Исследование и разработка модема сигналов со многими несущими частотами для передачи цифровой информации по КВ каналу
Диссертация
По результатам диссертационного исследования разработаны и практически реализованы два модема сигналов с ММН. Модемы используются в носимой корреспондентской радиостанции КВ-диапазона и предназначены для работы в полосе стандартного телефонного канала (300Гц-3400Гц). Один из модемов применяется для пакетной передачи файловой информации и обеспечивает информационную скорость 2400 бит/с… Читать ещё >
Содержание
- Список сокращений
- Глава 1. Разработка модели радиолинии с использованием сигналов с ММН
- 1. 1. Разработка математической модели канала связи КВ диапазона с учетом неидеальности генераторного оборудования
- 1. 2. Разработка математической модели радиолинии с использованием сигналов с ММН
- 1. 3. Модель радиолинии с использованием сигналов с ММН в дискретном времени
- 1. 4. Оценка длительности символа и защитного интервала
- 1. 5. Оценка частотного интервала между поднесущими
- 1. 6. Выводы по главе
- Глава 2. Исследование помехоустойчивости модема сигналов с ММН при неидеальности генераторного оборудования
- 2. 1. Постановка задачи
- 2. 2. Анализ помехоустойчивости при наличии частотной расстройки в приемопередающей аппаратуре
- 2. 3. Оценка помехоустойчивости при фазовом шуме в ВЧ каскадах приемопередающей аппаратуры
- 2. 4. Исследование помехоустойчивости при расстройке частоты дискретизации
- 2. 5. Выводы по главе
- Глава 3. Разработка алгоритмов формирования и обработки сигналов с ММН для работы в условиях канала связи с переменными параметрами
- 3. 1. Постановка задачи
- 3. 2. Использование пилот-сигналов для оценивания импульсной характеристики канала связи
- 3. 3. Разработка процедуры выбора параметров модема сигналов с ММН
- 3. 4. Использование отсчетов циклического префикса для оценивания импульсной характеристики канала связи
- 3. 5. Разработка модема сигналов с ММН для работы в условиях канала связи с переменными параметрами
- 3. 6. Выводы по главе
- Глава 4. Имитационное моделирование и практическая реализация результатов диссертационной работы
- 4. 1. Имитационное моделирование работы модема сигналов с ММН в условиях канала связи с переменными параметрами
- 4. 2. Практическая реализация результатов диссертационной работы
- 4. 3. Натурные испытания разработанных модемов сигналов с ММН
- 4. 4. Выводы по главе
Список литературы
- Ануфриев, К Е. Самоучитель MatLab 5.3/б.х- СПб.: БХВ Петербург, 2 002 736 с.
- Балакришнан, А. В. Теория фильтрации Калмана / Пер. с англ. С. М. Зуева- Под ред. А. А. Новикова. М.: Мир, 1988. — 168 с.
- Белоусов, КВ. Матрицы и определители. Учебное пособие по линейной алгебре. Кишинев, 2006. — 101 с.
- Блейхут, Р. Быстрые алгоритмы цифровой обработки сигналов/ Пер. с англ. -М.: Мир, 1989.-448 с.
- Блейхут, Р. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки /Пер. с англ. -М.: Мир, 1986.
- Глинченко, A.C. Цифровая обработка сигналов: Учеб. пособие: В 2 ч. Ч. 1. Красноярск: Изд-во КГТУ. 2001.-199 с.
- Глинченко, А. С. Цифровая обработка сигналов: Учеб. пособие: В 2 ч. Ч. 2. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2001.-184 с.
- Голд, Б., Рейдэр, Ч. Цифровая обработка сигналов / Пер с англ.- Под ред. A.M. Трахтмана- М.: Сов. радио, 1973. 368 с.
- Гольденберг, J1.M. и др. Цифровая обработка сигналов: Справочник/ JI. М. Гольденберг, Б. Д. Матюшкин, М. Н. Поляк М.: Радио и связь, 1985. — 302 с.
- Горяинов, В.Т., Журавлев, А.Г., Тихонов, В. И. Статистическая радиотехника: Примеры и задачи. Учеб. пособие для вузов/ Под ред. В. И. Тихонова.-2-e изд. -М.: Сов. Радио, 1980.- 544 с.
- ГОСТ Р 50 840−95 Передача речи по трактам связи. Методы оценки качества, разборчивости и узнаваемости. Москва: Госстандарт России, 2007 — 93с.
- Долуханов, М. П. Распространение радиоволн. -М.: Связь, 1972. -391 с.
- Дэвис, К. Радиоволны в ионосфере. -М.: Мир, 1973. 502 с.
- Жидков, C.B. Помехоустойчивость модемов со многими несущими при гладких нелинейных искажениях в высокочастотных каскадах аппаратуры связи Журнал радиоэлектроники, № 2,2002.
- Зюко, А.Г., Кловский, Д.Д., Коржик, В.И., Назаров, М. В. Теория электрической связи М.: Радио и связь, 1998. — 433 с.
- Казанцев, A.A., Хворенков, В.В. Исследование модема со многими несущими в условиях нелинейности канала связи //Инфокоммуникационные технологии: период, науч.-техн. и информ.-аналит. журн. ПГАТИ, том 3, № 4, 2005 г. С. 1217.
- Кловский, Д.Д., Конторович, В.Я., Широков, С. М. Модели непрерывных каналов связи на основе стохастических дифференциальных уравнений. М.: Радио и связь, 1984. — 248 с.
- Комарович, В. Ф., Сосунов, В. Н. Случайные радиопомехи и надежность KB связи. -М.: Связь, 1977. 136 с.
- Крейнделин, В. Б., Колесников, А. В. Итерационный алгоритм фазовой синхронизации в системе OFDM, использующей рассеянные пилот-сигналы // Радиотехника. 2005. — № 10. — С. 37−40.
- Макаров, C.B., Цикин, И. А. Передача дискретных сообщений по радиоканалам с ограниченной полосой пропускания. М.: Радио и связь, 1988. -211с.
- Мышкис, А. Д. Лекции по высшей математики М.: Наука, 1973. — 540 с.
- Николаев, Б.И. Последовательная передача дискретных сообщений по непрерывным каналам с памятью— М.: Радио и связь, 1988. 264 с.
- Окунев, Ю.Б. Системы связи с инвариантными характеристиками помехоустойчивости. -М.: Связь, 1973. 80 с.
- Потемкин, В.Г. Система инженерных и научных расчетов MatLab 5.x: в 2-х т. Том 1.- М.: Диалог-МИФИ, 1999. — 304 с.
- Прокис, Дж. Дж. Цифровая связь. Пер. с англ./Под ред. Д. Д. Кловского.— М.: Радио и Связь, 2000. 800 с.
- Рытое, С.М. Введение в статистическую радиофизику. Часть 1. Случайные процессы. М.: Наука, 1976. — 496 с.
- Свешников, А.Г., Тихонов, А.Н. Теория функций комплексной переменной. -М.: Наука, 1979.- 320 с.
- Сергиенко, А.Б. Цифровая обработка сигналов: учебное пособие для вузов. -СПб.: Питер, 2002. 608с.
- Скляр, Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение, 2-е издание.: пер. с англ.- М.: Издательский дом «Вильяме», 2003. -1104 с.
- Справочник по математике для научных работников и инженеров / Корн. Г. М.: Наука, 1970−720 с.
- Типовая методика испытаний. Коротковолновые радиостанции. Артикуляционные измерения разборчивости речи в радиолинии. Москва: ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, 2007 — 12 с.
- Тихонов, В.И. Статистическая радиотехника М.: Советское радио, 1966. -670 с.
- Тяжев, А.И. Выходные устройства приемников с цифровой обработкой сигналов. Самара: Самарский университет, 1992. — 276 с.
- Уидроу, Б., Стирнз, С. Адаптивная обработка сигналов: пер. с англ. М.: Радио и связь, 1989. — 440 с.
- Умное, А.Е. Аналитическая геометрия и линейная алгебра: Учеб. пособие: Для вузов М.О.: Издание ЗАО «Оптимизационные системы и технологии», 2004.-368 с.
- Феер, К. Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения спектра. Пер. с англ./ Под ред. В. И. Журавлева. М.: Радио и связь, 2000. — 520 с.
- Финк, JI.M. Теория передачи дискретных сообщений. Изд. 2-е, переработанное и дополненное-М.: Советское радио, 1970. 727 с.
- Френке, Л. Теория сигналов. М.: Советское радио, 1974. — 344 с.
- Харкевич, A.A. Борьба с помехами. М.: Наука, 1965. — 276 с.
- Хмельницкий, Е.А. Оценка реальной помехозащищенности приема сигналов в KB диапазоне. М.: Радио и связь, 1970. — 175 с.
- Цыпкин, Я. 3. Основы теории обучающихся систем. М.: Наука, 1970. — 252 с.
- Шульгин, В.И. Основы теории передачи информации. 4.2. Помехоустойчивое кодирование.- Учебное пособие. Харьков: Нац. аэрокосм, университет «Харьковский авиационный институт», 2003. — 87 с.
- А. Шульгин, В. И. Основы теории связи. 4.1. Теория и практика кодирования.-Учебное пособие. Харьков: Нац. аэрокосм, университет «Харьковский авиационный институт», 2005. — 196 с.
- Altekar, S. A., Beaulieu, N. С. Upper bounds to the error probability of decision feedback equalization.-IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 39, Jan. 1993.-P. 145−156.
- Arenas, J.M., Landstrom, D. Synchronization in OFDM systems.-PhD thesis, Lund University, 1999. P. 1−4.
- Armada, A. G., Calvo, M. Phase noise and sub-carrier spacing effects on the performance of an OFDM communication system.-IEEE Communications Letters, vol. 2, no. 1, Jan. 1998.-P. 11−13.
- Armada, A. G. Understanding the Effects of Phase Noise in Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). IEEE Transactions on broadcasting, vol. 47, no.2, June 2001.-P. 153−159.
- Bahai, A.R.S., Goldsmith, A. J., Saltzberg, B.R. A new approach for evaluating clipping distortion in Multicarrier systems. IEEE Journal on selected areas in Communications, vol. 20, no.5, May 2002. — P. 3−7.
- Barhumi, I. etc. Time-domain and frequency-domain per-tone equalization for OFDM over doubly selective channels. Signal Processing 84 (2004). — P. 2055−2066.
- Baxley, R.J. Analyzing selected mapping for peak-to-average power reduction in OFDM. Thesis of Georgia Institute of Technology, April 2005. — 98 p.
- Bingham, J. A. C. Multicarrier modulation for data transmission: an idea whose time has come.- IEEE Commun. Mag., May 1990. P. 5−14.
- Cai, X. Error probability minimizing pilots for OFDM with M-PSK modulation over Raleigh fading channels. /IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol. 53, No. l, 2004. P. 146−155.
- Chiu, K, Markovic, D., Tang, H., Zhang, N. OFDM Receiver Design. EE225C, Final Report, December 2000. — 18 p.
- Chow, J. S., Tu, J. C., Cioffi, J. M. A discrete multitone transceiver system for HDSL application. IEEE J. Select. Areas Commun., vol. 9, Aug. 1991. — P. 895−908.
- Chow, P. S., Cioffi, J. M., Bingham, J. A. C. A practical discrete multitone transceiver loading algorithm for data transmission over spectrally shaped channels. -IEEE Trans. Commun., vol. 43, Feb.-Apr. 1995. P. 773−775.
- Cimini, L. J., Jr. Analysis and simulation of a digital mobile channel using orthogonal frequency-division multiplexing. IEEE Trans. Commun., vol. COM-33, July, 1985-P. 665−675.
- Coleri, S., Ergen, M., Puri, A., Bahai, A. A study of channel estimation in OFDM systems-IEEE Transactions on Communications, March 2002. P. 894−898.
- Coleri, S., Ergen, M., Puri, A., Bahai, A. Channel estimation techniques based on pilot arrangement in OFDM systems. /IEEE Transactions on Broadcasting, Vol. 48, No. 9,2002.-P. 223−229.
- Costa, E., Midrio, M., Pupolin, S. Impact of Amplifier Non-linearities on OFDM Transmission System Performance.-IEEE Communications Letters, Vol. 3 no. 2, Feb., 1999.
- Costa, E., Pupolin, S. M-QAM-OFDM system performance in the presence of a nonlinear amplifier and phase noise.-IEEE Transactions on Communications, March 2002,-P. 462−472.
- De Courville, M., Duhamel, P., Palicot, J. Blind Equalization of OFDM Systems based on the Minimization of a Quadratic Criterion. In ICC Conference Record, 1996.-P. 1318−1322.
- Ding, Z., Johnson, C. R., Jr., Kennedy, R. A. On the (non)existence of undesirable equilibria of Godard blind equalizer IEEE. Trans. Signal Processing, vol. 40, Oct. 1992.-P. 2425−2432.
- ETSI ES 201 980. Digital Radio Mondiale. System Specifications.v.2.1.1-European Telecommunications Standards Institute, April 2004. P. 8−18.
- Enright, R., Darnell, M. OFDM modem with peak to — mean envelope power ratio reduction using adaptive clipping/ HF Radio systems and techniques//Conference Publication No. 411, 7−10 July, 1997. — P. 44- 49.
- Gill, M. C. Coded-Waveform Design for High Speed Data Transfer over High Frequency Radio Channels. /PhD Thesis, February, 1998. 144 p.
- Gregorio, F. H., Laakso, I. The performance of OFDM-SDMA systems with power amplifier Non-linearities. Proceedings of the 2005 Finnish signal processing symposium — finsig'05, August 25,2005. — P. 58−61.
- Gregorio, F., Laakso, T. A novel carrier allocation for multiuser OFDM system with amplifier nonlinearities. -Accepted to European Signal Processing Conference, EUSIPCO 2005, Sept. 2005.
- Haykin, S. Adaptive Filter Theory. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1996. -997 p.
- Hazy, L, El-Tanany, M. Synchronization of OFDM systems over frequency selective fading channels. Proceedings of the IEEE VTC, Phoenix, Arizona, USA, May 1997.-P. 2094−2098.
- Hoeher, P., Kaiser, S., Robertson, P. Two-dimensional pilot-symbol aided channel estimation by Wiener filtering. -IEEE Int. Conf. Acoustics, Speech and Signal Processing, Munich, Germany, Apr. 1997.-P. 1845−1848.
- Hutter, A. A. Design of OFDM systems for frequency-selective and time-variant channels // Access-Transmission-Networking/ International Zurich Seminar on Broadband Comunications, Zurich, February, 2002. P. 39−1-39−6.
- Joint channel estimation and equalization in multicarrier modulation system using cyclic prefix. in Proc. ICASSP'99, vol. 5, Phoenix, AZ, 1999.-P. 2733−2736.
- Kalman filtering and neural networks/ edited by Haykin S. 2001. — 202 p.
- Kennedy, R. A. Blind adaptation of decision feedback equalizers: gross convergence properties.-Int. J. Adapt. Control Signal Process, vol. 7,1993-P. 497 523.
- Klein, A., Kaleh, G. K, Baier, P. W. Zero forcing and minimum mean-square-error equalization for multiuser detection in code-division multiple-access channels-IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 45, May 1996.-P. 276−287.
- Kundur, D., Hatzinakos, D. On the use of Lyapunov criteria to analyze the convergence of blind deconvolution algorithm. IEEE Trans. Signal Processing, vol. 46, Nov. 1998.-P. 2918−2925.
- Li, Y., Ding, Z. Convergence analysis of finite length blind adaptive equalizers. IEEE Trans. Signal Processing, vol. 43, Sept. 1995. -P. 2120−2129.
- Li, Y., Liu, K. J. R. Static and dynamic convergence behavior of adaptive blind equalizers. IEEE Trans. Signal Processing, vol. 44, Nov. 1996. — P. 2736−2744.
- Macchi, O., Eweda, E. Convergence analysis of self-adaptive equalizers.-IEEE Trans. Inform. Theory, vol. IT-30, Mar. 1984. P. 161−176.
- Mackay, David J.C. Information theory, inference and learning algorithms. -2003.-641 p.
- Marione, M. On the Necessity of High Front-ends in Broadband Performance RF Wireless Access Employing Multicarrier Modulations (OFDM).-WJ Communications, Palo Alto, USA P. 1−10.
- Minn, H., Bhargava, V. K. A simple and Efficient Timing Offset Estimation for OFDM Systems. Proc. Vehicular Tech. Conf. Tokyo, Japan, March 2000.
- Morelli, M. A Comparison of Pilot-aided Channel Estimation Methods for OFDM Systems / M. Morelli, U. Mengali // IEEE Transactions on Signal Processing. -2001. Vol. 49, No. 12. — P. 3065−3073.
- Necker, M. etc. An Adaptive Wiener-Filter for Improved Channel Estimation in mobile OFDM-Systems. / International Symposium on Signal Processing and Information Technology // IEEE 28−30 December. P. 213−216.
- OFDM for mobile data communications. Flarion Technologies, Inc., March 2003.-P. 2−5.
- Olsson, M. A Rapid Prototype of an IEEE802.11a Synchronizer.-Linkoping, November, 2002. 85 p.
- Pollet, T., Bladel, Van M., Moenecley, M. BER Sensitivity of OFDM Systems to Carrier Frequency Offset and Wiener Phase Noise. IEEE Transactions on Communications, Feb./Mar./Apr. 1995.-P.43:191−193.
- Pollet, T., Moenecley, M. Synchronizability of OFDM Signals.-In Proc. Globecom, 1995.-P. 2054−2058.
- Pollet, T., Peeters, M. Synchronization with DMT Modulation. IEEE Communications, April, 1999-P. 80−86.
- Ramasami, V. C. Orthogonal frequency division multiplexing.-IEEE Transactions on Communications, July 2002. P. 3−20.
- Robert, Dr., McLaren, W. Receiver Performance in IEEE 802.11a Wireless LAN standard. Thesis of University of Missouri-Columbia, December 2000. — 143 p.
- Robins, W. P. Phase noise in signal sources. IEEE Telecommunication series 9, 1991.
- Saito, M., Moriyama, S., Yamada, O. A digital modulation for terrestrial digital TV broadcasting using trellis coded OFDM and its performance.-IEEE Transactions on broadcasting, vol. 92, no.2, June 1992. P. 1694−1695.
- Schafliuber, D. Kalman Tracking of Time-Varying Channels in Wireless MIMO-OFDM Systems / D. Schafhuber, G. Matz, F. Hlawatsch // Proc. 37th Asilomar Conf. Signals, Systems, Computers, Pacific Grove (CA). Nov. 2003. P. 1261−1265.
- Schmidl, T. M., Cox, D. C. Blind Synchronization for OFDM-Electronics Letters, February, 1997. 33(2):113−114.
- Schmidl, T. M., Cox, D. C. Robust Frequency and Timing Synchronization for OFDM.-IEEETrans. On Comms., Vol. 45, No. l2,Dec 1997.-P. 1613−1621.
- Simeone, O. et al. Pilot-Based Channel Estimation for OFDM Systems by Tracking the Delay-Subspace. IEEE Trans. On Wireless Comms., Vol. 3, No. l, Jan 2004.-P. 315−325.
- Smee, J. E., Beaulieu, N. C. Error-rate evaluation of linear equalization and decision feedback equalization with error propagation.-IEEE Trans. Commun., vol. 46, May 1998.-P. 656−665.
- Suzuki, N., Uehara, H., Yokoyama, M. A new OFDM demodulation method with variable length effective symbol and ICI Canceller. IEICE Trans. Fundamentals, vol. E85-A, no. 12, December 2002. — P. 2859−2867.
- Tellado, J., Hoo, L., Cioffi, J. Maximum-likelihood detection of nonlinearly distorted multicarrier symbols by iterative decoding.-IEEE Transactions on Communications, vol. 51, Feb. 2003-P. 218−228.
- Tellambura, C. A coding technique for reducing Peak to Average Power Ratio in OFDM. in Proceedings IEEE GLOBECOM 98,1998, vol. 5.
- Wang, X., Ray, Liu K.J. Adaptive channel estimation in Multicarrier modulation systems using cyclic prefix. /IEEE Communications Letters, vol. 3, Oct., 1999.-P. 291−293.
- Wang, X., Ray, Liu K.J. Performance analysis for adaptive channel estimation exploiting cyclic prefix in multicarrier modulation systems. IEEE Transactions on Communications, vol. 51, no. 1, January, 2003. — P. 94−105.
- Yamamura, T., Harada, H. High Mobility OFDM Transmission System by a New Channel Estimation and ISI Cancellation Scheme using Characteristics of Pilot Symbol Inserted OFDM Signal. /Transactions on Communications, 1999. P. 319 323.
- Zheng, H., Liu, K. J. R. Robust image and video transmission over spectrally shaped channels using multicarrier modulation. IEEE Trans. Multimedia, vol. 1, Mar. 1999.-P. 88−103.
- Zhenlan, C., Dahlhaus, D. Time versus Frequency domain channel tracking using Kalman filters for OFDM systems with antenna arrays.
- Zhidkov, S. V. Performance Analysis of Multicarrier Systems in the Presence of Smooth Nonlinearity.- EURASIP Journalon Wireless Communications and Networking 2004. -P. 335−343.
- Ziegler, R. A., Cioffi, J. M. Estimation of time-varying digital radio channel. -IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 41, May 1992.-P. 134−151.1. Теорема 1. n1 у.е.~ н зш (7г9). *N