Введение к работе
Актуальность томи. Одним из основных направлений современного развития в нашей стране является создание Единой системы сухопутной подвижной радиосвязи (ЕС СПР). При этом разработка радиотелефонной сети общего пользования Российской Федерации, входящей со -ставной частью в ЕС СПР , йредусматривает переход от традиционных рэдшьнвпс 'сетей с аналоговыми методами модуляции к перспективным созови» системам подвижной радиосвязи (ССЇЇР) с цифровыми методами передачи и обработки информации. Основными направлениями развития цифровых ССПР, включающих стационарные сети передачи сообщений между узловыми, базовыми станциями и системами радиосвязи с под-видными объектами, являются:
* увеличение пропускной способности систем, позволяющей об -
служивать высокую плотность нагрузки до 500 Эрл/м2 и более;
* уменьшение размеров сог с одновременным снижением мощности
передатчиков;
а обеспечение различными видами услуг гак автомобильных абонентов, так и пешеходных;
* увеличение объема и качества предоставляемых услуг;
* обеспечение конфиденциальности передаваемых сообщений.
Важная проблема цифровых ССПР связана с разработкой цифрового
ірадиоішнала для передачи речевых сообщений, цифровых данных и сигналов управления и взаимодействия (СУВ) в- условиях воздействия помех в 'тракте передачи.
Создаггаая в 1991 г. Пан-европейская цифровая система GSM к/.е-еч речепреобразующее устройство, построенное по типу кодеков с ж-яеиут предстеззаяием на скорости 13 кбит/с. Вместе с тем, кодек этой 'спстєкм характеризуется сравнительной сложностью и снижением натураяьяоети ( узнаваемости по голосу ) передаваемых речевых сообщений, приближающим его по этим характеристикам, скорее, к вокодерам. С учетом технических требований к ССПР представляется перспективним применение в них среднескорсстных Качалов на основе разновидностей дельта-модуляции (ДМ).
При этом необходимо учитывать воздействие помех, обусловленных спецификой работы ССПР в УКВ диапазоне и в районах крупных прекг.тдашйс городов. В отличие от достаточно изученных вопросов поуиепьпізгггїз плиния цифровых ошибок при воздействии помех в других системах, проблема повышения точности передачи сообщений в каналах с Д),1 требует дополнительных исследований.
Более эффективное использование радиоспектра в ССПР по сравнению с радиальными системами подвижной радиосвязи достигается усложнением управляющего оборудования и , как следствие, приводит к росту трафика эпизодически передаваемых СУВ. При этом важной задачей является совмещенная передача низкоскоростной цифровой информации СУВ по телефонным каналам на основе ДМ.
Требование конфиденциальности передаваемых речевых сообщений в современных ССПР выдвигает проблему обеспечения маскирования передаваемой информации. Необходимость решения перечисленных и других проблем определила тематику диссертации.
Цель работы. Системное обоснование построения цифровых сред-нескоростных каналов в условиях воздействия помех в тракте передачи с маскированием передаваемой информации при совмещении обмена речевыми сообщениями с эпизодической передачей сигналов управления и взаимодействия в ССПР.
Основные задачи исследования . Достижение цели осуществляется решением взаимосвязанных задач с учетом особенностей используемых цифровых каналов:
-
Развитие принципов системного подхода к выбору типа кодека речевого сигнала для цифровых ССПР по обобщенному показателю на основе регрессионной зависимости между частными техническими характеристиками сравниваемых вариантов.
-
Разработка и исследование вариантов совмещенной передачи СУВ и информационных сообщений в ССПР при использовании деухлара-метрической модуляции цифрового сигнала, например, ДМ-АЭД.
-
Разработка различных вариантов ДМ-кодеков, устойчивых к воздействию в тракте передачи помех , характерных для ССПР, и исследование повышения помехоустойчивости передаваемой информации по таким каналам связи.
-
Разработка вариантов маскирования речевых сообщений в цифровых каналах ССПР и оценка эффективности "закрытия" информации.
Кетоди исследования. В диссертации используются элементы теории вероятности, теории массового обслуживания, методы статистической радиотехники,, теории передачи цифровых и речевых сообщений. Ряд исследований связан с моделированием на ЭВМ, а такие с экспериментальными макетами устройств.
Научная новзізна:
1. Предложена методика выбора конструктивного варианта Дії-кодека по обобщенному показателю, в основе которого лекшт определение регрессионной зависимости меяду частными характеристик;.;;: качества сравниваемых вариантов.
-
Разработаны варианты кодеков с двухпараметрической модуляцией ДМ-ЧИМ, ДМ-ОШИМ. ДМ-АИМ. Предложена методика оценки эффективности двухпараметрической модуляции ДМ-АИМ на основе показателя пропускной способности канала связи.
-
Разработаны варианты ДМ-кодеков с переменной частотой дискретизации. Предложена методика оценки повышения помехоустойчивости таких кодеков при воздействии в канале связи помех типа белого вума на основе графо-аналитического метода.
-
Разработаны варианты ДМ-кодеков с коррекцией цифроьых ошибок в условиях воздействия импульсных помех в канале связи:
а) методом периодического сброса интеграторов до уровня мате
матического ожидания;
б) методом предыскажения ДМ-сигнала на передавшей стороне пу
тем подмешивания помех из тракта передачи в цепь обратной
связи ДМ-кодера;
з) методом дополнительной передачи на приемную сторону корректирующих сигналов в паузах ДМ-сигнала, образованных за счет временного сжатия исходного цифрового потока.
5. Предложен метод маскирования речевых сообщений путем под
мешивания'Йалластной" информации ( или дезинформации ). Разработан
метод повышения разборчивости маскированной речи в условиях воз
действия помех в тракте передачи путем изменения частоты следова
ния сегментов'речевой информации.
Врзикгяоеяая цйшссть:
1. Предложенная методика выбора конструктивного да-кодека позволяет на инженерном уровне сравнивать по обобщенному показателю качества различные варианты да-кодеков и может быть использована при проектировании аппаратуры для цифровых каналов ССПР.
-
Разработанные варианты ДМ-кодеков с двухпараметрической модуляцией ДМ-ЧИМ, ДМ-01ШМ. ДМ-AJQt и инженерная методика оценки их эффективности на базе показателя пропускной способности канала связи могут быть использованы при построении ССПР и организации связи в ячейке ССПР.
-
Предложенные варианты построения да-кодеков с переменной частотой дискретизации и методика оценки их помехоустойчивости могут быть использованы при проектировании цифровых помехоустойчивых каналов связи в ССПР.
-
Разработанные методы повышения помехоустойчивости да-сигнала при воздействии импульсных помех в тракте передачи с коррекцией ошибок в интеграторах могут быть использованы при проектировании помехоустойчивых ДМ-кодеков д.чя щ'фролых каналов СЧТГ.
4 5. Предложенные методы увеличения степени маскирования речевых сообщений позволяют проектировать телефонные каналы с высокой степенью конфиденциальности передачи речевой информации.
Внедрение результатов. Результаты исследований и изобретения использованы в учебном процессе кафедр и научных лабораторий ЫТУСИ и в отчете по НИР "Система СПР" Воронежского НИИ связи, а также внесены в практические разработки:
серийно выпускаемого изделия "Палтус" Рязанского радиозавода;
опытных образцов изделия "Акведук" Воронежского НИИ связи.
Апробация результатов. По теме диссертации опубликовано 46 работ, в том числе 5 статей и 28 изобретений. Конкретные результаты обсуждались со специалистами на научно-технических конфренциях Воронежского НИИ связи, МТУСИ, Новосибирского электротехнического института связи, Рижского технического университета и др.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем составляет 167 страниц , в том числе основного текста - 102 страницы, таблиц 11, рисунков 45.
