"Цифровая обработка сигналов" - научно-технический журнал

"Цифровая обработка сигналов" №2-2017 год : рефераты статей

Быховский М.А.
Теоретические основы проектирования систем связи с высокой энергетической эффективностью // Цифровая обработка сигналов. 2017. №2. С. 3-8.

Аннотация:
Определены границы энергетической эффективности систем связи, пригодные для сравнения значений основных параметров конкретных систем связи (удельной скорости передачи сообщений и отношения сигнал/шум, приходящегося на один принятый бит) с потенциально возможными значениями этих параметров. Показано, что при проектировании системы связи, обладающих высокой эффективностью, целесообразно для передачи сообщений выбирать оптимальные методы модуляции – многомерные объемно-сферические или поверхностно-сферические ансамбли сигналов. Обсуждаются вопросы выбора параметров таких ансамблей сигналов, которые позволяют приблизить спектральную эффективность проектируемой системы связи к границе Шеннона. Кроме того, обсуждаются вопросы выбора помехоустойчивого кода для проектируемой системы, позволяющего упростить систему связи за счет применения в ней наиболее простых в техническом отноше- нии модулятора и демодулятора, а также кодера и декодера.

Ключевые слова:
энергетическая эффективность систем связи, границы Шеннона, многомерный ансамбль сигналов, помехоустойчивый код, проектирование систем связи.

Об авторах:
Быховский М.А., д.т.н., профессор Московского технического университета связи и информатики, e-mail: bykhmark@gmail.com

Быховский М.А.
Энергетическая эффективность систем связи, использующих многомерные ансамбли сигналов и каскадное кодирование // Цифровая обработка сигналов. 2017. №2. С. 9-12.

Аннотация:
Проведено исследование системы связи с каскадным кодированием сообщений. Для передачи сообщений по непрерывному каналу связи используются сигналы, принадлежащие многомерному поверхностно-сферическому ансамблю сигналов - ПСАС (эти сигналы образуют внутренний код без внесения избыточных символов), а в качестве внешнего кода применяется код Рида-Соломона (РС).
Приведены формулы, позволяющие определить вероятность ошибочного приема принимаемых сигналов в исследуемой системе связи, с помощью которых определено влияние длины сигналов, принадлежащих ПСАС, и длины кодов Рида-Соломона на помехоустойчивость приема сообщений.
Показано, что в такой системе возможно, используя достаточно простые демодуляторы принимаемых сигналов и декодеры кодов РС, обеспечить энергетическую эффективность передачи сообщений весьма близкую к энергетической эффективности «идеальной» по Шеннону системы связи. Отмечено, что по своей энергетической эффективности рассмотренные в статье каскадные коды превосходят современные турбокоды.

Ключевые слова:
каскадное кодирование, многомерный ансамбль сигналов, код Рида-Соломона, помехоустойчивость приема сообщений, сложность реализации демодуляторов и декодеров.

Об авторах:
Быховский М.А., д.т.н., профессор Московского технического университета связи и информатики,
e-mail: bykhmark@gmail.com

Маслаков М.Л.
Применение защитных интервалов в одночастотных КВ модемах передачи данных // Цифровая обработка сигналов. 2017. №2. С. 13-18.

Аннотация:
В статье рассматривается особенности применения защитных интервалов в одночастотных коротковолновых модемах передачи данных. Показано влияние различных видов защитных интервалов на точность расчета импульсной характеристики канала. Предложен способ компенсации защитного интервала. Приведены результаты моделирования помехоустойчивости одночастотного коротковолнового модема передачи данных с применением защитных интервалов.

Ключевые слова:
межсимвольная интерференция, адаптивная коррекция, импульсная характеристика канала, интегральное уравнение типа свертки, некорректная задача, защитный интервал, вероятность ошибки на бит.

Об авторах:
Маслаков М.Л., аспирант, научный сотрудник ПАО «Российский институт мощного радиостроения», e-mail: maslakovml@gmail.com

Зайцев Г.В., Кондранина Н.С., Литвинов Д.М.
Минимизация интегрального уровня боковых лепестков фазокодо-манипулированных сигналов на отрезке временной оси // Цифровая обработка сигналов. 2017. №2. С. 19-24.

Аннотация:
В работе рассматривается метод синтеза оптимальной опорной последовательности для несогласованной фильтрации фазокодоманипулированных сигналов, обеспечивающий минимизацию интегрального уровня боковых лепестков на заданном отрезке временной оси. Анализируются получаемые характеристики (интегральный уровень боковых лепестков, потери в отношении сигнал/шум) и зависимости характеристик от основных параметров.

Ключевые слова:
фазокодоманипулированные сигналы, несогласованная фильтрация, минимум интегрального уровня боковых лепестков, зона с малой корреляцией.

Об авторах:
Зайцев Г.В., д.т.н., начальник СКБ ПАО «НПО «Алмаз», e-mail: gennady-zaytsev@yandex.ru

Кондранина Н.С., ведущий инженер СКБ ПАО «НПО «Алмаз», e-mail: kondranina.nataliya@gmail.com

Литвинов Д.М., начальник отдела СКБ ПАО «НПО «Алмаз», e-mail: litvnov_dmitry@inbox.ru

Брызгалов А.П.
Влияние скорости объекта на его радиолокационное изображение, формируемое в радиолокаторе бокового обзора с синтезированной апертурой // Цифровая обработка сигналов. 2017. №2. С. 25-30.

Аннотация:
Оцениваются смещение и искажения радиолокационных изображений, формируемых в радиолокаторе бокового обзора местности с синтезированной апертурой при лоцировании движущихся объектов. Рассматривается влияние радиальных и тангенциальных составляющих скорости объектов. Результаты подтверждаются на модели формирования радиолокационных изображений, согласован- ной с лоцированием местности (неподвижных объектов).

Ключевые слова:
радиолокатор, синтезированная апертура, боковой обзор, радиолокационное изображение, смещение, влияние скорости, тангенциальная составляющая, радиальная составляющая.

Об авторах:
Брызгалов А.П., начальник лаборатории, к.т.н., доцент ФГУП «Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем», e-mail: a_bryzgalov@gosniias.ru

Витязев В.В., Никишкин П.Б.
Многоскоростная обработка сигналов в задачах режекции узкополосных помех // Цифровая обработка сигналов. 2017. №2. С. 31-36.

Аннотация:
Рассматриваются методы построения системы частотной селекции сигналов с высокой избирательностью на основе узкополосного фильтра в цепи компенсации помех, реализуемого по двухступенчатой структуре с использованием многоскоростной обработки сигналов. Проводится моделирование и исследование эффективности данного подхода с позиции достижимости заданных характеристик и требуемых вычислительных затрат.

Ключевые слова:
многоскоростная, обработка, режекция, помеха, узкополосная, частотная селекция, моделирование.

Об авторах:
Витязев В.В., д.т.н., профессор, зав. кафедрой Рязанского государственного радиотехнического университета, e-mail: vityazev.v.v@rsreu.ru

Никишкин П.Б., аспирант, м.н.с. Рязанского государственного радиотехнического университета.

Бугров В.Н.
Синтез целочисленных БИХ-фильтров минимальной длины слова коэффициентов // Цифровая обработка сигналов. 2017. №2. С. 37-43.

Аннотация:
Рассматриваются вопросы моделирования и синтеза рекурсивных (IIR) цифровых фильтров с учетом возможностей их реализации на цифровых платформах с целочисленной арифметикой вычислений. Приводится постановка задачи многофункционального синтеза IIR-фильтров методами целочисленного нелинейного математического программирования. Иллюстрируется эффективность применения данного подхода на примерах решения задач синтеза рекурсивных целочисленных фильтров верхних частот с минимальной длиной слова коэффициентов. Проводится анализ характеристик синтезированных фильтров.

Ключевые слова:
целочисленный рекурсивный фильтр, целочисленное нелинейное программирование, многофункциональный синтез, целевая функция.

Об авторах:
Бугров В.Н., к.т.н., доцент Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского, e-mail: bug@rf.unn.ru

Савченко В.В.
Метод измерения частоты основного тона с межпериодным накоплением речевого сигнала // Цифровая обработка сигналов. 2017. №2. С. 44-48.

Аннотация:
Предложен новый метод измерения частоты основного тона речевого сигнала в условиях повышенного зашумления. Результативность метода достигается за счет эффекта межпериодного накопления. Указанный эффект реализуется в системе многоканального измерения частоты с использованием нескольких параллельно включенных накопителей-рециркуляторов с регулируемыми периодами задержки сигнала в цепях обратной связи. Эффективность метода исследована теоретически и экспериментально. По результатам проведенного исследования даны оценки точности и чувствительности метода в зависимости от интенсивности помехи на входе измерителя. Показано, что при отношении сигнал - помеха 20 дБ и более погрешность нового метода не превышает (1…2) % от номинала частоты основного тона, что хорошо согласуется с потенциально достижимой точностью в рассматриваемых условиях. В условиях повышенного зашумления выигрыш в пороговой величине отношения сигнал-помеха по сравнению с мировыми аналогами составляет 4-5 дБ и более.

Ключевые слова:
речь, речевой сигнал, частота основного тона, автоматическая обработка речи, речевые технологии.

Об авторах:
Савченко В.В., д.т.н., профессор, профессор кафедры «Математика и информатика» Нижегородского государственного лингвистического университета; е-mail: svv@lunn.ru

Рязанцев Л.Б., Купряшкин И.Ф., Лихачев В.П.
Методика обоснования требований к аналого-цифровому преобразованию в РЛС с синтезированной апертурой непрерывного излучения // Цифровая обработка сигналов. 2017. №2. С. 49-52.

Аннотация:
Статья посвящена исследованию требований к разрядности аналого-цифрового преобразователя системы цифровой обработки РЛС с синтезированной апертурой антенны, использующей в качестве зондирующего непрерывный частотно-модулированный сигнал. Показано, что учет эффекта сверхдискретизации, имеющего место в процессе синтеза радиолокационных изображений в РЛС с непрерывным излучением, обеспечивает значительное снижение требований к разрядности аналого-цифрового преобразователя.

Ключевые слова:
РЛС с синтезированной апертурой антенны, динамический диапазон, непрерывное излучение, разрядность АЦП, беспилотный летательный аппарат, сверхдискретизация.

Об авторах:
Рязанцев Л.Б., к.т.н., докторант «Военного учебно-научного центра Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж), e-mail: kernel386@mail.ru

Купряшкин И.Ф., к.т.н., доцент, доцент кафедры «Военного учебно-научного центра Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж), e-mail: ifk78@mail.ru

Лихачев В.П., д.т.н., профессор кафедры «Военного учебно-научного центра Военно-воздушных сил «Военно- воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж), e-mail: lvp_home@mail.ru

Новиков А.И., Логинов А.А., Колчаев Д.А.
Комбинированный метод совмещения разнородных изображений в авиационных системах технического зрения // Цифровая обработка сигналов. 2017. №2. С. 53-58.

Аннотация:
Приведен комбинированный метод совмещения реального изображения и изображения, синтезированного по цифровой карте местности. Синтезированное изображение в нем формируется на основе прогнозируемых значений навигационных параметров, скорректированных на величины поправок. Поправки вычисляются однократно с помощью корреляционно-экстремального алгоритма при выходе прогнозных значений за пределы заданной погрешности. Прогноз значений навигационных параметров осуществляется для каждого кадра видеопоследовательности по линейным моделям в схеме с конечной памятью.

Ключевые слова:
реальное и синтезированное изображения, корреляционно-экстремальный алгоритм, линейный прогноз, совмещение изображений, качество совмещения.

Об авторах:
Новиков А.И., к.т.н., доцент кафедры «Высшая математика» Рязанского государственного радиотехнического университета, e-mail: novikovanatoly@yandex.ru

Логинов А.А., к.т.н., доцент кафедры «Электронные вычислительные машины» Рязанского государственного радиотехнического университета, e-mail: loginal@mail.ru

Колчаев Д.А., магистрант кафедры «Системы автоматизированного проектирования» Рязанского государственного радиотехнического университета, e-mail: 3force3@mail.ru

Шевгунов Т.Я., Ефимов Е.Н., Филимонова Д.В., Воскресенский Д.И.
Оценка направления прихода сигнала с использованием искусственных нейронных сетей максимального правдоподобия // Цифровая обработка сигналов. 2017. №2. С. 59-64.

Аннотация:
Предложен способ формирования оценки пеленга в угломерной пассивной радиолокационной системе с использованием искусственных нейронных сетей прямого распространения сигнала, приближающих оценки по методу максимального правдоподобия. Проведено сравнение точности предложенного способа с оптимальным численным решением и границей Крамера-Рао, установлена независимость точности оценки пеленга в широком диапазоне углов.

Ключевые слова:
искусственные нейронные сети, метод максимального правдоподобия, параметрическое оценивание, угломерный метод, кольцевые антенные решетки.

Об авторах:
Шевгунов Т.Я., к.т.н., доцент кафедры «Теоретическая радиотехника» Московского авиационного института (национального исследовательского университета) (МАИ), доцент кафедры бизнес-аналитики НИУ ВШЭ, e-mail: shevgunov@gmail.com

Ефимов Е.Н., инженер НИО-4 Московского авиационного института (национального исследовательского университета) (МАИ), ведущий инженер ФНЦ «НИИ системных исследований» РАН, e-mail: omegatype@gmail.com

Филимонова Д.В., студентка факультета «Радиоэлектроника летательных аппаратов» Московского авиационного института (национального исследовательского университета) (МАИ), e-mail: daria-fili@rambler.ru

Воскресенский Д.И., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Радиофизика, антенны и микроволновая техника» Московского авиационного института (национального исследовательского университета) (МАИ), e-mail: voskr@mai.ru