"Цифровая обработка сигналов" №1-2021 год: рефераты статей
| |
Аннотация:
В теории цифровой обработки сигналов (ЦОС) при проведении
теоретических и прикладных исследований широко используется
дискретно-временное преобразование Фурье (ДВПФ). В настоящей
работе в теорию ЦОС введена новая форма преобразования Фурье –
дискретно-частотное преобразование Фурье (ДЧПФ). Целью работы
является разработка и исследование дискретного преобразования
Фурье варьируемым параметром во временной области, позволяющего эффективно и результативно находить значения дискретночастотного преобразования Фурье не только при целых, но и при
рациональных значениях временной переменной. Метод дискретного
преобразования Фурье с варьируемым параметром во временной области позволяет эффективно и результативно бороться с эффектом, названным авторами эффектом частокола во временной области (picket fence effect in the time domain). Введены дискретные экспоненциальные функции с варьируемым параметром во временной области и подробно исследуются их основные свойства. Предложены
алгоритмы быстрого дискретного преобразования Фурье с варьируемым параметром во временной области (БПФ-ВПВО) как для комплексных, так и действительных последовательностей. Разработан
граф алгоритма БПФ-ВПВО с прореживанием по времени и с замещением (естественный порядок отсчетов на входе алгоритма, двоично-инверсный порядок отсчетов на выходе алгоритма).
Ключевые слова:
цифровая обработка сигналов, дискретно-частотное преобразование Фурье, дискретно-временное преобразование Фурье, эффект частокола во временной области,
быстрое дискретное преобразования Фурье варьируемым параметром во временной области.
Об авторах:
Пономарева О.В., д.т.н., профессор Ижевского государственного технического университета имени
М.Т. Калашникова, e-mail: ponva@mail.ru
Пономарев А.В., к.э.н., доцент Ижевского государственного технического университета имени
М.Т. Калашникова, e-mail: palexizh@gmail.com
Смирнова Н.В., к.т.н., доцент Севастопольского государственного университета, e-mail: yolkanv@gmail.com
|
|
|
Полянин М.С.
|
Аннотация:
Входными данными для нерекурсивного адаптивного алгоритма
настройки АФАР обычно выступает плохо обусловленная или сингулярная выборочная ковариационная матрица (ВКМ), которая приводит к некорректному решению. Расчет коэффициента регуляризации (КР) является одним из ключевых вопросов для обеспечения
надежной работы оптимального бимформера – формирователя
луча АФАР. В статье рассмотрены существующие методики оценки оптимального значения КР, подходящие для слепого формирователя луча (ФЛ), имеющие разную эффективность работы и сложность аппаратурной реализации. Приведены результаты моделирования узкополосного ФЛ с линейно ограниченной минимальной
мощностью (LCMP) с применением алгоритмов линейной усадки.
Ключевые слова:
пространственно-временная адаптивная обработка (STAP), регуляризация, LCMP формирователь луча, адаптивная
фазированная антенная решетка (АФАР).
Об авторах:
Полянин М.С., аспирант, начальник группы АО «ИСС», e-mail: polyaninm@mail.ru
|
|
|
Быховский М.А.
Возможности создания высокоскоростных систем связи с высокой спектральной и энергетической эффективностью (часть 1)
Аннотация:
В данной работе выполнено исследование спектральной (СЭ) и
энергетической (ЭЭ) эффективности двух разных высокоскорост-
ных систем связи, предназначенных для передачи сообщений с вы-
сокой удельной скоростью Rf≥1. В первой из них для передачи сообщений по каналу связи применяются двумерные сигналы с квадратурно-амплитудной модуляцией (QAM), а для исправления ошибок, возникающих при демодуляции этих сигналов, применяются
помехоустойчивые коды (ПК) с максимально достижимым кодовым
расстоянием (МДР). К кодам МДР относятся коды Рида-Соломона
(RS) или близкие к ним или низкоплотностные коды (LDPC). Показано, что при оптимальном выборе ее параметров – режима демодуляции сигналов с QAM и ПК, можно создать систему связи, которая
будет иметь достаточно высокие ЭЭ и СЭ. Исследование показало,
что относительно «идеальной» системы связи ее СЭ (μs) и ЭЭ (μen) при рациональном выборе параметров будут составлять, соответственно, μs = 0,87 и μen = - 2…-5 дБ для 3≤Rf≤10 бит/сек·Гц.
Рассмотрена также и другая система с ПК, в которой применяют-
ся многомерные оптимальные ансамбли сигналов (АС), имеющие
сравнительно небольшую нормированную длительность.
Исследована система также связи, в которой для передачи сигналов используются -мерные оптимальные АС, а ПК не применяются. Показано, что при достаточно большой нормированной длительности сигналов такого АС, в ней может быть обеспечена
высокая надежность связи высокие коэффициенты ЭЭ и СЭ (μs = 1
и μen≈ 0), т.е. характеристики такой системы близки к характеристикам «идеальной» системы Шеннона.
Ключевые слова:
Высокоскоростные системы связи, методы передачи сигналов, спектральная и энергетическая эффективность, помехоустойчивые коды.
Об авторах:
Быховский М.А., доктор технических наук, профессор МТУСИ, e-mail: bykhmark@gmail.com
|
Гагиев Я.П., Адёркина А.А.
Разработка и анализ схемы пространственно-временного блочного кодирования для модуляции с одной несущей |
|
Аннотация:
Представлена схема пространственно-временного блочного
(ПВБ) кодирования для модуляции с одной несущей (SC – Single
Carrier) с эквализацией в частотной области на основе схемы Аламоути. В предлагаемой схеме кодирование применяется только к
символам данных независимо для каждого SC блока, что позволяет
сохранить циклическую структуру относительно защитных интервалов, необходимую для эквализации в частотной области.
Показано, что совместная эквализации сигналов данных и сигналов
защитных интервалов на приёмнике приводит к искажению последних в силу отсутствия ПВБ структуры. Предлагается метод раздельной эквализации сигналов данных и защитных интервалов,
который позволяет сохранить оптимальность обработки для обоих типов сигналов с незначительным увеличением вычислительной
сложности приёмника. Для анализа оптимальности разработанной
схемы ПВБ кодирования для конфигурации с двумя передающими и
одной принимающей антенной было выполнено сравнение со схемой
оптимального весового суммирования (MRC – Maximal Ratio Combining)
с одной передающей и двумя принимающими антеннами в двух
моделях канала: с лучом прямой видимости и в Релеевской модели
канала. Показано, что при фиксированной мощности излучаемой
антенной две схемы имеют одинаковую производительность. Выигрыш относительно конфигурации с одной передающей и одной
принимающей антенной (SISO – Single Input Single Output) в случае
канала прямой видимости составляет 3 дБ. В случае Релеевского
канала выигрыш в ОСШ лежит в пределах 4,1 – 8,3 дБ в зависимости от типа цифровой модуляции и скорости кодирования.
Ключевые слова:
пространственно-временное кодирование, схема Аламоути, оптимальное весовое суммирование, защитные интервалы, модуляция с одной несущей.
Об авторах:
Гагиев Я.П., старший научный сотрудник ООО «Радио Гигабит», аспирант Нижегородского государственного
университета им. Н.И. Лобачевского, e-mail: yaroslav.gagiev@radiogigabit.com
Адёркина А.А., научный сотрудник ООО «Радио Гигабит», аспирантка Нижегородского государственного
университета им. Н.И. Лобачевского, e-mail: anastasia.aderkina@radiogigabit.com
|
|
|
|
Аннотация:
Рассматривается параллельная передача двоичных сообщений
узкополосными ортогональными сигналами. Перед передачей двоичное сообщение делится на блоки. Элементы блоков поступают
для передачи одновременно и передаются с использованием предлагаемых ортогональных сигналов. Сигналы последовательно передаваемых блоков частично перекрываются во времени. Приведены удельные затраты полосы частот, пик-фактор и помехоустойчивость передачи. Целью работы является рассмотрение формирования передаваемого сигнала и обработки принимаемого сигнала
с использованием комплексной огибающей. При этом основная
часть алгоритма формирования и обработки осуществляется в
низкочастотной области.
Ключевые слова:
параллельная передача,
перекрывающиеся сигналы, удельные затраты
полосы частот, комплексная огибающая, помехоустойчивость.
Об авторах:
|
|
|
Котцов В.А., Котцов П.В.
Стеганографическое использование структуры сигнала цифрового изображения
|
Аннотация:
Предложен простой стеганографический способ скрытой передачи цифровой видеоинформации, основанный на таблично – бинарном кодировании. Приведен пример реализации способа. Отмечены
ограничения и преимущества в его использовании.
Ключевые
слова:
стеганография, видеоинформация, криптография, скрытая передача.
Об
авторах:
Котцов В.А., научный сотрудник Института космических исследований Российской академии наук
(ИКИ РАН), e-mail: vladkott@mail.ru
Котцов П.В., инженер-программист, e-mail: kot_scorp@mail.ru
|
|
|
Кузьмин Е.В., Сорокин А.В.
Цифровая фильтрация результатов ГНСС-рефлектометрии
|
Аннотация:
Разработана программная процедура цифровой фильтрации
для постобработки экспериментально полученных интерференционных рефлектограмм. Дана аналитическая оценка коэффициента
снижения влияния аддитивного шума. Проведена фильтрация экспериментальных интерференционных рефлекторамм, полученных
в результате сеансов регистрации интенсивности сигналов ГНСС
при различных свойствах поверхностей, примыкающих к месту
приёма.
Ключевые
слова:
интерференционные рефлектограммы, цифровая фильтрация, ГНСС-рефлектометрия, ГНСС-Р, многолучёвость, преобразование Фурье.
Об
авторах:
Кузьмин Е.В., к.т.н., доц., доцент кафедры радиотехники ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет»;
e-mail: ekuzmin@sfu-kras.ru
Сорокин А.В., к.ф.-м.н., доц., старший научный сотрудник лаборатории космических систем
и технологий ФГБУН «Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр СО РАН»;
e-mail: sorav@iph.krasn.ru
|
|
|
Попов Д.И.
Оптимизация режекторных фильтров по вероятностному критерию
|
Аннотация:
Рассмотрена задача оптимизации нерекурсивных режекторных
фильтров (РФ) высоких порядков по вероятностному критерию.
Сформулирована постановка задачи оптимизации и приведено выражение для средней в доплеровском интервале однозначности
вероятности правильного обнаружения. Задача оптимизации весового вектора РФ фильтра решается методом нелинейного программирования. Для сходимости решения к унимодальному экстремуму предлагается вводить ограничения на форму частотной характеристики РФ, задавая ее в виде равноотстоящих частотных
выборок. При каскадной форме реализации РФ предлагается оптимизировать непосредственно весовые коэффициенты отдельных
звеньев. Приводится соответствующая итерационная процедура
оптимизации. Проведено сравнение результатов оптимизации РФ
по энергетическому и вероятностному критерию. Установлены
существенные выигрыши в пороговом отношении сигнал/помеха
при оптимизации параметров РФ высоких порядков по вероятностному критерию по сравнению с оптимизацией по энергетическому
критерию. Предложены принципы адаптации РФ при априорной
неопределенности параметров помех и приведена соответствующая структурная схема адаптивного РФ.
Ключевые
слова:
адаптация, вероятностный
критерий, нелинейное программирование, итерационная процедура оптимизации, пассивная
помеха, режекторный фильтр.
Об
авторах:
Попов Д.И., д.т.н., профессор кафедры радиотехнических систем Рязанского государственного
радиотехнического университета, e-mail: adop@mail.ru
|
|
|
Бартенев В.Г., Бартенев Г.В., Бауточко А.В.
О новом представлении распределения оценки модуля коэффициента корреляции
|
Аннотация:
Получено выражение для плотности распределения оценки максимального правдоподобия модуля коэффициента корреляции, которое в отличии от ранее известного с бесконечным рядом содержит конечную сумму, что при малых выборках наблюдения, наиболее часто встречающихся на практике значительно снижает вычислительные затраты при анализе эффективности радиотехнических систем. Приведен пример использования полученного выражения для расчета вероятности правильной и ошибочной классификации двухчастотного коррелятора.
Ключевые слова:
плотность распределения, оценка максимального правдоподобия,
коэффициент корреляции, двухчастотный коррелятор.
Об
авторах:
Бартенев В.Г., профессор, д.т.н., МИРЭА – Российский технологический университет,
e-mail: bartenev_v@mirea.ru
Бартенев Г.В., аспирант АО ВНИИРТ,
Бауточко А.В., аспирант в/ч 15644.
|
|
|
