Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Радиотехника и телекоммуникации

Диссертационная работа:

Верховский Николай Викторович. Исследование методов высокоскоростной передачи цифровых сигналов по первичным широкополосным каналам : ил РГБ ОД 61:85-5/2913

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДШИЕ 5

1. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ПЕРЕДАЧИ ДИСКРЕТНОЙ ИНФОРМАЦИИ С

ВЫСОКОЙ УДЕЛЬНОЙ СКОРОСТЬЮ ПО ПЕРВИЧНЫМ ШИРОКОПОЛОСНЫМ

КАНАЛАМ СВЯЗИ II

1.1 Введение II

1.2 Характеристики ППК 12

1.3 Анализ известных методов передачи дискретной информации по ПИК

1.3.1 Параллельная передача сигнала данных 13

1.3.2 Передача методом ОБП с видоизмененной, формой спектра 14

1.3.3 Корреляционное кодирование в сочетании с однополосной модуляцией 14

1.4 Исследование методов многоуровневого корреляционного кодирования IV

1.5 Основные результаты главы I 2б

2. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ 27

2.1 Введение 2?

2.2 Методы формирования амплитудно-модулированного сигнала с частично подавленной боковой полосой 29

2.3 Принципы построения быстродействующих цифровых трансверсальных фильтров 40

2.4 Оценка погрешностей формирования сигналов с корреляционными связями 4?

2.5, Основные результаты главы 2 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ПРИЕМА СИГНАЛОВ С КОРРЕЛЯЦИОННЫМИ СВЯЗЯМИ 64

3.1 Введение 64

3.2 Модель системы связи при использовании в УПС однополосных сигналов с корреляционными связями бб

3.3 Анализ условий отсутствия межсимвольных помех при использовании сигналов с корреляционными связями VI

3.4 Оценка влияния отклонения фазы тактового колебания на уровень межсимвольных помех и помехоустойчивость .при передаче сигналов с корреляционными связями 77

3.5 Оценка влияния отклонения фазы синхронного колебания в однополосном УНС с корреляционными связями на уровень помех и помехоустойчивость 83

3.6 Методы приема сигналов с корреляционными связями 87

3.6.1 Посимвольный прием ,,,... 87

3f6.2 Квазиоптимальная фильтрация 88

3.6.3 Прием по максимуму функции правдоподобия 90

3.6.4 Результаты моделирования приемника максимального правдоподобия 98

3.7 Основные результаты главы 3 102

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ФОРМИРОВАНИЯ СИНХРОННОГО И ТАКТОВОГО КОЛЕБАНИЙ В ПРИЕМНИКЕ СИГНАЛА С КОРРЕЛЯЦИОННЫМИ СВЯЗЯМИ 104

4.1 Введение 104

4.2 Методы построения систем тактовой синхронизации при передаче с высокими удельными скоростями 105

4.3 Методы построения систем фазирования опорного колебания в однополосных УШ с корреляционными связями ПУ

4.4 Исследование методов построения дискретных фазовращателей для систем фазирования опорных колебаний , 130

4.5 Основные результаты главы 4 141

5. ЭДСПЕРИМЕНТАЛШАЯ ПРОВЕША ОСНОВНЫХ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ РЕЗУЛЬТАТОВ 144

5.1 Структурная схема УПС 144

5.2 Задачи испытаний высокоскоростного У1ІС 149

5.3 Структурная схема и методика измерений 149

5.4 Результаты измерений 154

5.5 Основные результаты главы 5 162

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 164

Литература 168

Приложение 179

Приложение Z 1  

Введение к работе:

Одной из основных задач, стоящих перед учеными и специалистами связи в ближайшие десятилетия, является разработка и внедрение цифровой интегральной сети связи. Повсеместное внедрение цифровых систем связи позволит существенно повысить качество телефонной и телеграфной связи, радио и телевизионного вещания, и удовлетворить растущие потребности народного хозяйства в передаче телеметрической информации и данных.

Внедрение цифровых систем передачи информации сопряжено с огромными капитальными затратами, исчисляемыми десятками миллиардов рублей, поэтому процесс внедрения цифровых систем растянется на многие годы. При этом в течение десятилетий будут совместно эксплуатироваться цифровая и аналоговая сети связи.

При одновременном существовании цифровой и аналоговой сетей связи возникает задача совместимости этих сетей, которая частично может быть решена путем создания высокоскоростных дискретных каналов на базе стандартных первичных широкополосных каналов j связи (60 108 кГц), которые в свою очередь должны быть организованы с помощью каналообразующей аппаратуры на основе первичных групповых трактов систем с частотным уплотнением.

Широкий интерес к использованию первичного широкополосного канала (ШК) для передачи дискретной информации обусловлен также бурно растущими потребностями техники передачи данных:. в высокоскоростных дискретных каналах.

Как показали расчеты /73/, использование ШК для передачи данных позволит в 2- 5 раз снизить удельную стоимость передачи / единицы информации по сравнению со стоимостью передачи по традиционно используемому каналу тональной частоты. Основным элементом аппаратуры передачи дискретной информации по аналоговым каналам, определяющим скоростные и качественные показатели всей системы в целом, является устройство преобразования сигналов (УПС), в котором сигнал данных приводится к виду, обеспечивающему его передачу по каналу связи, а также совершается обратное преобразование сигнала, поступившего от удаленного УПС, к исходному виду.

Создание высокоэффективных УПи, предназначенных для работы по ШК, позволило бы частично решить проблему совместимости цифровой и аналоговой сетей связи, а также удовлетворить растущие потребности техники передачи данных в высокоскоростных дискретных каналах. Поэтому актуальным и своевременным следует считать решение комплекса задач, связанных с синтезом, анализом и разработкой высокоэффективных УПС, предназначенных для передачи дискретной информации по ШК.

При проектировании высокоскоростных устройств преобразования сигналов, предназначенных для работы по ШК, возникают некоторые трудности, связанные с тем, что в полосе пропускания ПИК согласно рекомендации МККТТ 6.241 на одной из частот, равных 84,08 кГц, 84,1 кГц или 104,08 кГц, располагается групповая контрольная частота. В отечественных ШК, а также в ІШК ряда зарубежных стран групповая контрольная частота размещена на частоте 84,14 кГц.

Вопросы построения высокоскоростных УПС, предназначенных для работы по ШК, рассматривались МККТТ. В 1968, 1976 и 1980 годах МККТТ принял, соответственно, рекомендации V35, V36,VJ7 относительно передачи дискретной информации по ШК с контрольной частотой 104,08 кГц. Однако до настоящего времени не принято каких-либо рекомендаций, касающихся методов передачи дискретной . информации по ШК с групповой контрольной частотой, равной 84,14 кГц.

За последние годы у нас в стране и за рубежом разработано несколько типов высокоскоростных УПС, предназначенных для работы по ПИК с контрольной частотой 84,14 кГц с удельной скоростью I-j2 бит/с «Гц. Значительный вклад в решение вопросов построения высокоскоростных УПС, предназначенных для работы по ШК с контрольной частотой 84,14 кГц, внесли работы Данилова Б.С, Калмыкова Б.П., Лопатина СИ., Уринсона Л.С, Штейнбока М.Г., а также зарубежных ученых (Шуэли А., Тиси Ф., Гервена П.И.).

В 1980 году был принят Государственный стандарт № 24174-80, касающийся передачи данных по ШК со скоростями 48 и 64 кбит/с, в котором рекомендуется использовать в УПС биполярный псевдотроичный код четвертого порядка совместно с однополосной модуляцией. Удельная скорость передачи, соответствующая установленным ГОСТ № #4174-80 скоростям, также не превышает 1,5 бит/с»Гц. Вместе с тем, исследования предельных возможностей передачи дискретной информации по ГШК? проведенные в работах С.И.Лопатина, показали, что в таком канале может быть достигнута скорость передачи около 5 бит/с Гц. Однако вопросы построения высокоскоростных УПС, предназначенных для работы по ШК с высокими удельными скоростями, большими 1,5 2 бит/с Гц, в настоящее время изучены недостаточно.

Не решен вопрос выбора оптимального метода передачи по ШК с высокой удельной скоростью. Мало исследованы вопросы технической реализации высокоскоростных УПС.

Создание высокоэффективных УПС, предназначенных для работы по ГШК с высокими удельными скоростями, большими 1,5 2 бит/с«Гц, требует использования многоуровневых сигналов, перекрывающихся во времени, что в свою очередь предъявляет весьма жесткие требования к точности формирования и обработки сигналов. Наиболее радикальным средством решения этой задачи является применение цифровых методов обработки сигналов. Однако, высокие скорости передачи по ШК ввиду ограниченного быстродействия схемных элементов затрудняют непосредственное использование известных алгоритмов цифрового формирования и обработки сигналов. В связи с этим весьма актуальной является задача разработки методов цифрового формирования и обработки сигналов, позволяющих снизить требования к быстродействию элементной базы.

Недостаточно исследованы вопросы, связанные с построением простых в реализации и эффективных систем фазирования опорных колебаний при передаче многоуровневых сигналов с высокими удельными скоростями.

Перечисленные проблемы неизбежно возникают при проектировании высокоэффективных УПС, предназначенных для работы по ШК.

Цель настоящей работы заключается в исследовании принципов построения высокоскоростных УДС, работающих по ШК с удельными скоростями 2,5 3 бит/с Гц. Для достижения поставленной цели требуется решить ряд задач, основными из которых являются:

1. Выбор наиболее предпочтительного метода передачи цифровой информации по ШК с высокой удельной скоростью.

2. Оптимизация структуры и параметров цифрового УШ по двум противоречивым критериям: сложность реализации и помехоустойчивость.

3. Разработка относительно простых и эффективных методов цифрового формирования и обработки многоуровневых сигналов, позволяющих провести микроминиатюризацию высокоскоростного УПС.

4. Разработка и исследование систем фазирования опорных колебаний для УПС, работающих с высокими удельными скоростями.

5. Проведение экспериментальной проверки основных полученных теоретических результатов. Для решения поставленных задач используется теория оптимального приема, теория вероятностей, элементы динамического программирования и машинное моделирование.

Названные выше задачи последовательно решаются в главах 1-5 диссертационной работы, введении и залючении, некоторый дополнительный материал вынесен в два приложения. Прилагается акт внедрения.

Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту:

1. Обоснован выбор метода корреляционного кодирования в сочетании с однополосной модуляцией как наиболее предпочтительного для передачи цифровых сигналов по ШК с высокой удельной скоростью.

2. Предложен эффективный метод корреляционного кодирования и декодирования, инвариантный к смене полярности сигнала данных.

3. Найдена оптимальная форма спектра однополосного сигнала с корреляционными связями и структура передатчика высокоскоростного УПС.

4. Предложен эффективный и простой в реализации табличный метод цифрового формирования огибающих однополосного сигнала.

5. Получены выражения для условия селективности и Е-критерия для сигналов с корреляционными связями.

6. Получены оценки потерь помехоустойчивости, обусловленных не идеальностью систем фазирования, конечной разрядностью представления чисел и ограниченной ёмкостью буферной памяти, позволяющие обоснованно выбрать оптимальные параметры цифрового приемника сигналов с корреляционными связями.

7. Предложены методы фазирования синхронного и тактового колебаний, основанные на использовании соответствующих производных одномерной плотности вероятности демодулированного сигнала данных. Показано, что предложенные методы фазирования обладают улучшенными свойствами сходимости процесса фазирования по сравнению с известными методами.

8. Предложено два простых метода построения быстродействующих дискретных фазовращателей.

9. Разработан макет высокоскоростного устройства преобразования сигналов УПС-І44ШІ, в котором реализованы высокоэффективные методы формирования и приема сигналов, исследованные в работе.

На базе созданного макета проведена экспериментальная проверка основных теоретических результатов.

Основные научные положения, выводы и рекомендации, изложенные в диссертационной работе, входят в виде составных частей хоздоговорной НИР по теме "Разработка устройства преобразования сигналов для работы по стандартным каналам ЕАСС и каналам ухудшенного качества" и служат основой для СКР, проводимой в ЛНПО "Красная заря", по разработке высокоскоростного устройства преобразования сигналов УПС-І44ПШ.

Результаты, полученные в работе на различных этапах её выполнения, были представлены в докладах и обсуждены на областных научно-технических конференциях НТОРЭС им. А.С. Попова (г. Новосибирск 1974 1984 г.г.). Основные результаты исследований по теме диссертации нашли отражение в одиннадцати печатных работах, в том числе в трех авторских свидетельствах.  

Подобные работы
Анджейчак Богуслав
Разработка и исследование методов оценивания случайных параметров каналов с межсимвольной интерференцией
Левенталь Иосиф Яковлевич
Исследование методов и разработка средств автоматического контроля частотных характеристик каналов тональной частоты
Комаров Валентин Данилович
Исследование и разработка методов увеличения надежности и пропускной способности микропроцессорных систем передачи информации
Чепорнюк Олег Николаевич
Дискретно-аналоговые методы приема сигналов в системах передачи данных с многопозиционной частотной модуляцией
Кислин Борис Петрович
Исследование и разработка методики расчета характеристик программируемых средств сопряжения дискретных каналов с вычислительными комплексами сетей передачи данных
Волошин Анатолий Иванович
Разработка и исследование алгоритмов и аппаратуры передачи дискретной информации неуправляемых источников по телефонным каналам связи
Калинин Александр Анатольевич
Исследование и разработка метода повышения эффективности использования полос частот, выделенных для радиорелейных линий прямой видимости
Воднев Владимир Анатольевич
Исследование и разработка методов уменьшения комбинационных искажений в устройствах магнитной ЧМ записи с высокой информационной плотностью
Абрамов Валентин Александрович
Исследование фазового дрожания сигналов в цифровых системах связи и разработка методов его контроля и компенсации
Шахмаметов Рашид Ганиевич
Разработка методов передачи данных в системах телеобработки гражданской авиации

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net