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
Радиотехнические устройства и средства телекоммуникаций

Диссертационная работа:

Ермолаев Валерий Андреевич. Исследование и разработка алгоритмов обработки дискретных сигналов в диспетчерско-технологических системах связи методами обобщенной локальной аппроксимации : диссертация ... кандидата технических наук : 05.12.13 / Ермолаев Валерий Андреевич; [Место защиты: Владимир. гос. ун-т].- Владимир, 2008.- 174 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/253

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность темы.

Современный этан развития техники связи характеризуется не только постоянным совершенствованием технологий, но и все возрастающим вниманием к вопросам абонентского доступа и обеспечению требований, предъявляемых к создаваемым специализированным комплексам связи. Возникающие при этом задачи приводят к необходимости исследования и разработки новых способов и алгоритмов обработки сигналов, к числу которых можно отнести и алгоритмы формирования и восстановления по дискретным данным гладких сигналов и их медленно изменяющихся характеристик.

Потребность в подобных алгоритмах возникает во всех случаях, когда известно, что наблюдаемые дискретные данные порождаются гладкими процессами или их медленно изменяющимися характеристиками и требуется оценивание не только сигнала, но и его производных. В диепетчер-ско-4'ехнологических системах связи эта потребность возникает из необходимости бесконтактной передачи управляющей информации через ободочку объекта, формирования и восстановления запросно-отпетных сигналов и сегментации речевых сигналов в целях обеспечения устойчивости громкоговорящей связи (ГГС), а также из необходимости интерполяции речевого сигнала на интервалах, отвечающих потерянным в сети пакетам данных.

Отдельные вопросы формирования и восстановления, возникающие, в частности, при построении адаптивных систем сбора и передачи аналоговой информации, рассматриваются в работах М.А. Ананяна, А.И. Дядю-нова. Ю.А. Онищенко и А.И. Сенина, О.Н. Новоселова и А.Ф. Фомина. До конца не решенная проблема анализа речевых сигналов во временной области обсуждается в работах Л.Р. Рабинера и Р.В. Шафера. Олнако, как это следует из анализа соответствующей литературы, вопросы формирования и восстановления гладких сигналов до конца еще далеко не исследованы.

Подобные задачи возникают и в других областях. Это задачи отслеживания траекторий движущихся объектов, контурного анализа и диагностики механизмов и машин.

Таким образом, можно выделить целый крут прикладных задач, при решении которых могут использоваться алгоритмы гладкого формирования и восстановления сш налов и их медленно изменяющихся характеристик. При этом наблюдаемые дискретные сигналы характеризуются во многих случаях отсутствием достоверней информации о статистических характеристиках помех и искажений.

В этих условиях представляется естественным положить в основу исследуемых и разрабатываемых алгоритмов методы локальной аппроксимаций и оптимизации «при почти произвольных помехах», обобщенные в

плане гладкого сопряжения отдельных локальных решений и в этой части практически не исследованные. Основополагающими в области локальной аппроксимации, оптимизации и восстановления являются работы В.Я. Катковника, Е.З. Демиденко и Г.И. Василенко: В.Н. Трояна и Ю.М. Соколова; О.Н. Граничина и Б.Т. Поляка; Т.А. Брубейкера, Ф.Н. Корнетта, Ч.Л. Помернаки; А.А. КрасовскогО, Z. Bubnicki. Д. Гропа, П. Эйкхоффа. ЯЗ. Цыпкина, а в области анализа временных рядов работы Т. Андерсона, Дж. Бокса, Г. Дженкинса.

Объект исследования - дискретные сигналы в диспетчереко-гехнологических системах связи.

Предмет исследования алгоритмы обработки дискретных сигналов методами обобщенной локальной аппроксимации.

Цель диссертационной работы - исследование и разработка алгоритмов формирования и восстановления по дискретным данным гладких сигналов и их медленно изменяющихся характеристик, способствующих повышению эффективности и качества функционирования диспетчерско-технологических систем связи-

Дня достижения сформулированной цели поставлены и методами обобщенной локальной аппроксимации решены следующие задачи.

1. Разработаны алгоритмы формирования и восстановления сигналов
по точным или предписанным дискретным данным (алгоритмы интерпо
ляционных восстанавливающих фильтров).

  1. Получены алгоритмы восстановления медленно изменяющихся гладких сигналов и их характеристик по данным с ошибками, основанные на процедуре минимизации функции потерь с ограничениями типа равенства (алгоритмы интерполяционных сглаживающих фильтров).

  2. Определены алгоритмы идентификации нестационарных систем и моделей типа авторегрессии - скользящего среднего, в том числе модели речевого сигнала, представленной уравнением цифрового резонатора с переменными параметрами.

  3. Обоснована возможность увеличения достоверности бесконтактной передачи управляющей информации через оболочку объекта, увеличения скорости передачи запросно-ответных сигналов, повышения эффективности подавления акустической обратной связи и обеспечения интерполяции речевого сигнала при потере пакетов данных.

Методы исследования базируются на теории интерполяции и оптимизации с ограничениями, на методах множителей Лагранжа и идентификации систем, на аппарате статистического анализа временных рядов и теории матриц, на теории непрерывных и дискретных систем и методах анализа их чувствительности.

Научная новизна работы заключается в следующих результатах.

  1. Разработаны алгоритмы формирования и восстановления сигналов по точным или предписанным данным, которые, в отличие от классических алгоритмов аппроксимации, обеспечивают необходимую гладкость восстановления в целом, а также допускают реализацию фильтров в классе многоканальных импульсных систем.

  2. Получены алгоритмы восстановления по данным с ошибками измерения, основанные на процедуре минимизации функции потерь с ограничениями типа равенства, которые, в отличие от классических алгоритмов локальной аппроксимации, позволяют обеспечить необходимую гладкость восстановления в целом.

  3. Созданы и исследованы алгоритмы идентификации нестационарных систем, обеспечивающие реализацию модели речевого сигнала в форме цифрового резонатора с переменными параметрами.

Практическая значимость заключается в том, что применение разработанных алгоритмов позволило повысить эффективность и качество функционирования лиспегчерско-технологических систем связи:

исключило ошибки при бесконтактной передаче управляющей информации через оболочку объекта;

обеспечило повышение в два раза скорости и дальности передачи запросио-ответных сигналов:

повысило на 50 процентов быстродействие устройства подавления акустической обратной связи;

увеличило точность интерполяции речевого сигнала при потере пакетов данных.

Полученные результаты нашли применение:

в устройствах диспетчерско-технологической связи, разработанных ОАО «Муромский радиозавод» в рамках ОКР: «Разработка комплекта приборов ПС для интегрированных мостиковых систем» («ПУ-М»), «Разработка комплекса цифровой оперативно-командной связи» («Ива-ЦС») и «Разработка компонентов комплекса внутри корабельной связи»;

в изделиях, разработанных ОАО НИИ «Звухотехника» в рамках ПИОКР: «Верба», «Чертков», «Чертков-9». «БРЕСТ-Н», «Брусчатник» и других;

в учебном процессе МИ ВлГУ на этапах курсового и дипломного проектирования.

На ШЦИту выносятся следующие положения.

1. Алгоритмы формирования и восстановления гладких сигналов по точным или предписанным данным, обобщающие классические методы аппроксимации посредством обеспечения соответствующих условий сопряжения отдельных локальных решений. Алгоритмы, структура и свойства интерполяционных восстанавливающих фильтров по системам степенных функций и функций Лагерра.

  1. Алгоритмы восстановления по данным с ошибками, обобщающие классические методы локальной аппроксимации посредством использования процедуры минимизации функции потерь с ограничениями типа равенства. Алгоритмы и структура интерполяционных сглаживающих фильтров по произвольной системе линейно независимых функций.

  2. Алгоритмы идентификации нестационарной модели авторегрессии - скользящего среднего и результаты их применения к интерполяции речи на интерватах, отвечающих потерянным в сети пакетам данных.

Достоверность и обоснованность разработанных алгоритмов подтверждается результатами их моделирования и практической реализации в устройствах диспетчерско-технологических систем связи.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях и сессиях:

«1-ой Международной Конференции «Цифровая обработка сигналов И ее применения», г. Москва. 1998;

«3-й Международной конференции «Цифровая обработка сигналов и ее применение», г. Москва. 2000;

«I.VIII научной сессии, посвященной дню радио», г. Москва, 2003;

«VI международной научно-технической конференции «Перспективные технологии в средствах передачи информации ПТСПИ'2005», г. Владимир, 2005;

«Второй Всероссийской научно-технической конференции-семинара «Сверхширокополоспые сигналы в радиолокации, связи и акустике», г. Муром, 2006.

Публикации по работе.

По материалам диссертации опубликовано 20 работ, из них 8 - в рецензируемых журналах, включенных в Перечень ВАК. получено 2 патента и 1 авторское свидетельство на изобрсіснис.

Объем н структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения и библиографического списка использованной литературы, содержащего 155 наименований, на 171 страницах машинописного текста и приложения, включая 52 рисунка и 4 таблицы.

Подобные работы
Ярлыкова Светлана Михайловна
Исследование и разработка алгоритмов приема и совместной обработки дискретно-непрерывных шумоподобных сигналов в абонентских терминалах спутниковых систем мобильной связи с кодовым разделением каналов и возможностью позиционирования
Елисеев Сергей Николаевич
Исследование линейных алгоритмов и устройств цифровой обработки сигналов в системах связи и радиовещания
Шаптала Василий Сергеевич
Разработка и реализация алгоритма функционирования модема коротковолновой радиосвязи на цифровом процессоре обработки сигналов с фиксированной точкой
Левин Кирилл Евгеньевич
Исследование алгоритмов обработки речевых сигналов при распознавании команд в системах компьютерной телефонии
Брусин Ефим Александрович
Разработка и исследование методов оценивания несущей частоты фазомодулированных сигналов в когерентных демодуляторах спутниковых систем связи
Панкратов Денис Юрьевич
Исследование и разработка алгоритмов многопользовательской демодуляции для систем сотовой подвижной связи
Будылдина Надежда Вениаминовна
Разработка и исследование алгоритмов оптимизации сетей с многопротокольной коммутацией по меткам
Аль-Сураби Мохаммед Абдул Карим Ахмед
Исследование и разработка алгоритмов динамического назначения скорости передачи и мощности излучения в прямой линии сотовых систем связи третьего поколения с технологией WCDMA
Чингаева Анна Михайловна
Исследование и разработка алгоритмов оценивания и оптимальной фильтрации параметров канала с рассеянием во времени и по частоте
Кишмерёшкин Петр Николаевич
Разработка и исследование алгоритмов и устройств совместной фильтрации параметров многоуровневых импульсных коррелированных сигналов

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