Размещено на http://www.allbest.ru/

ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

05.12.02 - телекомунікаційні системи та мережі

УДК 621.396.662.072.078

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

ВДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОДІВ ОПТИМАЛЬНОГО ПРИЙОМУ БАГАТОПОЗИЦІЙНИХ СИГНАЛІВ LTE

ОЛІЙНИК ВОЛОДИМИР

ВОЛОДИМИРОВИЧ

Київ - 2011

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Державному університеті інформаційно-комунікаційних технологій Міністерства інфраструктури України

Науковий керівник:

доктор технічних наук, професор Беркман Любов Наумівна, Державний університет інформаційно-комуні-каційних технологій, директор навчально-науко-вого інституту телекомунікацій і інформатизації

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Конахович Георгій Филимонович, Національний авіаційний університет України, декан факультету телекомунікацій та захисту інформації інституту інформаційно-діагностичних систем кандидат технічних наук, с.н.с. Колченко Олександр Васильович, науково-технічного центр "Укренергозв'язок", начальник науково-дослідного відділу Захист дисертації відбудеться «28» жовтня 2011 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.861.01 Державного університету інформаційно-комунікаційних технологій за адресою:

03110, м. Київ, вул. Солом'янська, 7.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Державного університету інформаційно-комунікаційних технологій за адресою:

03110, м. Київ, вул. Солом'янська, 7.

Автореферат розісланий «26» вересня 2011 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Н.І. Кунах

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Результатом еволюції телекомунікаційної індустрії з'явився перехід від телекомунікаційної мережі до Глобальної інформаційної інфраструктури, від телекомунікаційних послуг до інфокомунікаційних послуг, бо в наше століття інформаційного буму все більшу вагу набувають не тільки послуги високошвидкісного доступу до мережі, але і інформаційного наповнення цих послуг, так звані контент - послуги. Розвиток інфокомунікаційних послуг вимагає рішення задач конвергенції мереж фіксованого та безпроводового зв'язку (Fixed Mobile Convergence).

Однією з технологій, яка розглядається як базова для побудови перспективних телекомунікаційних мереж, є технологія LTE (Long-Term Evolution). Ця технологія здатна забезпечити стрибкоподібне збільшення швидкості передачі даних в мобільних мережах. Якщо мережі третього покоління (3G) забезпечують швидкість передачі даних до 3,6 Мбіт/сек, то впровадження LTE теоретично дозволить забезпечити швидкість передачі даних до 326,4 Мбіт/с від базової станції до користувача і до 172,8 Мбіт/с у зворотному напрямі. LTE базується на трьох основних технологіях: мультиплексування за допомогою ортогональних несучих OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing), що транслюються за допомогою багатопроменевих систем MIMO (Multiple Input Multiple Output) і еволюційна системна архітектура мережі (System Architecture Evolution). Від модемів OFDM і реалізованих в них принципів прийому та передачі сигналів в значній мірі залежить ефективність використання каналів зв'язку, швидкість передачі, надійність, завадостійкість, рівень якості інфокомунікаційних послуг. Тому проблема дослідження методів надійної цифрової передачі інформації з використанням систем OFDM і технології LTE з метою створення високоефективних конвергентних інфокомунікаційних мереж є доцільною і своєчасною.

Системи OFDM завдяки довгій тривалості тактового інтервалу стійкі до імпульсних завад. В них застосовується як когерентний, так і некогерентний та автокореляційний методи прийому, що реалізуються за допомогою алгоритмів й засобів цифрової обробки сигналів. Однією з умов високої ефективності модемів OFDM є раціональний вибір параметрів групового сигналу. Завдяки тому, що гармонійні сигнали-переносники мають вузьку смугу частот, спрощуються задачі адаптації параметрів групового сигналу (спектру сигналу й розподілу кількості інформації систем передавання (СП) ортогональними гармонійними сигналами) та алгоритмів обробки сигналів при прийомі з метою об'єднання характеристик каналів зв'язку з ненормованими і нестабільними параметрами. У результаті в каналі зв'язку має місце складний багаточастотний сигнал з порівняно довгими посилками, тривалість яких значно перевищує перехідні процеси, котрі виникають в каналах зв'язку. Це забезпечує інваріантність модемів OFDM до лінійних спотворень сигналу і дозволяє передавати інформацію з високою швидкістю без коректування, або ж з незначним коректуванням їх частотних характеристик. Розвиток цифрових методів обробки й мікропроцесорної техніки сприяє пошуку нових шляхів розробок і вдосконалення систем OFDM.

Аналіз науково-технічної літератури показує, що проблемам дослідження побудови конвергентних мереж і ефективних систем передачі інформації з використанням багаточастотної модуляції присвятили багато робіт вітчизняні та закордонні вчені як Окунєв Ю.Б., Фінк Л.М., Бертсекас Д.В., Стеклов В.К., Кривуца В.Г., Беркман Л.Н., Науменко М.І., Нетес В.А., Зюко О.Г., Кловський Д.Д., Назаров М.В., Галлагер Р., Захаров Г.П., Блек Ю., Гандел Р., Девід Е., Болгер Дж., Сігалл А., Харкевич О.О., Якубайтіс Е.А. та інші.

У відомій науково-технічній літературі на сьогодні недостатньо досліджені різні принципи побудови ефективних систем передачі інформації на базі багаточастотної модуляції OFDM, що мають практичний зміст і враховують багатоваріантний розвиток засобів та сучасних технологій. Як відомо, на завадостійкість модемів найбільше впливають такі фактори, як флуктуаційний шум, лінійні спотворення, що проявляються у вигляді міжканальних перехідних завад і міжсимвольних спотворень, імпульсних завад і короткочасних перерв зв'язку. Реальним способом подолання комплексу вищезгаданих завад є системи OFDM з використанням ортогональних канальних сигналів і багатопозиційної фазорізницевої модуляції: вихідний високошвидкісний цифровий потік розподіляється на декілька низькошвидкісних потоків, переданих на різних піднесучих.

Серед невирішених проблем на сьогодні залишається задача синтезу алгоритмів оптимальної обробки багатопозиційних сигналів з амплітудно-фазовою модуляцією в системах OFDM з ортогональними сигналами; немає рекомендацій, який саме з методів прийому (когерентний, некогерентний, автокореляційний) використовувати в конкретних випадках. З розвитком багатопозиційних систем набула актуальності задача синтезу алгоритмів когерентного прийому багаточастотних взаємоортогональних сигналів, орієнтованих на цифрову реалізацію і придатних для довільних сигналів із амплітудно-фазовою модуляцією. З цією задачею тісно пов'язана проблема реалізації систем OFDM для безпроводових каналів зв'язку. Перспектива активного становлення конвергентних інфокомунікаційних мереж, як альтернатива існуючим телекомунікаційним мережам, з метою забезпечення техніко-технологічного розвитку телекомунікацій, є реальністю.

Дисертаційна робота, яка присвячена дослідженню та розробці методів оптимального прийому багатопозиційних сигналів демодуляторами систем OFDM, котрі сприяють поліпшенню показників якості передачі інформації в цифровій формі каналами зв'язку різних типів, є актуальною.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Розглянуті в дисертаційній роботі питання пов'язані з вирішенням науково-технічних задач, сформульованих у «Концепції розвитку зв'язку та інформатизації України до 2010 року», затвердженої Постановою КМУ №223/8 від 09.12.99 р., а також цільової державної програми «Телекомунікаційні системи та інвестиційні ресурси». Результати дисертаційних досліджень були використані при виконанні науково-дослідних робіт, що проводилися в Державному університеті інформацйно-комунікаційних технологій (ДУІКТ) протягом 2005-2010 р. Державний реєстраційний № 0103U002500.

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є розв'язання комплексу науково-технічних питань, пов'язаних з проектуванням високоефективних за швидкістю передачі і завадостійкістю систем з ортогональними сигналами і багатопозиційною амплітудно-фазовою модуляцією OFDM, які призначені для передачі інформації в безпроводових мережах.

Об'єкт дослідження - високоефективні системи OFDM з ортогональними груповими сигналами, призначеними для передачі інформації каналами зв'язку в мережах LTE,

предмет дослідження - оптимальний прийом багатопозиційних сигналів в системах OFDM.

Для досягнення мети вирішуються такі наукові задачі:

- дослідження протоколів управління мережею LTE для забезпечення узгодженої взаємодії з мережами, функціонуючими за технологіями з комутацією пакетів та комутацією каналів;

- дослідження алгоритмів оптимального когерентного та некогерентного прийомів, визначення рекомендацій до їх використання;

- синтез універсального алгоритму оптимального когерентного прийому багатопозиційних АФМ сигналів в системах OFDM;

- дослідження задачі мінімізації помилкових тривог за допомогою ранжування;

- аналіз особливості рангів порівняно з непараметричними перетвореннями інших типів;

- розробка методики розрахунку завадостійкості синтезованого алгоритму для конкретних систем сигналів;

- синтез алгоритму виявлення сигналу на фоні завад за допомогою параметричного і непараметричного методів підходу до прийому сигналів.

Методи досліджень. Для досягнення поставлених в дисертаційній роботі задач використана теорія передачі дискретних повідомлень; теорія спектрального аналізу, статистична теорія зв'язку.

Наукова новизна одержаних результатів роботи полягає у наступному:

- виконано системний аналіз методів та протоколів управління мережею LTE, зроблено вибір на пріоритетне використання систем OFDM з ортогональними сигналами, котрі забезпечують властивості інваріантності до випадкових збурень, що особливо важливо і актуально для традиційних каналів місцевих мереж та каналів цільового призначення;

- досліджено алгоритми оптимального когерентного та некогерентного прийомів, визначено рекомендації до їх використання;

- доведено, що в системах OFDM доцільно використовувати алгоритми оптимального прийому багаточастотних ортогональних сигналів, орієнтованих на цифрову реалізацію та придатних до довільних сигналів багатопозиційної амплітудно-фазової модуляції;

- визначено, що для забезпечення швидкості близької до пропускної спроможності каналу, доцільно використовувати багатопозиційні сигнали з амплітудно-фазовою модуляцією, для яких еквівалентна енергія максимальна;

- вперше розроблено синтез універсального алгоритму оптимального когерентного прийому багатопозиційних АФМ сигналів у демодуляторі системи OFDM;

- досліджено задачу мінімізації помилкових тривог за допомогою ранжування та проаналізовано особливості рангів порівняно з непараметричними перетвореннями інших типів;

- удосконалено метод розрахунку завадостійкості синтезованого алгоритму для конкретних систем сигналів;

- вперше розроблено алгоритм оптимального прийому багатопозиційних сигналів при невідомих апріорних даних.

Вищенаведені наукові дослідження дають можливість вирішити одну із задач підвищення ефективності багаточастотної передачі інформації за допомогою високошвидкісних систем OFDM з ортогональними груповими сигналами, призначеними для передачі інформації в цифровій формі каналами традиційних місцевих (сільських) мереж та каналів цільового призначення.

Вірогідність наукових результатів, висновків та рекомендацій, викладених в дисертаційній роботі, обґрунтована результатами експериментальних досліджень, коректним використанням математичного апарату та моделюванням на ПЕОМ.

Практичне значення одержаних результатів. Теоретичні і практичні положення дисертаційної роботи знайшли реалізацію в науково-дослідних та дослідно-конструкторських роботах, впроваджені в Державному університеті інформаційно-комунікаційних технологій та використовуються в навчальному процесі Державного університету інформаційно-комунікаційних технологій, що підтверджується актами впровадження.

Особистий внесок здобувача. У дисертаційній роботі особисто автором проведено наступні дослідження і одержані такі результати:

- досліджено алгоритми оптимального когерентного та некогерентного прийомів, визначено рекомендації до їх використання [1,2];

- синтезовано універсальний алгоритм оптимального когерентного прийому багаточастотних ортогональних багатопозиційних сигналів, орієнтований для передачі інформації в безпроводових мережах за технологією OFDM [4,7];

- проведено моделювання розроблених алгоритмів, застосованих до прийому шістнадцятипозиційних сигналів [2,3];

- розроблено конкретні алгоритми когерентної обробки ефективних систем багатопозиційних сигналів. На основі цього алгоритму визначено, що завадостійкість сигналів з плинно змінними параметрами наближена до потенційної при тривалості усереднення більше 20 посилок та надано пропозиції щодо вибору оптимального багатопозиційного сигналу для каналу зв'язку з визначеним відношенням сигнал/шум [6,10];

- розроблено методику розрахунку завадостійкості синтезованого алгоритму для конкретних систем сигналів [4,10];

- досліджено завадостійкість алгоритмів оптимального прийому при невідомих апріорних даних [5,8];

- отримано характеристики завадостійкості розроблених алгоритмів в залежності від тривалості інтервалу усереднення оцінюваних параметрів за допомогою статистичного моделювання на ПК [3,7];

- розроблено алгоритм оптимального прийому багатопозиційних сигналів на фоні завад за допомогою рангових методів в умовах апріорної невизначеності [9,10].

Апробація результатів дисертації. Основні теоретичні положення і результати експериментальних досліджень були висвітлені на Міжнародній науково-технічній конференції «Технології цифрового мовлення: стратегія впровадження в Україні» (Одеса, 2006 р.); на Всеросійському науково- технічному семінарі «Системи синхронізації, формування і обробки сигналів для зв'язку та мовлення» (Воронеж, 2009 г.); на V Міжнародній науково-технічній конференції «Сучасні інформаційно-комунікаційні технології» (Ялта-Лівадія, 2009 р.); на ІІІ Міжнародному науково-технічному симпозіумі «Нові технології в телекомунікаціях» (Вишків, 2010 р.); на X Міжнародній конференції TCSET'2010 «Сучасні проблеми радіоелектроніки, телекомунікацій, комп'ютерної інженерії» (Львів-Славське, 2010 р.).

Публікації. Основні результати, одержані в дисертаційній роботі, опубліковані у 10 наукових працях, в тому числі: 4 - у фахових наукових виданнях, рекомендованих ВАК України, 6 - це матеріали науково практичних конференцій та семінарів.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел та додатків. Загальний обсяг роботи складає 143 с. друкованого тексту, у тому числі містить 30 с. рисунків, 4 с. таблиць, 5 с. документів, що підтверджують впровадження результатів досліджень. Список використаних джерел на 13 с. включає 135 найменувань.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано задачі та мету дослідження, визначено об'єкт, предмет, методи дослідження та вирішення задач, перераховано основні наукові результати і їх практичне значення, викладена загальна характеристика роботи. Приведено дані про особистий внесок автора, а також публікації за темою дисертації.

В першому розділі проведено аналіз технологій радіодоступу, які використовуються на даний час в телекомунікаційних мережах України. Забезпечуючи приблизно однакову з проводовими мережами доступу функціональність, мережі радіодоступу дозволяють користувачам отримувати інфокомунікаційні послуги у будь-якому місці, у тому числі, у важкодоступних місцевостях або у високошвидкісних транспортних засобах. В залежності від технологічних особливостей і сфери застосування, мережі радіодоступу поділяються на численні види і підвиди, такі як мережі радіо- і телевізійного мовлення, мережі стільникового зв'язку - для фіксованих та рухомих користувачів, мережі транкінгового зв'язку, мережі пейджінгового зв'язку, мережі локального комп'ютерного зв'язку, аналогові мережі, цифрові мережі (синхронні і пакетні), тощо.

Основними напрямками розвитку мереж радіодоступу є подолання трьох принципових проблем застосування радіотехнологій:

-підвищення стабільності передавання інформаційних сигналів в умовах природної нестабільності процесу поширення радіохвиль, особливо, в застосуваннях мереж радіодоступу для рухомого зв'язку;

-підвищення спектральної ефективності мереж радіодоступу, тобто підвищення інформаційної пропускної спроможності персональної радіолінії при наявному радіочастотному ресурсі, що може бути виділений для мереж радіодоступу , та при наявному співвідношенні потужності сигналу до потужності шумів і завад;

-освоєння все більш високочастотних діапазонів радіохвиль для подолання як наявного, так і майбутнього дефіциту радіочастотного ресурсу.

Досліджено еволюцію мереж радіодоступу на прикладі технологій GSM, CDMA, WCDMA (UMTC), Wi-MAX, LTE.

Технологія LTE - це технологія побудови універсальних мереж радіозв'язку, яка базується на IP-технології, але відрізняється більш високими швидкостями передавання даних від існуючих стільникових систем, у тому числі й від системи WCDMA.

LTE забезпечує ширину смуги пропускання, яка може варіюватися від 1,4 до 20 Мгц, що дозволяє задовольнити потребам різних операторів зв'язку, що володіють різними смугами пропускання. При цьому обладнання LTE повинне одночасно підтримувати не менше 200 активних з'єднань (тобто 200 телефонних дзвінків) на кожну 5-МГц чарунку. LTE покращує ефективність використання радіочастотного спектру, тобто зросте об'єм даних, переданих в заданому діапазоні частот. LTE дозволяє досягти значних швидкостей передачі даних - до 50 Мбіт/с для висхідного з'єднання (від абонента до базової станції) і до 100 Мбіт/с для низхідного з'єднання (від базової станції до абонента) (у смузі 20 МГц). При цьому забезпечується підтримка з'єднань для абонентів, які рухаються з швидкістю до 350км/г. Зона покриття однієї БС - до 30 км. в штатному режимі, але можлива робота з чарунками радіусом більше 100 км. Підтримуються багатоантенні системи MIMO.

Радіоінтерфейс LTE розглядається як рішення, на яке оператори поступово переходитимуть з нинішніх систем стандартів 3GPP і 3GPP2, а його розробка є важливим етапом в процесі переходу до мереж четвертого покоління 4G.

В технології LTE передбачено два типи радіокадрів. Тип 1 призначений для організації частотного розділення дуплексних каналів. При використанні даного радіокадру можливо створення як повнодуплексного режиму зв'язку, так і напівдуплексного. Радіокадр типу 1 складається з 20 часових слотів (тривалістю 0,5 мс), що нумеруються від 0 до 19. Два суміжні часові слоти утворюють субкадр (рис.1).



Рис.1. Структура кадру LTE при частотному розділенні дуплексних каналів

При функціонуванні у повнодуплексному режимі радіокадри у висхідному та низхідному каналах передаються паралельно, але з обумовленим в стандарті часовим зсувом.

Радіокадр типу 2 (рис. 2) призначений для організації часового дуплексного розділення каналів. Він складається з двох напівкадрів тривалістю по 5 мс. Кожен напівкадр включає 5 субкадрів тривалістю 1 мс. Стандарт передбачає два цикли часового дуплексування - 5 і 10 мс. У першому випадку 1-й та 6-й субкадри ідентичні і містять службові поля DWPTS, UPPTS та захисний інтервал GP.

Рис. 2. Структура кадру LTE при часовому розділенні дуплексних каналів

При 10-мс циклі шостий субкадр використовується для передачі даних в низхідному каналі. Нульовий і п'ятий субкадри, а також поле DWPTS завжди відносяться до низхідного каналу, а другий субкадр і поле UPPTS- до висхідного.

У LTE використовується модуляція OFDM, яка передбачає передачу широкосмугового сигналу за допомогою незалежної модуляції вузькосмугових несучих:

Sk(t) = ak·sin [2р (f0 + k?f)],

розташованих з певним кроком по частоті ?f (15 кГц). Один OFDM-символ містить набір модульованих несучих.

Порівняльний аналіз існуючих технологій радіодоступу показав, що технологія LTE задовольняє умовам мережі доступу в концепції мережі наступного покоління і може бути основою створення мереж мобільного зв'язку 4-го покоління.

Визначено необхідність вдосконалення протоколів управління мережею LTE для забезпечення узгодженої взаємодії з мережами, функціонуючими за технологіями з комутацією пакетів та комутацією каналів. Визначено необхідність вдосконалення протоколу управління якістю надання послуг за умови забезпечення необхідного рівня мобільності абоненту мережі LTE.

У другому розділі досліджено ситуації, при яких складаються умови, що відповідають оптимальному когерентному та некогерентному методам обробки прийому багатопозиційних сигналів і визначено завадостійкість систем OFDM, які реалізують ці методи прийому.

В розділі розглянуто одержання алгоритмів оптимального некогерентного прийому сигналів для фазорізницевої модуляції (ФРМ) першого порядку (інформаційним параметром є різниця фаз між двома сусідніми посилками) і фазорізницевою модуляцією високих порядків ФРМ-1, ФРМ-2 (інформаційним параметром є різниця фаз між трьома, чотирма і т.д. сусідніми посилками). Згідно загальної теорії оптимального прийому система нерівностей (1) є найбільш загальним видом алгоритму оптимального некогерентного прийому сигналів із ФРМ-1, придатна для реалізації при будь-якому наборі інформаційних різниць фази: .



Зміст одержаного алгоритму (1) полягає в наступному - у демодуляторі обчислюються косинуси кутів, котрі представляють різниці між: 1) кутом між векторами двох сусідніх прийнятих посилок сигналу і 2) усіма дозволеними кутами між векторами двох сусідніх переданих посилок сигналу. При цьому перевага надається тому із допустимих кутів (альтернатив), для котрого вказаний косинус максимальний (тій різниці фази, яка найближча до прийнятої). Особливість оптимального некогерентного прийому проявляється у тому, що кут між векторами сусідніх посилок сигналу обчислюється через їх проекції на два взаємно ортогональних коливання (квадратурний прийом). Користуючись (1) при однократній ФРМ-1 з різницями фази одержуємо

тобто переданий двійковий символ

В розділі реалізовано синтез алгоритмів оптимального некогерентного прийому сигналів із ФРМ, ФРМ-1 та ФРМ-2, які проведено за загальним алгоритмом оптимальної некогерентної обробки (1). Представлено дослідження оптимального некогерентного прийому при однократній ФРМ-2. В даному випадку тривалість інтервалу обробки сигналу дорівнює трьом посилкам (), так як передана друга різниця фаз в загальному випадку визначається не менш ніж трьома посилками сигналу. Всі можливі варіанти сигналу з ФРМ-2 на трьох посилках і підставимо в (1). При цьому перша з трьох посилок є відліковою і має довільну, але однакову для усіх варіантів початкову фазу. При однократній ФРМ-2 з другими різницями фази 0 або на трьох посилках мають місце чотири варіанти сигналу, котрі можна записати в наступному компактному виді:

Кожному з чотирьох сигналів у (4) відповідає зазначене значення другої різниці фази. Підставивши (4) у (1) і скористаємося позначеннями:

одержимо, що в шуканому демодуляторі повинні обчислюватися наступні чотири величини:

Рішення приймається: коли найбільшою є або , то переданою вважається різниця фаз ; якщо ж найбільшою є або - передана . Схема демодулятора, що відповідає синтезованому алгоритму, представлена на рис. 1. Схема крім звичайних для некогерентних демодуляторів кореляторів, генератора опорних коливань з довільною фазою і ліній затримки, містить формувач величин ,, і , що задовольняє алгоритму (5) або (6), і схему порівняння. Остання виносить рішення про переданий двійковий символ. Для здійснення строго оптимального некогерентного прийому в даному демодуляторі частота опорного коливання повинна співпадати з несучою частотою прийнятого сигналу, тобто цей демодулятор, неінваріантний до частоти сигналу, і його завадостійкість зменшується при зсувах частоти. Чудова властивість алгоритму (6) і демодулятора за схемою рис. 3, полягає в тому, що при відсутності розстройки частоти завадостійкість демодулятора вища завадостійкості оптимального некогерентного демодулятора сигналів із ФРМ-1 і майже не відрізняється від завадостійкості когерентного демодулятора сигналів з однократною ФРМ-1. Це дозволяє зробити висновок про збільшення завадостійкості при подовженні інтервалу оптимальної некогерентної обробки безнадлишкових сигналів. Синтез оптимальних некогерентних алгоритмів обробки сигналів із трьохкратною ФРМ-2 і вищої кратності ускладнюється: алгоритми досить громіздкі і схеми демодуляторів складніші.

У зв'язку з цим інтерес представляють субоптимальні алгоритми некогерентного прийому сигналів із ФРМ-2, деякі з них мало уступають оптимальним за завадостійкістю, але в реалізації значно простіші. Один з методів побудови субоптимальних некогерентних алгоритмів сигналів із ФРМ-2 будь-якої кратності: множина рішень на виході оптимального некогерентного демодулятора сигналів із ФРМ-1 (дозволена множина перших різниць фази) створює алгебраїчне кільце порядку , яке можна зрівняти з ізоморфним кільцем цілих чисел від 0 до . Тобто, визначення переданого варіанту другої різниці фази можна здійснити шляхом обчислення різниці (по модулю ) двох - них чисел, що послідовно з'являються на виході вказаного демодулятора ФРМ-1. Відповідна схема демодулятора представлена на рис. 4, в яку входять оптимальний некогерентний демодулятор сигналів із ФРМ-1, пристрої пам'яті на термін однієї посилки і відліку по модулю . Число залежить від кратності модуляції і мінімального значення допустимої

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4. Некогерентна обробка сигналів з ФРМ-2

різниці фази : якщо то - , якщо то - .

В розділі досліджено автокореляційні методи. Як відомо, автокореляційні методи найбільш доцільно використовувати на каналах зв'язку з низькою якістю характеристик. Сигнали і S2(t) вважаються сигналами невідомої форми, якщо відсутня будь-яка інформація про коефіцієнти . При цьому відомі базисні функції (ортонормовані функції): система ортонормованих функцій визначає підпростір можливих форм сигналу , а система ортонормованих функцій - відповідно S2(t). Розглянуто випадок, коли відомі підпростори очікуваних сигналів, які визначаються відповідним набором базисних функцій і інтервалом часу їх існування. Якщо відомі розподіли коефіцієнтів і , то для синтезу оптимального алгоритму прийому сигналів і S2(t) використовується звичайне правило максимальної правдоподібності; якщо ж розподіли і невідомі - то за правилом загальної максимальної правдоподібності, відповідно до якого з двох можливих варіантів ( або S2(t)) вибирається той, для якої більший максимум функції правдоподібності. мережа ранжування завадостійкість сигнал

Для випадку сигналів з однаковою енергією, коли відомо, що , то алгоритм формулюється в такий спосіб: вважається переданим сигнал , якщо



і сигнал S2(t) у протилежному випадку. Алгоритм (7) можна представити в виді:

де і частини прийнятого сигналу, що знаходяться в підпросторах і . Зміст отриманого алгоритму заключається в наступному: необхідно обчислити енергію сигналу, прийнятого в підпросторах першого і другого варіантів сигналу, вважати переданим той варіант, у підпросторі якого обчислена енергія більша. Алгоритми прийому (7) і (8) називають енергетичними або автокореляційними, при їх використанні в приймачі обчислюється згортка прийнятого сигналу з самим собою при тому або іншому часовому зсуві (у (8) цей зсув дорівнює нулю). Ці алгоритми справедливі при різних видах модуляції сигналу, причому для одержання відповідного часткового алгоритму варто підставити в (7) базисні функції, що відповідають даному виду модуляції. Автокореляційні демодулятори сигналів із ФРМ-1 привертають увагу надзвичайною простотою, але потрібно враховувати, що потенційно автокореляційні демодулятори уступають за завадостійкостю когерентним і оптимальним некогерентним. При передачі цифрової інформації різними каналами зв'язку виникає великий ряд ситуацій, при яких приймач обробляє сигнали з невідомою або неточно відомою частотою несучого коливання - канали з невизначеною частотою сигналу. Таким каналам і ситуаціям адекватний автокореляційний метод прийому при використанні сигналів із ФРМ другого порядку.

При дослідженні автокореляційного прийому сигналу з багатократною ФРМ користуються тими ж методами обробки. При переході від однократної ФРМ до двократної з незмінною швидкістю передачі завадостійкість зменшується незначно, але майже вдвічі скорочується смуга частот при незначних енергетичних втратах.

Проведено дослідження методів обробки багатопозиційних фазомодульованих сигналів, котрі найчастіше використовуються в системах цифрового зв'язку та запропоновано універсальні методи когерентного прийому багатопозиційних АФМ і АФРМ сигналів в системах OFDM з ортогональними сигналами. Здійснено синтез оптимального алгоритму квазікогерентної обробки багаточастотних групових сигналів, розроблено конкретні алгоритми когерентної обробки перспективних шістнадцятипозиційних сигналів з АФМ, орієнтованих на цифрову реалізацію.

Як відомо, алгоритм оптимального демодулятора полягає в обчисленні відстані між прийнятим сигналом і варіантами переданого сигналу та у виборі варіанта з найменшою відстанню. Якщо позначити через проекції j -го варіанту переданого сигналу (j=1,2,...,т) на два взаємоортогональні опорні коливання з довільною фазою, а через і - проекції n-ої посилки прийнятого сигналу на ті ж опорні коливання, то вищевказану відстань можна представити як:

,

і, отже, номер переданого сигналу

.

Для реалізації алгоритму (10) необхідно за проекціями прийнятого сигналу на деякій множині посилок оцінити значення для усіх варіантів сигналу. Алгоритми оцінювання базуються на усередненні тих чи інших параметрів сигналу. При цьому в якості усереднених величин варто вибирати деякі перетворення вихідних параметрів , котрі були б інваріантні до номера передавального сигналу. Такими інваріантними перетвореннями є, зокрема, приведені до одного з варіантів проекції прийнятого сигналу. Для обчислення ефективних оцінок проекцій варіантів сигналу , скористаємося методом приведення та усереднення проекцій прийнятого сигналу. В якості величин усереднення виберемо для визначеності проекції першого варіанта сигналу, тобто величини . До них будемо приводити інші величини прийнятого сигналу в процесі підстроювання по інформаційному сигналу. Якщо прийнятий сигнал містить на інтервалі N посилок сигналу у суміші з гаусівським шумом, то, як відомо, максимально правдоподібні оцінки цих величин і рівні:

,

де і - величини проекцій на інтервалі -ї посилки. З них можна сформувати незміщені та ефективні оцінки проекцій всіх інших варіантів сигналу, що входять в оптимальний алгоритм (10). У випадку відсутності синхросигналу необхідно усереднювати не проекції прийнятого сигналу, а приведені проекції. При цьому операція приведення полягає в перетворенні прийнятих проекцій до проекцій, наприклад, першого варіанту сигналу з використанням прийнятого рішення про переданий зразок сигналу. Тоді приведені проекції і прийнятого сигналу на -ій посилці обчислюються через прийняті проекції і за формулами:

,

де - різниця фаз між варіантом сигналу, на користь якого в демодуляторі прийнято рішення на п -ій посилці і першому варіанту сигналу, - амплітуда сигналу, на користь якого в демодуляторі прийнято рішення на п -ій посилці. Далі, як і в алгоритмі прийому по синхросигналу, величини (12) усереднюються:

,

Відмінність алгоритму (13) від (11) полягає ще й в тому, що в (11) усереднення проводиться на інтервалі синхросигналу, а в (13) - на "плинному" інтервалі в N посилок, які передують оброблюваному сигналу в даний момент. За величинами (13) далі визначаються оцінки проекцій усіх варіантів сигналу за наступними формулами:

.

При обчисленні оцінок за співвідношенням (14) немає необхідності в апріорних даних про середню потужність надходжуваного сигналу, тому що в цей алгоритм входять тільки відношення амплітуд. Таким чином, співвідношення (10), (13) і (14) дають повний алгоритм когерентної обробки довільних багатопозиційних сигналів з амплітудно-фазовою модуляцією. На основі цього універсального алгоритму в роботі отримано алгоритми когерентної обробки ефективних систем конкретних багатопозиційних сигналів. Здійснено моделювання багаточастотного модему.

У третьому розділі досліджуються проблеми на різних етапах обробки виявлення сигналу на фоні завад, проведено аналіз методів статистичної обробки та представлено рішення задач виявлення сигналів в умовах апріорної невизначеності, розроблено алгоритм виявлення сигналів на фоні завад.

Задача обробки інформації (ОІ) - це виявлення моменту зміни (чи появи) вхідного сигналу (зміна рівня сигналу, зміна частоти, поява імпульсного сигналу та ін.). Зовнішні завади спотворюють вхідний сигнал, тому виділити його можна на основі статистичних розходжень між завадою і сумішшю . Додаткові завади , що спотворюють вхідний сигнал в обладнанні телекомунікаційних систем (ТС), вносяться при перетворенні сигналу до введення в цифрове обладнання обробки. Алгоритм функціонування обладнання ТС має три етапи ОІ: первинний, вторинний і третинний (комплексний). Такий розподіл на етапи обробки є умовним, але зручним з погляду формулювання часткових критеріїв ефективності, він відбиває структуру більшості обладнання ТС обробки сигналів у реальному часі. Найбільш складним при розробці структури і програмного забезпечення обладнання ТС є етап первинної обробки сигналів, тому що при проектуванні обладнання ТС часто відсутні точні відомості про характер завад, котрі змінюються. Однією з основних проблем, що виникають, є забезпечення стійкості параметрів первинної обробки до виду і характеру випадкових завад. В розділі досліджено цю проблему, яка вимагає розробки відповідного алгоритмічного забезпечення систем первинної обробки, що враховує новітні технології.



Рис. 5. Структура вхідної інформації в обладнанні обробки інформації: ДС - давач сигналу; ПП - підсилювач-перетворювач вхідного сигналу;

АЦП - аналого-цифровий перетворювач (перетворювач вхідної інформації для обробки в обладнанні ОІ); , - завади передавання сигналу у вхідних ланцюгах, , - завади пристроїв підсилення і перетворення сигналу

Досліджено різні методи статистичної обробки: оптимальні, адаптивні, некласичні методи оптимізації, котрі побудовані на принципах незміщеності, інваріантності, подібності тощо. Проведено дослідження використання непараметричних методів, коли функціональний вид розподілу вхідних даних невідомий, а задано - лише загальні відмінності між ситуаціями наявності і відсутності сигналу. В непараметричних методах головний акцент ставиться не на оптимізації характеристик системи, а на забезпеченні їх нечутливості до умов функціонування, тобто рівень - хибних тривог інваріантний щодо функціонального виду розподілу завади. Особливої уваги заслуговують рангові методи обробки виявлення сигналу. Ранги за своєю суттю є дискретними величинами, що приймають до того ж цілочисельні значення. Для їх обчислення використовують найпростіші операції типу порівняння і підсумовування. Формально процедуру обчислення рангу можна представити у вигляді:

.

До визначення рангів (15) можна прийти в такий спосіб. Припустимо, що вид інваріантного перетворення S заздалегідь не обмежується, а розглядається задача вибору оптимального S, що за заданими інваріантними властивостями забезпечує і найкращу якість виявлення сигналу. При апріорі відомому спільному розподілі вхідних вибіркових значень зазначеній вимозі задовольняє нелінійне перетворення виду

,

або будь-яка монотонна функція від нього. В даному випадку - інтегральний розподіл i-го елемента вибірки, обчислений за умови, що перші елементів фіксовані і сигнал відсутній.

Якщо розподіл вибірки збігається з правою частиною виразу (16), коли відсутній сигнал, то розподіл перетворених вибіркових значень є рівномірним у гіперкубі з одиничним ребром:

Оскільки для неперервних розподілів перетворення (16) зворотне, то воно не пов'язано з втратами інформації. Отже, результат оптимальної обробки перетвореної вибірки Z тотожно збігається з відношенням правдоподібності вихідної вибірки X, тобто .

Відмінність лише в тому, що визначають у два етапи: на першому етапі обчислюють перетворення (16), на другому - перетворення . Труднощі виконання такого інваріантного перетворення полягають в наступному: в умовах непараметричної апріорної невизначеності вид розподілу завади невідомий. У такому разі можемо замінити у перетворенні (16) точне значення розподілу його оцінкою . Якщо оцінка можлива, то таке наближене перетворення, принаймні, асимптотично має ті ж інваріантні властивості з такою ж завадостійкістю, що і точне перетворення (16). Але для його здійснення вид розподілу завади знати не обов'язково. У даний час немає досить ефективних і прийнятних методів прямої оцінки багатомірного розподілу. У зв'язку з цим доцільна така організація вхідної вибірки, при якій її елементи статистично незалежні. У цьому випадку перетворення (16) приймає вид

,

де в правій частині є одномірна інтегральна функція розподілу i-го елемента вибірки при відсутності сигналу.

Якщо функція розподілу не залежить від номера i вибіркового значення (вибірка статистично однорідна), то її оцінкою є так званий емпіричний розподіл

,

який аналогічний відомому в радіотехніці статистично середньому часу перебування процесу під порогом х. Підстановка виразу (19) у формулу (18) приводить до інваріантного перетворення

,

яке з точністю до константи збігається з визначенням рангу (15). Тому можемо зробити висновок, що при і відсутності сигналу, ранжування асимптотично еквівалентно перетворенню (18). Звідси випливають всі основні властивості рангів і рангових статистик.

Ранжування має інваріантні властивості, подібні до властивостей перетворення (18): ранги, обчислені за вибіркою з довільним неперервним розподілом, що задовольняє рівності (15), розподілені по рівномірному закону. Варто зазначити, що рівномірний розподіл справедливий при будь-якому обсязі вибірки п, тобто похибка оцінювання функції розподілу за значенням п не впливає на інваріантні властивості рангів. Потім, з асимптотичної еквівалентності рангів і перетворення (18) випливає, що при великих обсягах вибірки можна наближено вважати

причому точність (20) росте зі збільшенням п.

Якщо вид розподілу вхідної вибірки відомий, то вираз (20) можна перетворити:

,

де - функція, обернена до інтегральної функції розподілу .

Отже, при збільшенні п втрати інформації за рахунок ранжування асимптотично зменшуються і у межах вхідну вибірку можна відновити.

Таким чином, вибір способу ранжування в значній мірі залежить від прийнятої процедури формування вибіркових масивів, котрі містять досліджувану (“сигнальну”) Х і опорну (“завадову”) Y вибірки. Синтез рангових виявників зводиться до організації масивів Х та Y. Вибір процедури формування досліджуваного і опорного масивів проводиться евристично.

Синтез методів виявлення сигналу показує, що представлений перелік інваріантних перетворень не є вичерпним, але підтверджує неоднозначність вибору перетворень масиву S.

Встановлено, що гнучкість процедури ранжування забезпечує можливість вирішення широкого кола задач виявлення сигналів в умовах апріорної невизначеності. Проаналізовано унікальну особливість рангів порівняно з непараметричними перетвореннями інших типів. Критерієм вибору є не тільки дослідження заданих інваріантних властивостей рівня неправдоподібних тривог до виду розподілу, але що надто важливо - максимально можливе зберігання інформації про сигнал, що дає змогу практично повного відновлення вихідної інформації, тобто високу ефективність виявлення сигналу. Процедура ранжування забезпечує можливість вирішення широкого кола задач виявлення сигналів в умовах апріорної невизначеності. Унікальною особливістю рангів у порівнянні з непараметричними перетвореннями інших типів є можливість практично повного відновлення вихідної інформації.

ВИСНОВКИ

Сукупність наукових положень сформульованих та обґрунтованих в дисертаційній роботі складає вирішення науково-технічного завдання з вдосконалення методів оптимального прийому багатопозиційних сигналів LTE.

В дисертаційній роботі отримано такі теоретичні та науково-практичні результати:

1. Проведено аналіз тенденцій розвитку інфокомунікаційних мереж в Україні. Визначено загальні вимоги до перспективних мереж наступного покоління.

2. Проведено порівняльний аналіз існуючих технологій радіодоступу: СDMA, WiMax, LTE. В результаті проведеного аналізу зроблено висновок, що технологія LTE задовольняє умовам мережі доступу в концепції мережі наступного покоління і може бути основою створення мереж мобільного зв'язку 4-го покоління.

3. Визначено необхідність вдосконалення протоколів управління мережею LTE для забезпечення узгодженої взаємодії з мережами, функціонуючими за технологіями з комутацією пакетів та комутацією каналів.

4. Визначено необхідність вдосконалення протоколу управління якістю надання послуг за умови забезпечення необхідного рівня мобільності абоненту мережі LTE.

5. При дослідженні методики синтезу алгоритмів оптимального некогерентного прийому сигналів із ФРМ-1, одержано, що демодулятор незначно (менш 1 дБ) уступає по завадостійкості ідеальному когерентному демодулятору для двійкових сигналів, але при цьому не вимагає відомостей про початкову фазу і простіший за схемою.

6. Розроблено універсальний алгоритм оптимального прийому багатопозиційних АФМ сигналів в багатоканальних модемах із взаємоортогональними сигналами, що базується на максимально правдоподібному оцінювані варіантів сигналу.

7. Розроблено конкретні алгоритми когерентної обробки ефективних систем багатопозиційних сигналів.

8. За допомогою статистичного моделювання на ПЕОМ знайдено характеристики завадостійкості розроблених алгоритмів в залежності від тривалості інтервалу усереднення оцінюваних параметрів.

9. Надано пропозиції щодо вибору оптимального багатопозиційного сигналу для каналу зв'язку з визначеним відношенням сигнал/шум. Визначено, що завадостійкість розробленого алгоритму когерентного прийому сигналів з плинно змінними параметрами наближена до потенційного при тривалості усереднення більше 20 посилок.

10. Досліджено, що гнучкість процедури ранжування забезпечує можливість вирішення широкого кола задач виявлення багатопозиційних сигналів в умовах непараметричної апріорної невизначеності.

11. Досліджено рішення задачі мінімізації помилкових тривог за допомогою ранжування. Проаналізовано унікальну особливість рангів порівняно з непараметричними перетвореннями інших типів. Критерієм вибору є не тільки дослідження заданих інваріантних властивостей рівня неправдоподібних тривог до виду розподілу, але і максимально можливе зберігання інформації про сигнал, що дає змогу практично повного відновлення вихідної інформації, тобто високу ефективність виявлення сигналу. Ще однією перевагою є - ранги за своєю суттю є дискретними величинами, що приймають цілочисельні значення, тому для їх обчислення вимагаються найпростіші операції типу порівняння і підсумовування.

12. Розроблено алгоритм оптимального прийому багатопозиційних сигналів на фоні завад за допомогою рангових методів в умовах апріорної невизначеності.

Представлені дослідження, розроблені методики охоплюють новітні технологічні рішення, дозволяють здійснювати з визначеною вірогідністю цифрову передачу інформації високоефективними системами зв'язку і доцільні до впровадження на сучасних комплексах та системах зв'язку.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ НАУКОВИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Кривуца В.Г., Беркман Л.Н., Колобов О.С., Олійник В.В. Підходи до методів розрахунку параметрів систем управління мережами майбутнього - FGN // Зв`язок. - 2009, №4(88). - С.2 - 5.

2. Кривуца В.Г., Беркман Л.Н., Олійник В.В. Дослідження методів оптимізації інфокомунікаційних мереж у критичних ситуаціях// Зв`язок. - 2010, №4(92). - С. 2 - 5.

3. Гордиенко С.Б., Гордиенко С.С., Олейник В.В. Технология LTE - возможность создания широкополосных высокоскоростных сетей мобильной связи //Зв`язок. - 2010, №3(91). - С. 22-24.

4. Варфоломеєва О. Г., Колобов С.О., Олійник В.В. Деякі підходи до вирішення завдання відновлення функціонування телекомунікаційної мережі // “Радиотехника” Всеукраинский межведомственный научно-технический сборник, выпуск 163. - Харьков: ХНУРЭ.-2010. - , С.20 - 25.

5. Чумак О.І., Григорович В.В., Єфремов О.С., Олійник В.В. Використання методів формування сигналів в системах OFDM в навчальних програмах дисциплін фахової підготовки // Матеріали VІІ науково-методичної конференції ДУІКТ “Сучасні тенденції розвитку технологій в інфокомунікаціях та освіті”. Харків, 26-28 листопада 2010. - С. 539 - 543.

6. Гордиенко С.Б., Гордиенко С.С., Олейник В.В. Технология LTE - возможность создания широкополосных высокоскоростных систем мобильной связи //Матеріали міжнародної науково-практичної конференції "Актуальні питання регулювання у сфері телекомунікацій та користування радіочастотним ресурсом" - 2010, - С. 24-26.

7. Олійник В.В., Гресько Ю.В., Дещинський П.Ю. Перспективи розвитку мереж зв'язку //Матеріали міжнародного науково-практичного симпозіуму "Нові технології в телекомунікаціях" -ДУІКТ-Карпати- 2010, - С. 10-11.

8. Олійник В.В., Гресько Ю.В., Дещинський П.Ю. Перспективи розвитку мереж зв'язку //Матеріали міжнародного науково-практичного симпозіуму "Нові технології в телекомунікаціях" -ДУІКТ-Карпати- 2010, - С. 10-11.

9. Варфоломеєва О. Г., Колченко В.О., Олійник В.В. Про деякі проблеми інтеграції послуг безпеки в архітектуру управління телекомунікаційними мережами//Матеріали міжнародного науково-практичного симпозіуму "Нові технології в телекомунікаціях" -ДУІКТ-Карпати- 2011, - С. 93-94.

10. Гордієнко С.Б., Гордієнко С.С., Олійник В.В., Богуш В.В. Навчальний посібник для студентів за напрямом "Телекомунікації" (гриф МО)//ДУІКТ. - 2010.

АНОТАЦІЇ

Олійник В.В. Вдосконалення методів оптимального прийому багатопозиційних сигналів LTE

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.12.02 - Телекомунікаційні системи і мережі. - Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій, Київ, 2011.

Дисертацію присвячено дослідженню методів надійної цифрової передачі інформації з використанням систем OFDM і технології LTE з метою створення високоефективних конвергентних інфокомунікаційних мереж, а також рішенню науково-технічних задач та розробці алгоритмів оптимальної обробки багатопозиційних сигналів з амплітудно-фазовою модуляцією в системах OFDM з ортогональними сигналами. Визначено, що використання систем OFDM з ортогональними сигналами забезпечує властивості інваріантності до випадкових збурень. Досліджено: способи модуляції, які впливають на швидкість і надійність цифрової передачі; системи багатопозиційних сигналів, на базі котрих можна досягнути швидкості передачі інформації близької до пропускної спроможності каналів зв'язку. Проведено аналіз ситуацій, при яких складаються умови, що відповідають оптимальному некогерентному та автокореляційному методам обробки прийому багатопозиційних сигналів, визначено завадостійкість демодуляторів, які реалізують ці методи прийому. Запропоновано універсальний алгоритм оптимального когерентного прийому багатопозиційних АФМ і АФРМ сигналів в системах OFDM з ортогональними сигналами і розроблено конкретні алгоритми когерентної обробки ефективних систем багатопозиційних сигналів. Надано пропозиції щодо вибору оптимального багатопозиційного сигналу для каналу зв'язку з визначеним відношенням сигнал/шум. Розроблено алгоритм оптимального прийому багатопозиційних сигналів на фоні завад за допомогою рангових методів в умовах апріорної невизначеності.

Отримані результати дозволяють здійснити з визначеною вірогідністю цифрову передачу інформації з використанням систем OFDM, котрі ефективно підвищують показники якості каналів зв`язку різнорідних телекомунікаційних мереж і доцільні до впровадження.

Ключові слова: мережа, системи OFDM, багатопозиційні сигнали, завадостійкість, модуляція, оптимальний, ранжування, когерентна обробка, LTE.

Олейник В.В. Усовершенствование методов оптимального приема многопозиционных сигналов LTE

Диссертация на получение ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.12.02 - Телекоммуникационные системы и сети. - Государственный университет информационно-коммуникационных технологий, Киев, 2011.

Диссертация посвящена исследованию методов надежной цифровой передачи информации с использованием систем OFDM и технологии LTE с целью создания высокоэффективных конвергентных инфокоммуникационных сетей, а также решению научно-технических задач и разработке алгоритмов оптимальной обработки многопозиционных сигналов с амплитудно-фазовой модуляцией в системах OFDM с ортогональными сигналами. Определено, что использование систем OFDM с ортогональными сигналами обеспечивает свойства инвариантности к случайным возмущениям. Исследованы способы модуляции, которые влияют на скорость и надежность цифровой передачи; системы многопозиционных сигналов, на базе которых можно достичь скорости передачи информации близкой к пропускной способности каналов связи. Проведен анализ ситуаций, при которых складываются условия, которые отвечают оптимальному некогерентному и автокорреляционному методам обработки приема многопозиционных сигналов, определена помехоустойчивость демодуляторов, которые реализуют эти методы приема. Предложен универсальный алгоритм оптимального когерентного приема многопозиционных АФМ и АФРМ сигналов в системах OFDM с ортогональными сигналами и разработаны конкретные алгоритмы когерентной обработки эффективных систем многопозиционных сигналов. Предоставлены предложения относительно выбора оптимального многопозиционного сигнала для канала связи с определенным отношением сигнал/шум. Разработан алгоритм оптимального приема многопозиционных сигналов на фоне помех с помощью ранговых методов в условиях априорной неопределенности. Решена задача минимизации ошибочных тревог с помощью ранжирования. Критерием выбора является не только исследование заданных инвариантных свойств уровня ложных тревог к виду распределения, но и максимально возможное хранение информации о сигнале, который дает возможность практически полного возобновления исходной информации, то есть высокую эффективность выявления сигнала. Полученные результаты позволяют осуществить с определенной достоверностью цифровую передачу информации с использованием систем OFDM, которые эффективно повышают показатели качества каналов связи разнородных телекоммуникационных сетей и целесообразные к внедрению.

...