Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка метода обеспечения помехоустойчивости информационных коммуникаций при воздействии сосредоточенных по спектру помех Старовойт, Иван Александрович

Разработка метода обеспечения помехоустойчивости информационных коммуникаций при воздействии сосредоточенных по спектру помех
<
Разработка метода обеспечения помехоустойчивости информационных коммуникаций при воздействии сосредоточенных по спектру помех Разработка метода обеспечения помехоустойчивости информационных коммуникаций при воздействии сосредоточенных по спектру помех Разработка метода обеспечения помехоустойчивости информационных коммуникаций при воздействии сосредоточенных по спектру помех Разработка метода обеспечения помехоустойчивости информационных коммуникаций при воздействии сосредоточенных по спектру помех Разработка метода обеспечения помехоустойчивости информационных коммуникаций при воздействии сосредоточенных по спектру помех Разработка метода обеспечения помехоустойчивости информационных коммуникаций при воздействии сосредоточенных по спектру помех Разработка метода обеспечения помехоустойчивости информационных коммуникаций при воздействии сосредоточенных по спектру помех Разработка метода обеспечения помехоустойчивости информационных коммуникаций при воздействии сосредоточенных по спектру помех Разработка метода обеспечения помехоустойчивости информационных коммуникаций при воздействии сосредоточенных по спектру помех Разработка метода обеспечения помехоустойчивости информационных коммуникаций при воздействии сосредоточенных по спектру помех Разработка метода обеспечения помехоустойчивости информационных коммуникаций при воздействии сосредоточенных по спектру помех Разработка метода обеспечения помехоустойчивости информационных коммуникаций при воздействии сосредоточенных по спектру помех Разработка метода обеспечения помехоустойчивости информационных коммуникаций при воздействии сосредоточенных по спектру помех Разработка метода обеспечения помехоустойчивости информационных коммуникаций при воздействии сосредоточенных по спектру помех Разработка метода обеспечения помехоустойчивости информационных коммуникаций при воздействии сосредоточенных по спектру помех
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Старовойт, Иван Александрович. Разработка метода обеспечения помехоустойчивости информационных коммуникаций при воздействии сосредоточенных по спектру помех : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.17 / Старовойт Иван Александрович; [Место защиты: Белгород. гос. нац. исслед. ун-т].- Белгород, 2013.- 137 с.: ил. РГБ ОД, 61 13-5/2038

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Информационные коммуникации. принципы обмена информацией. постановка задач исследования 10-41

1.1 Принципы передачи данных в информационных коммуникациях 10-19

1.2 Виды сигнально-кодовых конструкций, применяемые для обеспечения передачи данных в современных информационных коммуникациях 19-27

1.3 Виды помех, воздействующие на информационные коммуникации 27-33

1.4. Помехоустойчивость информационных коммуникаций с различными сигнально-кодовыми конструкциями 34-38

1.5. Постановка задач исследования 38-41

ГЛАВА 2. Метод кодирования и декодирования информации на основе собственных векторов субполосной матрицы 42-68

2.1 Математические основы построения сигнально-кодовых конструкций с требуемыми частотно-временными характеристиками .42 -53

2.2 Анализ свойств собственных векторов и собственных чисел субполосной матрицы 53-59

2.3 Разработка методов кодирования и декодирования информации 60-68

2.4 Основные результаты и выводы по главе 68

ГЛАВА 3. Оценка помехоустойчивости методов кодирования информации при воздействии помех различного рода 69-89

3.1 Оценка помехоустойчивости передачи информации на основе применения различных СКК при воздействии флуктуационных помех...69-79

3.2 Оценка помехоустойчивости обмена информацией с применением различных методов кодирования данных при воздействии сосредоточенных по спектру помех 78-83

3.3 Оценка влияния сосредоточенных по спектру помех с различной шириной спектра на помехоустойчивость разработанного метода кодирования информации 83-88

3.4. Основные результаты и выводы по главе 88

ГЛАВА 4. Программно-аппаратная реализация разработанных алгоритмов кодирования и декодирования информации 90-115

4.1 Алгоритм кодирования информации, основанный на собственных векторах субполосной матрицы с малыми собственными числами 90-97

4.2 Алгоритм декодирования информации, основанный на применении собственных векторов 98-102

4.3 Устройство кодирования и декодирования информации 102-109

4.4 Компьютерная модель взаимодействия устройств кодирования и декодирования информации 109-115

4.5 Основные результаты и выводы по главе 115

Заключение 116-117

Список использованных источников

Введение к работе

Актуальность работы. Возрастающая потребность людей в информационном обмене с высоким качеством на различные расстояния независимо от места их нахождения привела к необходимости активного применения для этих целей различного типа информационных коммуникаций. Известно, что в процессе информационного обмена передаваемые данные претерпевают искажения, которые связаны с воздействием помех различного рода. В техногенных условиях современных промышленных городов основным видом помех, влияющих на помехоустойчивость информационного обмена, являются сосредоточенные по спектру помехи, которые возникают в результате работы различного технического оборудования. В частности, промышленных генераторов, медицинского диагностического оборудования, микроволновых передатчиков и т.д. Совокупное воздействие помех серьезно ухудшает помехоустойчивость информационных коммуникаций и повышает вероятность ошибочного декодирования передаваемых данных.

В связи с этим очень важным является выбор методов кодирования и декодирования данных, в которых в качестве переносчиков закодированной информации используются сигнально-кодовые конструкции (СКК). Одним из подходов, достаточно часто использующимся в информационных коммуникациях для повышения их помехоустойчивости в условиях сосредоточенных по спектру помех, является метод кодирования данных с применение СКК, обладающих расширенным энергетическим спектром по сравнению с узкополосными СКК.

Однако распределение энергетических составляющих в частотной области у существующих сигналов указанного класса, которые достаточно часто называют широкополосными шумоподобными сигналами (ТТТТТТС), почти равномерное, что не позволяет на основе применения имеющихся методов их обработки, значительно повысить помехоустойчивость информационных коммуникаций при воздействии сосредоточенных по спектру помех за счет простого расширения спектра СКК.

Таким образом, разработка новых методов кодирования и декодирования информации, на основе применения в качестве переносчиков закодированной информации СКК, инвариантных к воздействию сосредоточенных по спектру помех, позволяющих повысить помехоустойчивость информационных коммуникаций, является актуальной задачей.

Объект диссертационного исследования - информационные коммуникации.

Предмет диссертационного исследования - методы кодирования и декодирования информации, обеспечивающие повышенную

помехоустойчивость информационных коммуникаций.

Целью работы является: Повышение помехоустойчивости информационных коммуникаций при воздействии сосредоточенных по спектру помех на основе применения методов кодирования и декодирования информации, использующих новый класс сигнально-кодовых конструкций.

Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие основные задачи:

  1. Проведение анализа существующих методов передачи информации в информационных коммуникациях с позиции их помехоустойчивости.

  2. Разработка методов кодирования и декодирования информации, основанных на применении нового класса сигнально-кодовых конструкций, устойчивых к воздействию сосредоточенных по спектру помех.

  3. Разработка алгоритмов кодирования и декодирования информации, основанных на применении нового класса сигнально-кодовых конструкций, устойчивых к воздействию сосредоточенных по спектру помех.

  4. Разработка предложений по технической реализации алгоритмов кодирования и декодирования информации в информационных коммуникациях при использовании сигнально-кодовых конструкций, устойчивых к воздействию сосредоточенных по спектру помех.

Методы и средства исследований. При решении указанных задач использовались методы Фурье-анализа и синтеза, линейной алгебры, теории вероятностей и математической статистики, а также вычислительные эксперименты.

Степень достоверности результатов проведенных исследований

обеспечивается корректностью проведенных математических преобразований, непротиворечивостью сформированных положений и выводов исследования с установленными ранее фактами теории и практики обеспечения информационного обмена, на основе применения различного вида сигнально - кодовых конструкций, а также сходимостью выводов теоретического исследования с результатами моделирования.

Научную новизну составляют следующие результаты.

  1. Сигнально-кодовые конструкции на основе нового базиса ортогональных функций, обеспечивающие высокую устойчивость к воздействию сосредоточенных по спектру помех, при заданной скорости передачи информации в информационных коммуникациях;

  2. Алгоритмы кодирования и декодирования информации на основе предлагаемых сигнально-кодовых конструкций;

  3. Технические решения, реализующие на основе использования элементов современной цифровой вычислительной техники разработанные алгоритмы.

Практическая значимость работы определяется тем, что использование полученных методов и алгоритмов позволит обеспечить более высокую помехоустойчивость информационных коммуникаций при воздействии на передаваемую информацию сосредоточенных по спектру помех.

Применение результатов диссертации осуществлено: в ЗАО НПП «СпецРадио», малом инновационном предприятии (МИП) «Сигнал БелГУ», учебном процессе подготовки бакалавров и магистров по направлению «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» НИУ БелГУ.

Внедрения подтверждаются соответствующими документами.

Связь с научными и инновационными программами.

Результаты диссертационных исследований были использованы при выполнении ряда проектов в рамках следующих фундаментальных, поисковых и инновационных исследований и программ:

  1. Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно -технологического комплекса России, 2007 -2012 гг.», поисковые исследования в рамках Госконтракта от 26 февраля 2007 года № 02514114010;

  2. Федеральная целевая программа «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 -2013 годы, Государственный контракт № П964 от 27 мая 2010 г.;

  3. Грант РФФИ, проект № 12-07-00514-а «Минимизация затрат ресурсов информационно-телекоммуникационных систем (ИТС) при хранении и передаче речевых данных на основе применения оптимальных методов и алгоритмов их обработки» 2012-2014гг.;

  4. Программа Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере «УМ.Н.И.К»: проект: «Разработка информационной технологии формирования канальных сигналов, устойчивых к воздействию сосредоточенных по спектру помех» 2011 -2012г.

Положения, выносимые на защиту.

    1. Метод повышения помехоустойчивости информационных коммуникаций на основе применения нового класса сигнально-кодовых конструкций в виде собственных векторов субполосных матриц с малыми значениями собственных чисел:

      1. обеспечивающий наименьшее влияние на энергетические характеристики канальных сигналов в условиях воздействия сосредоточенных по спектру помех;

      2. обеспечивающий большее количество одновременно работающих абонентов по сравнению с существующими методами кодирования и декодирования информации в режиме кодового разделения ресурсов информационных коммуникаций;

      Алгоритмы, реализующие разработанные методы кодирования и декодирования информации на основе применения нового класса сигнально- кодовых конструкций;

      Результаты вычислительных экспериментов по исследованию разработанных алгоритмов кодирования и декодирования информации на основе применения нового класса сигнально-кодовых конструкций, которые иллюстрируют преимущества предложенного метода в сравнении с существующими методами кодирования и декодирования информации в режиме кодового разделения ресурсов информационных коммуникаций;

      Предложения по технической реализации разработанных алгоритмов кодирования и декодирования информации на основе средств цифровой вычислительной техники.

      Специальность, которой соответствует диссертация.

      Виды сигнально-кодовых конструкций, применяемые для обеспечения передачи данных в современных информационных коммуникациях

      Данный метод кодирования информации имеет наибольшую помехоустойчивость при применении противоположных по фазе сигналов [47, 77], однако требуется высокий уровень синхронизации генераторов гармонических колебаний кодера и декодера информации, как по частоте, так и по фазе из-за эффекта обратной работы.

      Существуют несколько методов кодирования информации с применением СКК, использующие широкополосные сигналы. Наиболее распространенным является метод основанные на применении М-последовательностей, главным преимуществом которого является простота реализации. Фактически каждый бит в многоканальной системе передачи информации умножается на псевдослучайную последовательность (ПСП), соответствующую своему информационному каналу, а затем эта последовательность модулирует узкополосный гармонический сигнал. Элемент СКК основанный на фазовой манипуляции гармонического колебания ПСП имеют следующую временную диаграмму.

      У данного метода кодирования есть следующие преимущества. В информационных коммуникациях имеют место замирания, обусловленные многолучевым распространением информационных сигналов. В случае применения рассматриваемого метода кодирования, принимаемые по различным лучам сигналы, могут быть разделены, а результирующий информационный сигнал не подвержен замираниям, вызываемым многолучевым распространением. При приеме сигналы разделенных лучей могут выделяться и когерентно складываться. В реальных условиях энергетический выигрыш от реализации данного метода при многолучевом распространении составил 6-9 дБ [86].

      Однако следует отметить, что шумоподобные фазоманипулированные сигналы с применением М последовательностей обладают тем недостатком. что создают взаимные помехи. Именно эти взаимные помехи ограничивают число каналов, которые могут одновременно функционировать в выделенной полосе рабочих частот.

      Кроме рассмотренного выше недостатка метода кодирования информации с использованием СКК на основе шумоподобных сигналов с фазовой манипуляцией, не следует забывать о сильном влиянии эффекта Доплера. При достаточно больших скоростях перемещения передатчика и приемника информации возможны сильные искажения информационных сигналов, связанные с эффектом Доплера [77]. Однако существуют сигналы устойчивые к данному эффекту. Это сигналы с линейно частотной модуляцией. СКК, в которых в качестве элементов применяют ЛЧМ радиоимпульсы, имеют большой недостаток, а именно малый ансамбль слабо-коррелированных сигналов. Такие сигналы не целесообразно применять в многоканальных информационных коммуникациях, из-за неэффективного использования выделенного канального ресурса и высоких межканальных помехах. Поэтому были предложены [5] модернизированные СКК с ЛЧМ радиоимпульсами для кодирования информации. Это СКК, основанные на применении псевдослучайных сигналов с линейно-частотной модуляцией (ПСЛЧМ) и фазоманипулированных сигналов с линейно-частотной модуляцией (ЛЧМФМ).

      Особенность метода кодирования информации с использованием ПСЛЧМ сигналов заключается в следующем: каждому биту информационной последовательности одного канала соответствуют определенная кодовая последовательность (ПСП). На выходе кодера каждому биту закодированной последовательности ставится в соответствие короткий ЛЧМ радиоимпульс длительностью Т . В зависимости от того «нулевой» или «единичный» бит последовательности поступает на кодер, ЛЧМ радиоимпульс будет либо иметь задержку г0, либо не иметь её вовсе, смотрите рисунок 1.10. Рисунок 1.10- ПСЛЧМ сигнал в частотно-временной плоскости.

      Таким образом, длительность одного информационного бита, и соответственно последовательность ЛЧМ радиоимпульсов составит Тс, а длительность бита кодовой последовательности совпадает с длительностью ЛЧМ радиоимпульса (Г) и будет в лграз меньше.

      Применение последовательности ЛЧМ радиоимпульсов с задержками по закону ПСП позволяет расширить ансамбль СКК, а так же снизить корреляцию между отдельными Элементами СКК. Однако использование такого способа формирования сигнала технически сложно реализуемо, так как необходимо генерировать ЛЧМ радиоимпульсы очень малой длительности.

      В отличие от СКК с применением ПСЛЧМ сигналов, у СКК основанных на ЛЧМФМ длительность ЛЧМ радиоимпульса соответствует длительности информационного бита одного канала, в свою очередь фаза ЛЧМ радиоимпульса меняется по закону ПСП соответствующего канала. Таким образом, корреляционные свойства канального сигнала в основном обусловлены свойствами ПСП, которая будет применяться при формировании информационного сигнала (рисунок 1.11).

      Анализ свойств собственных векторов и собственных чисел субполосной матрицы

      Здесь предполагается выполнение неравенства 0 vr vr+i тс. Получается, что изменяя значения vr и vr+i, при расчете матрицы можно получить собственные вектора с минимумом энергии в различных частотных диапазонах, при условии, что значения собственных чисел X, - 0.

      Подводя итог всему вышесказанному, можно прийти к выводу, что для обеспечения заданного уровня помехоустойчивости информационных коммуникаций, необходимо кодировать передаваемую информацию собственными векторами с малыми собственными числами.

      Из рассмотренного выше описания математического аппарата следует, что для обеспечения помехоустойчивости передаваемой информации к воздействию сосредоточенным по спектру помех необходимо использовать собственные вектора с малыми собственными числами, так как концентрация энергии элемента СКК в заданном частотном интервале, согласно выражению (2.30), напрямую зависит от величины собственных чисел. Таким образом, отбор собственных векторов с малой концентрацией энергии в полосе частот сосредоточенной по спектру помехи необходимо осуществлять по значению собственных чисел.

      Однако для формирования СКК на основе собственных векторов субполосной матрицы, прежде всего, необходимо определиться с размерностью субполосной матрицы А, а следовательно и количеством отсчетов в собственном векторе g. Следует отметить, что количество отсчетов собственного вектора напрямую зависит от ширины спектра и длительности формируемого информационного сигнала. В современных информационных коммуникациях при кодировании информации используют псевдослучайные последовательности, состоящие из 64 элементов [92]. При этом скорость передачи данных составляет 19,2 кбит/с, а спектр результирующего информационного сигнала имеет ширину 1,23 МГц. Для обеспечения таких же параметров информационного сигнала каждый собственный вектор должен иметь аналогичную длительность Т„ и ширину энергетического спектра AF3l. При скорости передачи информации 19.2 кБит/с длительность сигнала должна быть не больше 52,3 мкс (Т=52,3). Если учесть, что ширина спектра собственного вектора должна составлять 1,23 МГц {hF.n=l,23 106), то минимальная частота дискретизации согласно теореме Котельникова будет не ниже 2,5 МГц. Исходя из того, что период дискретизации величина обратная частоте дискретизации получим следующее выражение для количества отсчетов собственного вектора ([] -целая часть): N = 2[T3iAFj, (2.38) 3 Д/ Исходя из выражения (2.38) получаем, что минимальное количество отсчетов в собственном векторе должно составлять 128 элементов, следовательно, размерность субполосной матрицы будет 128x128 и общее количество собственных чисел и собственных векторов так же составит 128. Однако вычислительные эксперименты далее будут проведены и для собственных векторов с большим значением отсчетов, а именно 256, 384 и 512 отсчетов.

      Следует отметить, что информационные коммуникации, использующие общую физическую среду распространения, не должны вносить искажения в передаваемую информацию соседних каналов. В этом случае внеполосное излучение информационных сигналов не должно превышать -ЗОдБ (10) - -40дБ Q [77]. По аналогии, с этим утверждением при концентрации энергии сигнала в требуемом частотном интервале меньше -40 дБ (10"4) влияние узкополосной помехи, сосредоточенной в данном диапазоне частот, так же будет незначительным. Опираясь на это утверждение, было принято, что для формирования необходимого набора собственных векторов (элементов СКК), с минимальной концентрацией энергии в требуемой полосе частот, требуется отбирать только те собственные вектора, собственные числа которых не превышают 0.0001.

      В таблице 2.1 представлены результаты вычислительных экспериментов по определению количества собственных векторов, концентрация энергии кэ, которых в требуемом частотном интервале меньше определенной величины. Всего выбиралось четыре значения концентрации энергии от -20 дБ (0.01) до -80 дБ (10"8). Согласно полученным результатам отличие количества собственных векторов, удовлетворяющим каждому условию минимума энергии в заданном частотном интервале, незначительно и составляет 2 вектора.

      Оценка влияния сосредоточенных по спектру помех с различной шириной спектра на помехоустойчивость разработанного метода кодирования информации

      Ширина узкополосной помехи выбирается, исходя из спектральных свойств собственного вектора, то есть ширины частотного интервала с минимальной концентрацией энергии. Если учесть, что общая ширина информационного сигнала составляет 1.23 МГц, а количество частотных интервалов 16, то ширина узкополосной помехи не должна превышать 70 кГц.

      Если учесть, что энергия сигнала не меняется и известны отношения энергии сигнала к энергии помехи (эта величина задается как исходный параметр моделирования), то каждый отсчет сгенерированной узкополосной помехи необходимо умножить на следующий коэффициент: К= — (3-15) где Ес - энергия информационного сигнала; qp - отношение энергии сигнала к энергии узкополосной помехи.

      Как и в предыдущем исследовании по влиянию флуктуационной помехи, вероятность ошибки определяется из отношения количества ошибочных бит к общему количеству переданных (3.1). При этом в процессе моделирования было закодировано 1010 бит данных сгенерированных случайно, и определено какое количество бит после декодирования каждым из четырех методов имели отличия от исходного (пош).

      В результате компьютерного моделирования процессов кодирования и декодирования информации различными методами при воздействии на информационные сигналы сосредоточенных по спектру помех были получены следующие результаты, представленные на рисунке 3.5 и в таблице

      Анализ результатов моделирования процессов кодирования и декодирования информации предложенными методами показал, что наиболее помехоустойчивым является метод кодирования информации основанный на применении собственных векторов субполосных матриц. Вероятность ошибки декодирования информации изменяется при увеличении энергии узкополосной помехи незначительно (около 10 раз), тогда как для других методов величина вероятности ошибки при увеличении энергии помехи возрастает многократно до 105 раз. Это полностью подтверждает, что предложенный метод кодирования информации позволяет обеспечить высокую достоверность декодирования данных в информационных коммуникациях при воздействии сосредоточенных по спектру помех, многократно превышающих энергию информационного сигнала.

      При оценке влияния узкополосных помех на информационный сигнал, передающий закодированную информацию от источника к потребителю, кроме определения величины зависимости вероятности ошибки декодирования от энергии помехи необходимо, так же провести оценку влияния ширины сосредоточенной помехи на помехоустойчивость разрабатываемого метода. Это связано с тем, что значение ширины частотного диапазона с минимальной концентрацией энергии передаваемого информационного сигнала ограничено. Для метода, основанного на собственных векторах субполосной матрицы, величина ширины спектра частотного интервала имеет следующий вид:

      Ширина частотного интервала с минимальной локализацией энергии для метода кодирования информации основанного на собственных векторах субполосной матрицы с числом частотных интервалов 16 и шириной спектра канального сигнала 1.23 МГц, приблизительно равна 70кГц.

      Для моделирования влияния сосредоточенных по спектру помех различной шириной спектра, использовалась аналогичная компьютерная модель, примененная в предыдущей главе при исследовании вероятности ошибки в зависимости от отношения энергии сигнала к энергии помехи для метода кодирования с использованием собственных векторов. Как уже было отмечено, данная компьютерная модель полностью повторяет работу системы, обеспечивающей информационный обмен, от этапа кодирования до этапа декодирования данных.

      Ширина узкополосных помех выбиралась следующим образом. Так как ширина частотного интервала собственного вектора составляет примерно 70кГц, то ширина частотного диапазона помехи выбирается от 15кГц до 250кГц, что бы рассмотреть случаи, когда ширина помехи меньше частотного интервала собственного вектора, так и случай когда помеха шире, чем частотный интервал собственного вектора. Энергия помех с различной шириной спектра была строго одинакова. Эксперименты проводились для трех значений отношения энергии сигнала к энергии помехи 0, 0.1, 0.01, для каждого вида помехи. Формирование узкополосной помехи проводилось согласно выражениям (3.12), (3.14) и (3.15). На следующих рисунках для наглядности представлены спектры рассматриваемых помех и смоделированного информационного сигнала, основанного на методе кодирования с использованием собственных векторов субполосной матрицы.

      Устройство кодирования и декодирования информации

      Вышеизложенный способ кодирования информации, основанный на применении собственных векторов субполосной матрицы с малыми собственными числами (менее 0.0001), позволяет кодировать данные таким образом, что передаваемый по информационным каналам кодированный сигнал обладает минимальной концентрацией энергии в требуемой полосе частот, в которой сосредоточенна узкополосная помеха.

      Для реализации рассмотренного выше способа предлагается следующее устройство кодирования информации, представленное на рисунке 4.8. Устройство кодирования информации состоит из L источников информации (ИИ1...ИИЬ): L символьных кодера (СК); L перемножителей дискретных последовательностей; L регистров, хранящих собственные вектора; L блоков параллелно-последовательного преобразования кода (БПК); одного сумматора

      дискретных кодовых последовательностей; одного блока формирования квадратурной и синфазной составляющих кодовой последовательности (БФКС); двух цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП); два перемножителя аналоговых сигналов; одного генератора гармонических колебаний; сумматора аналоговых сигналов; одного полосового фильтра (ПФ); одного устройства управления (УУ). Каждый источник информации соединен с символьным кодером, который в свою очередь подключается к входу перемножителя дискретных последовательностей. К другому входу перемножителя подключается выход блока параллельно-последовательного преобразователя кода, к входам которого подключается регистр, хранящий соответствующий собственный вектор. Все выходы перемножителей дискретных последовательностей подключаются к сумматору, выход которого соединен с блоком формирования квадратурной и синфазной составляющих кодовых последовательностей. Два выхода блока формирования квадратурной и синфазной составляющих подаются на два цифро-аналоговых преобразователя, каждый выход цифро-аналогового преобразователя соединен с перемножителем аналоговых сигналов, на который так же подаются высокочастотные сигналы от генератора гармонических колебаний. Выходы пермножителей подключены к сумматору, выход которого в свою очередь подключен к полосовому фильтру.

      Кодирование информации в рассмотренном выше устройстве реализуется следующим образом: Информации виде последовательности бит поступает от каждого источника информации. Символьный кодер в зависимости от выбранного м-го алфавита формирует из последовательности бит один информационный символ и подает его на перемножитель. Фактически последовательность бит кодируется значением информационного символа. Длительность одного символа должна составлять 52.3 мкс. Так же на вход перемножителя подается последовательность отсчетов собственного вектора, длительность отсчетов каждого собственного вектора в 128 раз меньше длительности информационного символа. Произведение информационных символов и собственных векторов от каждого источника информации суммируются на сумматоре дискретных последовательностей, таким образом, получается кодовая последовательность. Суммарная кодовая последовательность поступает на вход квадратурного преобразователя, который формирует квадратурную и синфазную составляющую. В свою очередь каждая из данных последовательностей подвергается цифро-аналоговому преобразованию для формирования аналоговых сигналов. Перемножая, полученные аналоговые сигналы на высокочастотные колебания и суммируя полученные произведения, получается информационный сигнал с шириной спектра в два раза меньшей, чем у исходных сигналов [87]. При этом фаза высокочастотных гармонических колебаний, на которые умножаются квадратурный и синфазный сигналы должна отличатся на к/2. Затем информационный сигнал подвергается полосовой фильтрации. Ширина полосы пропускания фильтра должна составлять не более 1.23 МГц. Полосовой фильтр позволит уменьшить внеполосное излучение сформированного информационного сигнала.

      Блок формирования квадратурных составляющих (БФКС) (рисунок 4.8) состоит из блока преобразования последовательного кода в параллельный (БПК), блок быстрого преобразования Фурье, умножителей отсчетов, блока обратного быстрого преобразования Фурье и блока параллельно-последовательного преобразования кода (БПК). Последовательная работа рассмотренных выше блоков позволяет скорректировать энергетический спектр кодовой последовательности согласно выражению (4.5). Данная операция производится следующим образом. Прежде всего, 128 последовательных отсчетов кодовой последовательности буферизируются и преобразуются в параллельный код блоком последовательно-параллельного преобразования. После этого, параллельно 128 отсчетов поступают на блок быстрого преобразования Фурье. Со 2-го по 64-ий отсчет энергетического спектра увеличивается вдвое, первый остается без изменений, а с 65-го по 128 обнуляются. Полученные 128 отсчетов энергетического спектра поступают на блок быстрого обратного преобразования Фурье. Кодовая последовательность, полученная из модифицированного энергетического спектра с помощью быстрого преобразования Фурье, поступает на блок параллельно-последовательного преобразователя кода. Каждый отсчет данных кодовых последовательностей, имеет реальную и мнимую составляющую, которые формируют две последовательные кодовые последовательности на выходе блока параллельно-последовательного преобразования.

      Похожие диссертации на Разработка метода обеспечения помехоустойчивости информационных коммуникаций при воздействии сосредоточенных по спектру помех