносимые на загиту:

I. Рпзсаботка методики и результаты исследования характеристик нестандартных линий связи, организованных по кабелю

■ СПБ;

2. Методика синтеза и полученные структурные схемы квазкоятимальных адаптивно-робастшх алгоритмов приема сигналов при воздействии помех с произвольной ПРВ;

3. Методы идентификации неизвестной ПРВ кегауссовских помех;

4. Методика анализа, расчетные соотношения и результаты статистического моделирования на ■ ЭВМ вероятности ошибки и погрешности оценки флуктуирующих параметров принимаемых сигналов;

5. Разработанные структурные и принципиальные схемы помехоустойчивого модема, предназначенного для работы • по нестандартным линиям связи;

6. Результаты экспериментальных исследований разработанного модема в лабораторных и натурных условиях эксплуатации.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Проведены исследования нестандартных станционных линий .связи;

2. Разработан модем, работающий с высокой помехоустойчивостью по нестандартным линия»,!'связи, при воздействии нвгауссовских помех с переметой ПРВ;

3. Исследованы полные и упрощенные алгоритмы демодуляции и фильтрации существенных параметров передаваемых * сигналов, позволяющие разрабатывать эффективные системы синхронизации приемных устройств;

4. Разработаны программы для моделирования на ЭВМ модуляторов, линий связи, демодуляторов, источников сигналов и пом-эх, применимые для исследования различных алгоритмов приема дискретных сигналов как в учабных, так и б научных целях.

Личный вклад. Все основные научные результаты, выносимые на

защиту, получены автором лично.

Внедрение результатов работы. Результаты работы использованы •при выполнении научно-исследовательских работ и разработки аппаратуры в КБ Ш1 МПС, а также в учебном процессе !ШТа и ХабИИЖГа. Результаты исследований вошли в четыре отчета по хоздоговорным и госбюджетным темам.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались: .

1. На межотраслевой научно-технической конференции "Применение методов оптимальной филиации в радиотехнических системах", /Москва, 1989/;

2. На научно-техническом семинаре "Статистическая идентификация, прогнозирование и контроль радиоэлектронной аппаратуры", /Одесса, 1990/;

3. На международном симпозиуме "Спутниковая связь: реальность и перспективы", /Одесса, 1990/;

4. На Второй всесоюзной конференции по информационным системам множественного доступа, /Минск, 1991/;

5. На семинаре "Статистический синтез и анализ информационных систем", /Севастополь, 1991/; '

ь. На ХШ Всесоюзной научной сессии, посвященной Дню Радио, /Москва, 1991/;

?. На научно-техническом семинаре "Статистическая идентификация, прогнозирование и контроль", /Одесса, .1991/;

8. На научно-технических конференциях и семинарах молодых ученых и специалистов МИИТа, /Москва, 1988-1991/.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано тринадцать печатных работ и получено одно положительное решение по

■ч

заявхе на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит ез введения, четырех глав, заключения, приложений и списка литературы, включающего 106 наименования. Работа изложена на 245 страницах машинописного текста, содержит 81 рисунок и 15 таблиц,

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, приводится краткий анализ состояния вопроса, .указывается цель и задачи исследования, научная новизна, дается краткое описание- по главам основных- рассматриваемых вопросов. Приводятся сведения об апробации, опубликовании основных положений диссертационной работы и внедрении полученных результатов.

В первой главе произведен анализ электрических характеристик нестандартных линий связи, организованных по кабелю СЦБ в пределах Еелезнодорожной станции, возмущающих воздействий, выбран метод передачи дискретных сообщений. Рассматриваются условия' работы системы передачи, организованной по нестандартной линии связи.' Приводятся и анализируются статистические характеристики негауссовских помех, записанные на магнитограф и расшифрованные при помощи специальной аппаратуры. Анализ электрических характеристик нестандартных линий связи и условий передачи дискретной информации по ним, показывает, что непосредственная передача информации в таких условиях невозможна. В исследованных линиях связи действуют сильные синусоидальные и импульсные помехи с негауссовскими ПР2. Импульсные помехи в нестандартной линии связи характеризуются положительным эксцессом к имеют

- э -

кратковременные выбросы большой амплитуды. Спектральная плотность мощности такой помехи плавно' затухает до частоты 30 кГц. В •качестве моделей негауссовских помех выбран стационарный яучайный процесс с негауссовской ПРВ, представляемый в случае дискретного времени наблюдения в виде случайной последовательности независимых (либо зависимых и экспоненциально-коррелированных) выборок с известными одномерными (либо условными) плотностями вероятностей.

В качестве конкретных- видов одномерных ПРВ помех в диссертационной' работе используются параметрические семейства в виде:

- обобщенно-гауссовского закона (ОГР)

v v/Z

»(П.,--/ЩЛЛ Г Г\ (1)

П 11 2Г(1/у)апУ Г(1Л-) [ [ ГИЛ-)] J

- аномально-засоренного гауссовского закона (АЗГР)

Wn(^.)a~~~"Srpi" —М + . Вер Г- -2^=1, (2)

- аномально-засоренного лапласовского закона (A3JI?)

/ 2/ 2о: *

I с

- нормзльно-логнормального распределения (НЛНР)

И?п(п)=---' Ехр(- + / 1+n^/U2 ' ]/2эг}.(4)

/iTell/нфи* J

- бимодального распределения (BSC)

»п(п)=-:-Ехр(ф£ - п^/г], (5)

где дисперсия помехи; V, Ран, р. и, q - параметры распределений; Г(х)- гамма функция; В (х)- функция параболичэ с::ого цилиндра.

Данные семейства ПРВ достаточно хорошо аппроксимируют эмпирические распределения негауссовсккх помах, например скоси импульсных помех, возникающих в кабеле СЦБ в результате работы электродвигателя перевода стрелки и гауссовского иума, а такта разрядов и искрений как на линиях передач, подворхешшх атмосферным воздействиям, так.и в результате искрения контактов электрооборудования СЦБ. Распределение (5) аппроксимирует широкий класс синусоидальных помех, возникающих от различных нелинейных преобразований питающего напряжения 'частотой 50 Гц.

Основные статистические и информационные характеристики указанных моделей помех, используемые в диссертационной работе (эксцесс, энтропийный коэффициент, асимптотический коэффициент подавления, робастный коэффициент подавления негауссовсккх помех ) приведены в таблице I. Некоторые характеристики получены впервые.

Показано, что. эффективным средством повыиешя помехоустойчивости системы передачи дискретной информации по рассматриваемым 'нестандартным линиям связи является применение нелинейных алгоритмов обработки сигналов, согласованных с ПРВ помехи, а также перенос линейного спектра в область частот 30-40 кГц.

В качестве модели сигнала "при разработки модема была выбрана двухкратная относитально-фазовая манипуляция ДССМ при скорости

Таблица i

Тот распределения Эксцесс Эк= Энтропийшй _ коэффициент ^ 21» Кэ'гз???- Асимптотический коэффициент подавления Козффяцгзнт

О^обяенно-гауссовское, ОГР п%)?№ гг(%) ггЪ)Е>Р1Щ г* m frm r\%)

Ано;/лльно-засорейное гауссовское, АЗГР [^ÜHÍr-O]1 о-о1* H, (i-P^W^r']

Аномально-засоренное лапласовскоэ, АЗЛР 3 О-а.^Лг^.«-,'' ^[(«-o^ft-n'l

Нормально-логнормальное, ШШР i / i* Не -г — — е згу*

Бимодальное, БМР i E*p[m4-2-mt<i] m,c* - МОНечти

Примечание: D(n) - функция параболического цилиндра, Г(ц)- гак/л функция.

передачи 4800 Бит/с и однократная ОФМ при скорости 2400 Бит/с. На несушей частоте 36 кГц. При статистическом моделировании используются дискретные двоичные сигналы с частотной к фазовой манипуляцией детерменированкого вида и с флуктуирующим существенным (неинформационным) параметром марковского типа.

Во второй главе приводится методика и результаты синтеза и анализа квазиоптимальнах приемников дискретных сигналов при воздействии помех с произвольной ПРВ и флуктуации существенных параметров передаваемых сигналов в части, касающейся упрощения ранее полученных алгоритмов. Приводятся результаты статистического моделирования информационных каналов с. блоками нелинейного преобразования го(п) и г1(п), согласованными с ПРВ помехи да входе приемного устройства , систем высокочастотной синхронизации отдельно друг от друга и совместно.

Показано, что нелинейная обработка как в информационном Канале приемного устройства, так п в канале синхронизации, позволяет значительно улучшить помехоустойчивость при воздействии на входе негауссовской помехи, в тем большей степени, чем сильнее помеха отличается от гауссовской. Вероятность ошибки в линейном корреляционном приемнике не зависит от вида закона распределения помехи, а является лишь функцией энергетичексого отношения сигнал/помеха на входе. Были выявлена границы наступления асимптотической эффективности нелинейных алгоритмов. Для помехи с ОГР граница асимптотической эффективности по входному отношении сигнал/помеха составила -16+-18 дБ при .параметре у=1 (лапласовское распределение) и -22+-24 дБ при параметре у=0.7, (ОГР). Показано, что 'робастные алгоритмы приема дискретных сигналов и оценки существенных параметров с использованием в качестве нелинейного

элемонта жесткого ограшптателя для классов помех о положительным эксцессом и ограничителя с зоной нечустьитндыюсти для синусоидальных помех, хотя и уступают, кьазиолтималышм, но остаются более помехоустойчивыми чем линейные. Исследуются два 'вида дискретно-непрерывной фильтрации - алгоритм с .^манипуляцией информационного параметра, следующий из представления совместной апостериорной ПРВ в виде (л-1Ь.бн)='!'у гда

-. и Ь 1

Ш (б )- безусловная апостериорная вероятность существенного к

векторного параметра бк, Ру условная апостериорная

к

вероятность информационного параметра \ при фиксированном

значешш существенных параметров сигнала б , и алгоритм с

переприсвоением, следующий из представления совместной

апостериорной ПРВ в виде 19 <*11г»вь)=и>„ (8п/х1ь)Рт Где

_ и ь и

1Уу (8н/х1К)- условная апостериорная ПРВ существенного параметра ь

при фиксированном информационном параметре сигнала, Ру (>-1Ь)-

■ ъ

дискретная' составляющая, представляющая собой безусловную апостериорную вероятность информационного параметра.

Система замкнутых скалярных рекуррентных уравнении ?для-асимптотически оптимального 'алгоритма с демагешуляцией в случае приема противоположных ФМ сигналов при равновероятном значешш принимаемых символов Р0 и Р1 и стационарном режиме фильтраты имеет вид:

¿^егксу, ^ (з;

где - смесь сигнала и помехи на входе;

¿,1УН)--—^иг»,Г1 (пи) - операция безинерционного нелинейного прчоОрниоводпш (Б1Ш;, согласование : с ГТРВ помехи; <^от~ стационарное значение апостериорной дисперсии; йг- выходной эффект информационного канала; е - оценка флуктуирующей начальной фазы сигнала; г( - коэффициент корреляции начальной фазы; функция

гиперболического тангенса, которая при больших значениях аргумента может пить заменен:! на знаковое устройство. Структурная схема, соответствующая уравнениям (6), (?) привидена на рис.1. Уравнение ■(в) описывает работу информационного канала, а 'уравнение (7) канала синхронизации.'

При достаточно быстрых флуктуациях фазы для демодуляции ФМ сигналов целесообразно выбрать алгоритм с пэреприсвоонием параметров, система уравнений для которого имеет ьид:

• О) '

и ь 1

оь "Ри V0

,*Ь при А±-1 (П)

х^атятах^^),!^ (12)

:дв й"п~ текущая оценка флуктуирующего параметра в 1-ой ветви алгоритма, \ - оценка относительно информационного параметра, 20(п|[)=1л11'||(11)1)- операция безинерцнонного нелинейного преобразования, остальные обозначения как для схемы с ?манш1ул/1Ц',1ей.

Структурная схема демодулятора, реализующая алгоритм с

Структурная схема квазияогерентного приемника противоположных ФМ сигналов, алгоритм о деманипуляцЕей

"сН

в

*bc)

А

Ai.

¿CTC 31

л—-f^V

—— Рте. 1

Структурная схоьп гегпзнкогороитного приеглика,

алгоритм о п<?р<?прпсвсояке:л ,__

г-ÍJiLrj

•ф--——-é- 4

£,0>j

i

?з

"О™"

а1

■ Г -,

ОП

Л

Мя* "TT"

¿3

—

Рис.

пероприсвоениам приведена на рис.2. В этом' случае приемник содержит два информационных канала, накапливающих выходные эффекты и два канала синхронизации по типу схемы ФАПЧ в соответствии с уравнением (10). В момент окончания очередного тактового интервала в устройстве выбора номера ветви с максимальным выходным эффектом

* • А

01К принимается решение \ €{0,1> относительно переданного символа, которое открывает коммутатор (Ком), через который производится 'операция пэреприсвоения параметров. Смысл -операции переприсвоения заключается в том, что в элементы задержки обеих схем ФАПЧ записывается такое значение оценки фазы которое•соответствует ветви с максимальным«выходным эффектом.

Подробно исследуется система высокочастотной синхронизации синтезированииых квазиоптимальных приемников. Показано, что она представляет собой систему ФАПЧ замкнутого вида, содержащую нелинейные элементы, амплитудные характеристики которых однозначно связаны с ПРВ помехи. Рассматриваются варианты построения систем синхронизации • (демодуляции существенного параметра сигнала) как с полным алгоритмом, когда коэффициент усиления (стационарная апостериорная дисперсия) расчитывается на каждом шаге, так и упрощенный алгоритм при фиксированном коэффициенте усиления петли ФАПЧ. Показано, что при достаточно малых отношениях сигнал/помеха на входе « 0.1 и высокой частоте дискретизации оба алгоритма дают одинаковые результаты, а в области Солее высоких П^х>0.1 упроще*£шй алгоритм проигрывает по помехоустойчивости полному.

Моделированием рассматриваемых алгоритмов показано, что для обеспечения более высокой помехоустойчивости нелинейных алгоритмов приема дискретных сигналов по сравнению с линейными, необходимо достоверное знание ПРВ помехи, что не всегда собдюдается

практически. Поэтому требуется разработка адаптивных и адаптивно-ррбастшх алгоритмов, инвариантных к ПРВ помехи на входе приемного устройства.

В третьей главе проведен анализ методов преодоления априорной неопределенности относительно неизвестных законов распределения помех и га параметров. Рассмотрены вопросы идентификации ПРВ помех, основанные на различных мерах негауссовости распределений, такие как моменты случайной величины, коэффициенты связанные с количеством информации по Шеннону (1„,)и Фишеру. (1в). Показано, что когда класс распределений псмех известен, идентификацию конкретного закона можно . производить методом моментов так как существует прямая связь кехду параметрами распределений '(1)-(5) и моментами различных порядков. В непаракетрическом случае • идзнтифдаацию неизЕОстной ПРЗ, а следовательно' блоков йолинеййого преобразования, характеристики которых однозначно связаны с ПРВ помехи, предлагается производить по двум параметрам' - эксцессу 3„ и коэффициенту ну5^^^). ГДЭ ст^- дисперсия помехи, $п<0) - зпаченпо ПРВ в нулевой точке. Примэр топографической классификации законов (1)-(2), (4)-(5)" в рассмотренных координатах показан на рис.3. На основании представленной топографической' классификации было произведено разбиение ПРЗ помех на. четыре класса: а) с отрицательны?.? эксцессом, б) близкие к гауссовсжслу распределению, з) близкие к лапласовсксму распределению, г) с рэзко положительным эксцессом Эк>10. Экспериментально измеряя коэффициенты Зх и по коорд:изт5 точки на данной плоскости мояно приближенно судить к какому классу распределений принадлежи ■ исследуемая выборка псмехп. , С использсвачием такой приближенней идентификации был разрабэта:-:

Топорга$ичоская классификация ПРВ помех

10

10'

.-1

НЯНР БШ / г X

/ р ' / 1 ** 1 «»(0 /г о</ / 7 / У / »1 / 9 к»

—1- /огр ^О.ЕГ Гг!«о ■АЗГР

Рис. 3

Структурная схема адапти^но-робастного блока подавления негауссовских помех

ПЗУ

Рис. 4

адаптивно-робастшй блок нелинейного преобразования (АРБНГ1),

включаемый -на входе приемного устройства, структурная схема

которого привидена на рис.4. Принцип действия АРБШ следующий. Для

каждой из рассмотренных выше групп помех расчитываются робастные

характеристики БНП (Z —Z ). которые записываются в ПЗУ. В блоках

определения моментов (БОМ), коэффициента ^ (БОК) и эксцесса (ЕОЭ)

вычисляются соответствующие оценочные значения Э и на

к р

основании которых, с помощью дешифратора (ДШ) осуществляется Еыбор одной из нелинейностей Zp1-Z . На выбранную нелинейность поступает входной сигнал.

В рассматриваемой главе приводятся результаты исследования сценки и рассеяния различных параметров распределений (Э,;, цр путем моделирования на ЭВМ. А в конце гл.асы приводятся результаты моделирования адаптивно-рсбастного приемника дискретных сигналов в целом, которые показывает, что разработанный адаптиЕно-рсбастный преемник уступает по помехоустойчивости нелинейному прнемшку с "идеальным" идентификатором помехи всего 1-2 ДО.

В четвертой главе рассматриваются вопросы практической реализации помехоустойчивого модема, предназначенн&го для передачи дискретной информации то нестандартным линиям связи в пределах железнодорожной станет. Приводятся структурные схемы отдельных' узлов кодзма к результаты лабораторных испытаний разработанного макета, а также' результаты испытания модема при работе на реальней линии связи. Проведен анализ различных методов подключения модема для работы по занятой линии кабеля СЦБ. Показано, что во всех случаях подключения необходима пассивный фильтр присоединил трансформатор, согласующий параметры 'линии и модема.

.Приложение содержит распечатки исходных -.-у. с tv=

программ на языке программирования ТурЗо-Паскаль-и акт о внедрении результатов. •

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

1. Исследованы электрические характеристики кабелей СЦБ и статистические характеристики действующих в них .помех. Показана возможность передачи дискретной информации с использованием 'нестандартных /линий связи ' при переносе линейного спектра передаваемого сигнала, на частоту 36 кГц путем непосредственной модуляции несущего колебания и использования помехоустойчивых нелинейных методов приема сигналов.

2. Произведена модификация алгоритмов и структурных схем квазиоптимальных нелинейных приемников дискретных сигналов при флуктуации существенных параметров при воздействии негауссовскнх помех. Показана их высокая помехоустойчивость по сравнению с линейными алгоритмами.

3. Впервые подтверждена статистическим моделировшшем высокая помехоустойчивость нелинейных алгоритмов демодуляции и фильтрации параметров сигналов. Выигрыш, по сравнению с линейными может составлять до 10 дБ по входному отношению сигнал/помеха при Фиксированной вероятности ошибки в приеме элементарного символа.

4. Впервые показано, что нелинейная система высокочастотной синхронизации при использовании полного и упрощенного «."^«"упо дают одинаковые результаты

входе < 0.1 и высокой частоте взятия отсчетов Точ0.01 с, а при больших упрощенный алгоритм незначительно проигрывает полному. В этой же области и в том и в другом случае наблюдается

ухудшение качества фильтрации фазы по сравнению с теоретическим.

5. Разработаны способы идентификации помех методом моментов.

• (параметрическая идентификация) и с использованием информационных характеристик и их сочетаний применительно к системам нелинейной обработки сигналов.

6. Разработаны и исследованы варианты построения адаптивно-робастных приемников дискретных сигналов на основе различных вариантов идентификаторов ПРВ помех.

7. Разработан модем 0ФМ-2400/4800, предназначенный для работы по нестандартным линиям связи, и проведены исштания модема в лабораторных и натурных условиях эксплуатации.

8. _ Разработан пакет программ на языке Паскаль для статистического моделирования различных узлоз система передачи дискретных сообщений.

Результаты диссертационной работы опубликованы в следующих печаишх работах:

1. Со;,та; А.О,, Яждакко В.И., Злыдина Л.Ц., Стафзев A.B. Исследование систем передачи .дискретных ссоСиокий при воздействии гауссовских и негауссоеских помех путем малинного моделпроватад на ЭВМ. Методические указания к лабораторным работам по дисциплина "Теоретические основы транспортной свЛиГ, Г.!.: Г'ШГГ, 1983, 56 с.

2. <Сомкн А.Ф., Стафеез A.B., Малнаоз И.К. Исследование характеристик оптимального приема дискретных сигналов в условиях кегауссовских псмех// Статистическая радиотехника : Тезисы докладов меготрюлезой научно-технической конференции. - М.: BS1ÍA им. Н.Е.Жуковского, 1989, с. 13-14.

3. Фсмин А.'5., Стефеев A.B. Икформааионйые аспекты

• идентификации . законов распределения случайных процессов// Статистическая идентификация, прогнозированное и ксктрсль

радиоэлектронной аппаратура. Тезисы докладов научно-технического семинара. - Одес..^, 1990, с. 7-8.

4. Фомин А.Ф., Якименко В.И., Стафеез A.B. Сравнительная оценка приемников дискретных сигналов с деманипуляшюй и пореприсвоением при воздействии негауссовских помех// Вторая

9

всесоюзная конференция по информационным системам множественного доступа. Тезисы докладов.- Минск 1991, с. 79-82.

5. Сомин А.Ф., Малышев H.H., Бахарев В.А., Стафеев A.B. Структурный и параметрический синтез систем высокочастотной к тактовой синхронизации при негауссовских помехах// Вторая всесоюзная конференция по информационным системам множественного доступа. Тезисы докладов.' - Минск. 1991, с. 75-78.

6. Фомин А.Ф., Стафеев A.B. Адаптивные нелинейные подавители негауссовских помех// Статистический синтез и■ анализ информационных систем. Тезисы докладов. - Севастополь, 1991, с. 12.

7. Фомин А.Ф., Стафеев A.B. Статистическое моделирование квазиоптимальных нелинейных систем фазовой синхронизации на ПЭВМ// Научно-техническая вкола-семинар "Цифровая обработка сигналов в системах связи' и управления". Тезисы докладов. Ростов Великий, 1991 с. 22-23.

8. Фомин А.Ф., Стафеев A.B. Анализ и статистическое

моделирование адаптивных нелинейных подавителей негауссовских

t

помех// Статистическая идентификация прогнозирование и контроль, '"езисы докладов каучно-техничеркого семинара. Одесса, 199Г, с. 56.

9. Фомин А.Ф., Стафеев A.B. Адаптивно-робастные устройства подавления негауссовских помех// Методы представления и обработки случайных сигналах» и гошб.. Тезисы докладов псосотаной

научно-технической конференции. Туапсе, 1991. с.78.

10. Фомин А.Ф., Шелухин 0.11., Бахарев З.А., Малышев К.F., Артюсэнко В.М., Стафеев A.B., Методы исследования нелинейных дискретных систем фазовой синхронизации • при негауссовских возмущающих воздействиях// XLYI Всесоюзная научная сессия, посвященная Дню Радио. Тезисы-."••кладов. М.: Радио и связь, 19SI, с. 151-152.

11. Фомин А.Ф., Новоселов О.Н., Стафеев A.B. Статистическое моделирование нелинейного дискретного фильтра при воздействии негауссовских помех// Известия ВУЗов, Сер. Радиоэлектроника, 1991 J6I2, с. Q9-9I.

12. Положительное решение по заявке "Устройство подавления помех" МКИ: Н04В 1/10, й 4883860 (II7725) от 15.И.91. Авторы Фомин А'.О., Бахарев В.А., Малышев И.Н., Стафэсв A.B.

13. Фомин А.Ф., Стафеев A.B. Приближенная идентифихашм законов распределения помех в адаптивных приемника// Радиотехника, 1992', № 1-2, с.36-41. ;

14. Фомин А.Ф., Стафеев A.B. Статистическое меделир-вониэ системы фазовой снихронизащт при воздействии негауссовских помех// Радиотехника, 1Э92-, .'2 9, с. %'iZ,

Стафеов Алексей Валерьевич

Разработка и исследование помехоустойчивых адап-тивно-робастных цифровых демодуляторов дискретных сигналов

С?

цдано 'в набор Подписано к печати

Фо*..«!ат бумаги 60x90 1/16 Объем 1.5 п.л. Ти^аж 100 экз. Заказ а-16Б,

Типография МИМТа.- 101475, Москва, А-55, ГСП, ул. Образцова. 15