Разработка и реализация алгоритма функционирования модема коротковолновой радиосвязи на цифровом процессоре обработки сигналов с фиксированной точкой
Диссертация
Развитие ЦОС неразрывно связано с совершенствованием элементной базы, позволяющей выполнять алгоритмы, требующие большой вычислительной мощности, например: фильтрация, вычисление дискретного преобразования Фурье (ДПФ) и т. п. Вышеперечисленные алгоритмы могут быть эффективно реализованы на цифровых процессорах обработки сигналов (ЦПОС), называемых также сигнальными процессорами. Доминирующее… Читать ещё >
Содержание
- Перечень условных обозначений
- 1. Обзор реализаций МКВР
- 1. 1. Канал KB радиосвязи
- 1. 1. 1. Особенности распространения радиоволн в KB диапазоне
- 1. 1. 2. Методы моделирования канала KB радиосвязи. Модель Ваттерсона
- 1. 1. 3. Международные рекомендации, регламентирующие методы моделирования канала KB радиосвязи
- 1. 2. Основные зарубежные стандарты и рекомендации в области цифровой KB радиосвязи
- 1. 2. 1. Федеральные стандарты США
- 1. 2. 2. Стандарты Министерства обороны США
- 1. 2. 3. Рекомендации ITU-R
- 1. 3. Характеристики МКВР
- 1. 3. 1. Обзор зарубежных модемов
- 1. 3. 2. Обзор отечественных модемов
- 1. 4. Постановка задачи исследования
- 1. 4. 1. Обоснование выбора системы сигналов МКВР
- 1. 4. 2. Требования, предъявляемые к МКВР
- 1. 4. 3. Обоснование выбора ЦПОС для реализации МКВР
- 1. 4. 4. Сложности реализации МКВР и пути их решения
- 1. 4. 5. Формулировка задачи на разработку МКВР
- 1. 1. Канал KB радиосвязи
- 2. 1. Обобщенный алгоритм функционирования передатчика МКВР
- 2. 2. Обобщенный алгоритм функционирования приемника МКВР
- 2. 2. 1. Формирование АС и компенсация ЧС
- 2. 2. 2. Спектральный анализ
- 2. 2. 3. Статистическая обработка
- 2. 3. Обобщенный алгоритм помехоустойчивого кодирования
- 2. 4. Скремблирование информации в МКВР
- 2. 5. Оценка эффективности функционирования МКВР. Эксплуатационная и реализационная эффективность
- 2. 6. Постановка задачи оптимизации алгоритма функционирования МКВР на ЦПОС с ФТ
- 2. 6. 1. Декомпозиция задачи оптимизации алгоритма реализации МКВР
- 2. 6. 2. Постановка задачи понижения вычислительной сложности алгоритма функционирования МКВР
- 2. 6. 3. Постановка задачи повышения вычислительной точности алгоритма функционирования МКВР
- 3. 1. Классификация задач оптимизации АФАС и ABC
- 3. 2. Задача оптимизации АФАС
- 3. 2. 1. Требования к ФПГ
- 3. 2. 2. Расчет ФПГ с симметричными характеристиками
- 3. 2. 3. Децимация сигнала в АФАС
- 3. 2. 4. Анализ вычислительной сложности АФАС
- 3. 2. 5. Реализация блока компенсации частотного смещения в МКВР
- 3. 3. Задача оптимизации ABC
- 3. 3. 1. Алгоритм работы блока спектрального анализа
- 3. 3. 2. Алгоритм вычисления 80-точечного БПФ
- 3. 3. 3. Скользящий Фурье анализ
- 3. 3. 4. Масштабирование сигнала при расчете спектра
- 3. 3. 5. Сравнительный анализ вычислительной сложности ABC различными путями
- 3. 4. Оценка вычислительной сложности алгоритма функционирования МКВР
- 4. 1. Обзор ЦПОС отечественных и зарубежных производителей
- 4. 1. 1. Texas Instruments
- 4. 1. 2. Analog Devices Inc (ADI)
- 4. 1. 3. Motorola
- 4. 1. 4. Отечественные производители
- 4. 2. Повышение вычислительной точности алгоритма функционирования МКВР
- 4. 3. Оценка реализационных и эксплуатационных характеристик предлагаемого МКВР
- 4. 3. 1. Модель KB канала
- 4. 3. 2. Оценка эффективности предлагаемого МКВР
- 4. 3. 3. Оценка затрат на производство МКВР
Список литературы
- Cook S.C., Gill М.С., Gill T.C. A high-speed parallel-tone modem// HF radio systems and techniques, 7 July 1994.
- FED-STD-1045A, HF Radio Automatic Link Establishment, 1993.
- FED-STD-1046, HF Radio Automatic Networking, 2000.
- FED-STD-1047, HF Radio Automatic Store-and-Forward, 2001.
- FED-STD-1048, HF Radio Automatic Networking to Multiple-media, 2001.
- FED-STD-1052, HF Radio Modems, 1996.
- Forrer Jolian B. A Low-Cost HF Channel Simulator for Testing and Evaluating HF Digital Systems. KC7WW.
- ITU-R Recommendation F. 455−2, Improved transmission system for HF radiotelephone circuits, 1992.
- ITU-R Recommendation F. 520−2, Use of high frequency ionospheric channel simulators, 1992.
- ITU-R Recommendation F.1487, Testing of hf modems with bandwidths of up to about 12 khz using ionospheric channel simulators (2000), ccir hf ionospheric channel simulator, XIII Plenary Assembly, CCIR, vol. Ill, Report No. 549.
- McClellan J.H., Parks T.W. A Unified Approach to the Design of Optimum FIR Linear-Phase Digital Filters. IEEE Trans on C.T. 1973, v. ct-20, № 6, p.267−701.
- MIL-STD-188−110B, Interoperability and performance standards for data modems, 2000.
- MIL-STD-188−14IB, Interoperability and performance standards for medium and high frequency radio sistems, 1999.
- Proakis John G. Digital communications. McGraw-Hill, New York, 2000.
- Schlegel C., Costello D.J. Bandwidth efficient coding for fading channels// IEEE J. Select, Areas Commun., vol. 7, no. 9, pp. 1356−1368, 1989.
- Ungerboeck G. Channel coding with multilevel/phase signals// IEEE Trans. Inf. Theory, vol. IT-12, no. 1, pp. 55−67, 1982.
- User’s Guide, Filter Design Toolbox for Use with Matlab. Version 2, the MATH WORKS, 2000.- 18. Аппаратура передачи дискретной информации МС-5, под ред. А. М. Заездного и Ю. Б. Окунева. М.: Связь, 1970.
- Ахиезер Н.И. Лекции по теории аппроксимации. М.: Наука, 1965.
- Блейхут Р. Быстрые алгоритмы цифровой обработки сигналов: Пер. с англ. М.: Мир, 1989.
- Блейхут Р. Теория и практика кодов контролирующих ошибки: Пер. с англ. М.: Мир, 1986.
- Богнер Р., Константинидис А. Введение в цифровую фильтрацию: Пер. с англ./ Под ред. Л. И. Филиппова. М.: Мир, 1986.
- Вайдьянатхан П.П. Цифровые фильтры, блоки фильтров и полифазные фильтры с многочастотной дискретизацией: Методический обзор. ТИИЭР, 1990, т. 78, № 3, стр. 77−120.
- Витерби А.Д., Омура Дж.К. Принципы цифровой связи и кодирования: Пер. с англ./ Под ред. К. Ш. Зигангирова. М.: Радио и связь, 1982.
- Галкин А.В., Лапин А. Н., Самойлов А. Г. Моделирование каналов систем связи. М.: Связь, 1979.
- Головин О.В. Декаметровая радиосвязь. М.: Радио и связь, 1990.
- Гольденберг Л.М., Матюшкин Б. Д., Поляк М. Н. Цифровая обработка сигналов. Справочник. -М.: Радио и Связь, 1985.
- Куприянов М.С., Матюшкин Б. Д. Цифровая обработка сигналов: процессоры, алгоритмы, средства проектирования. СПб Политехника, 1998.
- Лагутенко О.И. Современные модемы. М.: Эко-Трендз, 2002.
- Ланнэ А.А. Синтез нерекурсивных цифровых фильтров с симметричными характеристиками. Радиоэлектроника, 1995, т. 38, № 3−4, стр.38−60.
- Ланнэ А.А., Нажди К., Семенов О. Б. Цифровые широкополосные фазовращатели и преобразователи Гильберта сопоставительный анализ. Радиоэлектроника, 1996, № 5, стр.12−24.
- Ланнэ А.А., Улахович Д. А. Многокритериальная оптимизация. — ВАС, 1984.
- Мартынов Н.Н., Иванов А.П. MATLAB 5.Х. вычисления, визуализация, программирование. М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2002.
- Модем МД-028, Техническое описание ХД2.081.028 ТО, 1984.
- Немировский М.С. Цифровая передача информации в радиосвязи. — М.: Связь, 1980.
- Прокис Дж. Цифровая связь. Пер. с англ./Под ред. Д. Д. Кловского. -М.:Радио и связь, 2000.
- Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. -М.: Мир, 1978.
- Скляр Б., Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение, 2-е издание.: Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильяме», 2003.
- Таланов А.О. Описание к пакету программ FD2. Центр ЦОС ГУТ, СПб, 1998.
- Хемминг Р. В. Цифровые фильтры: Пер. с англ./ Под ред. А. М. Трахтмана. М.: Сов. радио, 1980.
- Цифровой процессор обработки сигналов TMS32010 и его применение/ Под ред. А. А. Ланнэ. Л.: ВАС, 1990.
- Черепкова Е.Л., Чернышев О. В. Распространение радиоволн: Учебник для вузов связи. М.: Радио и связь, 1984.
- Шаптала B.C. Сравнительный анализ способов формирования огибающей в параллельном модеме KB радиоканала //55 НТК студентов, аспирантов и молодых специалистов: тез. докл. / СПбГУТ, СПб, 2001.
- Шаптала B.C. Оценка возможностей уменьшения пик-фактора сигнала на выходе параллельного модема // 54 НТК профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов: тез. докл. / СПбГУТ, СПб, 2002.
- Шаптала B.C., Елизаров В. В., Кондруцкий А. В., Путилин А. Н. Реализация KB модема на ЦПОС TMS320C50 // 4 МНТК Цифровая обработка сигналов и ее применение: тез. докл. М., 2002.
- Шаптала B.C., Ланнэ А. А. Синтез преобразователей Гильберта // 4 МНТК Техника и технология связи: тез. докл. Алма-Ата, 2002.
- Шаптала B.C., Ланнэ А. А. Синтез преобразователей Гильберта // Цифровая обработка сигналов. 2002. № 2.
- Шаптала B.C., Ланнэ А. А. Нерекурсивные цифровые фильтры с симметричными характеристиками // 5 МНТК Цифровая обработка сигналов и ее применение: тез. докл. М., 2003.
- Шаптала B.C. Сравнительный анализ реализаций KB модема на сигнальных процессорах с фиксированной и плавающей точкой // Цифровая обработка сигналов. 2003. № 2.
- Шаптала B.C., Ланнэ А. А. Нерекурсивные цифровые фильтры с симметричными характеристиками // Радиотехника. 2003. № 4.
- Шаптала B.C. Реализация 80-точечного быстрого преобразования Фурье на процессоре TMS320C50 // 58 НТК, посвященной Дню радио и 300-летию Санкт-Петербурга: тез. докл. СПб, 2003.
- Шаптала B.C., Семенов Д. А., Юдаков Д. А. Разработка лабораторных работ на цифровом процессоре обработки сигналов TMS320C54xx // 58 НТК, посвященной Дню радио и 300-летию Санкт-Петербурга: тез. докл. СПб, 2003.