Введение к работе
Актуальность темы исследования. В современных условиях на внутренних водных путях (ВВП) Российской Федерации имеет место увеличение интенсивности движения как «речных» судов, так и судов смешанного «река-море» плавания. Несомненно, указанные тенденции существенно сказываются на решении задачи обеспечения безопасности судоходства на ВВП РФ. Учитывая современный уровень развития технологий на водном транспорте России, решение указанной задачи может быть получено путем внедрения в отрасли современных комплексов и систем, строящихся на основе инфоком-муникационных и телекоммуникационных технологий, причем такими комплексами должна оснащаться как береговая инфраструктура, так и суда. В рассматриваемом случае особое место занимает автоматизированная идентификационная система (АИС). Данная система успешно внедряется на ВВП России, особенно на единой глубоководной системе Европейской части (ЕГС ЕЧ) ВВП РФ. Однако, здесь необходимо отметить, что в отличие от морских районов эксплуатация АИС подобных систем на ВВП проходит в более жестких условиях с точки зрения влияния на полезный сигнал помех различного характера. Таким образом, задача повышения помехозащищенности сигналов указанной системы, на ЕГС ЕЧ ВВП РФ, представляется актуальной научной задачей.
Степень разработанности темы. Исследования, проведенные в рамках диссертационной работы, строятся на использовании статистической теории помехоустойчивости, теории потенциальной помехоустойчивости, корреляционном и системном анализе и др. Указанные теории и методы имеют достаточно высокую степень проработанности и достоверности и детально изложены в фундаментальных трудах многих выдающихся отечественных и зарубежных ученых В. А. Котельников, Л. М. Финк, А. А. Харкевич, Л. К. Ва-ракин, А. А. Сикарев, Ф. Ланге, Д. Миддлтон, Р. Л. Стратанович и других. Особое внимание в работе было уделено весьма конструктивному решению на основе использования коэффициента взаимного различия (КВР), позволяющему повысить эффективность помехоустойчивости, описанному в работах профессора А.А. Сикарева.
Объектом исследования работы является адаптивная функционально устойчивая АИС, судов внутреннего водного транспорта России.
Предметом исследования является согласованная фильтрация сигналов сложной структуры для обеспечения функциональной устойчивости адаптивных АИС.
Цель диссертационной работы заключается в повышении помехоустойчивости АИС эксплуатируемых на ЕГС ЕЧ ВВП РФ путем исследования возможностей и способов вариации структуры современных параллельных сложных сигналов (СС) при воздействии на полезный сигнал АИС взаимных помех (ВП).
Методы исследования базируются на исследовании и синтезе практического инструментария для различных вариаций согласованной фильтрации
(СФ) параллельных сложных сигналов (СС) АИС при обеспечении процесса адаптации.
При решении задач поставленных диссертационным исследованием использовались современные методы системного анализа, методы решения многопараметрических стохастических задач, математической статистики, теория математического моделирования, теория управления и др.
Научная новизна диссертации. Найдены алгоритмы расчета помехоустойчивости информационных каналов АИС при использовании СС и влияние ВП. Конструктивные алгоритмы и способы вариации структуры СС для повышения помехозащищенности АИС при воздействии ВП, алгоритмы для процедур перестройки канала по значению g02rj , j=1,2,...,N, процедуры согласования алгоритма выбора рабочего канала, с процедурой оптимизации структуры используемого сигнала.
Практическая значимость. Проведено исследование и разработан практический инструментарий для различных способов вариации СФ современных параллельных СС при обеспечении процесса адаптации. Рассмотрены и предложены решения и рекомендации для построения СФ: на адаптивных многополюсных фильтрах (АМСФ), адаптивных поликорреляционных фильтров (АПФ), адаптивных трансверсальных фильтров (АТФ) для различных СС.
Положения, выносимые на защиту:
-
Методы построения и основные принципы функционирования речных адаптивных функционально устойчивых АИС в условиях шумов и взаимных помех.
-
Алгоритмы и методики расчета помехоустойчивости информационных каналов АИС с СФ при использовании СС и ВП для когерентного и некогерентного приема.
-
Алгоритмы и способы реализации единых адаптивных многополюсных СФ для структуры современных параллельных сложных сигналов при воздействии взаимных помех в различных ортонормированных базисах.
-
Методика оценки ЭМЗ АМСФ при использовании в адаптивных АИС параллельных сложных сигналов. Личный вклад. Все результаты, излагаемые в диссертационной работе,
получены автором самостоятельно.
Достоверность полученных научных положений подтверждается: системностью проведенного в работе исследования и решения, корректно сформулированных задач, использованием известного апробированного математического аппарата, специальных, формальных и неформальных методов, выбором корректных, полных и объективных исходных данных, проведением анализа сходимости результатов компьютерного моделирования, корректностью, не противоречивостью и достаточным совпадением результатов теоретических расчетов с данными, полученными в ходе известных натурных изысканий, выполненных известным учеными в данной предметной области и опубликованными в общедоступных источниках.
Публикации. Основные результаты интеллектуальной деятельности (РИД) положения, рекомендации и выводы диссертационной работы изложены и опубликованы в 9 статьях, из которых 5 статей в изданиях, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией Министерства образования и науки Российской Федерации.
Апробация. Конференции
Основные положения и результаты ее выполнения докладывались, обсуждались и были одобрены на: 8-ой Международная научно-практическая конференция, «Технологии 21 века: Проблемы и перспективы развития», (10 февраля 2016г., г. Уфа) и 23-ей Международная научная конференция, «Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения» (15 февраля 2016г., г. Липецк).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов и заключения, содержит 123 страницы текста, 49 рисунков, 9 таблиц. Список использованных источников составляет 118 наименований.