"Цифровая обработка сигналов" №2-2023 год : рефераты статей
| |
Аннотация:
Во многих радиотехнических приложениях применяется неэквидистантная расстановка отсчетов сигнала известная в радиотехнике, как время импульсная модуляция. Особенности применения неэквидистантных последовательностей импульсов (вобуляции
периода повторения) в радиотехнических системах зависят от
режима их работы и постановленной радиотехнической задачи. Так
применение классических алгоритмов для обработки неэквидистантных последовательностей радиоимпульсов с неизвестной
частотой, не учитывающих их спектрально-временных свойств,
приводит к энергетическим потерям, а также к дополнительным
ошибкам измерения параметров.
Целью работы является анализ эффективности многоканальных доплеровских фильтров неэквидистантных последовательностей импульсов по критериям среднего по частотным каналам
коэффициента улучшения отношения сигнал-(шум+помеха) и средней вероятности правильного обнаружения сигнала на фоне белого
гауссовского шума и узкополосной помехи.
Ключевые слова:
многоканальная доплеровская фильтрация, неэквидистантная последовательность импульсов, средняя вероятность
правильного обнаружения сигналов.
Об авторах:
Кошелев В.И., д.т.н., профессор кафедры РТС РГРТУ, e-mail: koshelev.v.i@rsreu.ru
Чинь Н.Х., аспирант кафедры РТС РГРТУ, e-mail: trinhngochieu565@gmail.com
|
|
|
Паршин Ю.Н., Нгуен В.Н.Т.
|
Аннотация:
В современной радиотехнике системы с множественными передающими и приемными антеннами (MIMO – Multiple
Input Multiple Output) стали популярным решением для
уменьшения влияния помех на пропускную способность системы. Такие системы позволяют повысить эффективность передачи данных, увеличивая пропускную способность
канала связи и уменьшая число ошибок при приеме данных. В
работе проведен анализ пропускной способности MIMO телекоммуникационной системы в зависимости от пространственной структуры антенн при наличии помех. Полученные результаты позволяют обосновать выбор количества
антенн для получения заданной пропускной способности в
беспроводных MIMO системах.
Ключевые слова:
MIMO система, пропускная способность, помеха, пространственная структура.
Об авторах:
Паршин Ю.Н., д.т.н., профессор РГРТУ им. В.Ф. Уткина, e-mail: parshin.y.n@rsreu.ru
Нгуен В.Н.Т., аспирант РГРТУ им. В.Ф. Уткина, e-mail: thuan.nvn88@gmail.com
|
|
|
Клочко В.К., Ву Ба Хунг
Частотно-временная обработка сигналов в доплеровском радиоприемнике
Аннотация:
Решается задача различения сигналов от нескольких подвижных
источников в многоканальном доплеровском радиоприемнике. На
основе принятых в приемнике сигналов в каждом элементе разрешения дальности принимается решение о наличии источников,
оценивается их число и пространственные координаты. Цель работы – сверхразрешение движущихся источников отражения радиосигналов в одном элементе дальности, не различимых по доплеровской частоте, и определение их пространственных координат.
Предлагается повысить разрешение по доплеровской частоте в
элементе дальности за счет совместной обработки сигналов во
временной и частотной областях. Во временной области находятся моменты времени прихода сигналов от источников и устанавливается их число на каждом временном промежутке. В частотной
области для каждого временного промежутка обнаруживаются
частоты, на которых источники различимы и не различимы. Определяются оценки координат различимых источников, а также не
различимых при наличии двух источников. Показывается преимущество частотно-временной обработки сигналов.
Ключевые слова:
обработка радиосигналов, доплеровские приемники, частотно-временной анализ, обнаружение сигналов, оценки параметров, математическое моделирование.
Об авторах:
Клочко В.К., д.т.н., профессор РГРТУ им. В.Ф. Уткина, e-mail: klochkovk@mail.ru
Ву Ба Хунг, аспирант РГРТУ им. В.Ф. Уткина, e-mail: ronando2441996@gmail.com
|
Паршин В.С., Нгуен В.Д.
Алгоритмы оценки фазовой характеристики дальномера с частотной модуляцией зондирующего сигнала
|
|
Аннотация:
Основным требованием к радиолокационным системам ближнего
действия является высокая точность измерения расстояния до отражающей поверхности. Высокую точность измерения расстояния
могут обеспечить радиолокационные дальномеры с частотной модуляцией излучаемых колебаний при использовании для обработки
сигнала разностной частоты метода максимального правдоподобия.
Однако использование когерентных алгоритмов оценки расстояния
требуют априорных сведений как о фазочастотной характеристике
дальномера, так и о составляющей начальной фазы принятого сигнала, обусловленной диэлектрическими свойствами отражающей
поверхности. Целью работы является сравнительный анализ алгоритмов оценки фазовой характеристики ЧМ дальномеров. Показано,
что оценка фазовой характеристики ЧМ дальномера с использованием особенностей логарифма функции правдоподобия позволяет минимизировать ошибку оценивания как при приеме сигнала разностной
частоты на фоне белого нормального шума, так и при наличии помех
в виде мешающих отражений.
Ключевые слова:
фазовая характеристика,
оценка фазы, метод максимального правдоподобия, границы Рао-Крамера, мешающие отражения, спектральная составляющая, ЧМ дальномер, сигнал разностной частоты.
Об авторах:
Паршин В.С., д.т.н., профессор кафедры РУС РГРТУ им. В.Ф. Уткина, e-mail: vsparshin@gmail.com
Нгуен В.Д., аспирант кафедры РУС РГРТУ им. В.Ф. Уткина, e-mail: ducnguyenvan15043003@gmail.com
|
|
|
|
Аннотация:
Предложен и исследован алгоритм расчёта параметров ПС-ПУЛТ процессора с двумя этапами сортировки. Целью статьи является вывод аналитического выражения для зависимости вероятности ложной тревоги от параметров алгоритма, которые определяют номера порядковых статистик, на каждом этапе сортировки. С использованием полученных зависимостей показано, что
ПС-ПУЛТ процессора с двумя этапами сортировки проигрывает
в пороговом отношении сигнал-шум от 0,5 дБ до 0,9 дБ. При этом
обеспечивается выигрыш в числе вычислительных операций от
2 до 8 раз.
Ключевые слова:
порядковые статистики,
вероятность ложной тревоги, обнаружитель ПС-ПУЛТ.
Об авторах:
|
|
Попов Д.И.
Синтез и анализ обнаружителей-измерителей доплеровских сигналов
|
Аннотация:
Рассмотрены алгоритмы совместного обнаружения-оценивания
эквидистантных и неэквидистантных пачек (последовательностей) когерентных сигналов. Приведено статистическое описание
эквидистантной пачки сигналов, на основе которого путем вычисления отношения правдоподобия и последующего его усреднения
синтезирован инвариантный к доплеровской фазе алгоритм обнаружения. Методом максимального правдоподобия синтезирован
алгоритм оценивания доплеровской фазы. Приведена структурная
схема, реализующая синтезированные алгоритмы. Для расширения
диапазона однозначного оценивания доплеровской частоты (фазы)
при сохранении однозначного оценивания времени запаздывания
(дальности) предложено использовать неэквидистантную последовательность импульсов – в простейшем случае с чередующимися
периодами повторения. Синтезированы соответствующий алгоритм обнаружения, на основе которого получен модифицированный
алгоритм. Путем решения системы уравнений правдоподобия относительно доплеровских сдвигов фазы в чередующихся периодах
повторения получены алгоритм оценивания разностной доплеровской фазы и алгоритм однозначного оценивания радиальной скорости цели. Приведены структурные схемы обнаружителейизмерителей неэквидистантных сигналов на основе алгоритмов
синтезированного и модифицированного обнаружителей и алгоритмов однозначного измерения доплеровской фазы и радиальной
скорости. Анализ обнаружителей-измерителей показал, что использование модифицированного алгоритма обнаружения по сравнению с использованием синтезированного алгоритма обеспечивает существенные выигрыши в величине порогового отношения
сигнал/шум и приводит к проигрышам в точности измерения доплеровской фазы.
Ключевые
слова:
алгоритмы обнаруженияоценивания, анализ, эквидистантные и неэквидистантные сигналы, отношение правдоподобия, синтез, структурные схемы, фаза.
Об
авторах:
Попов Д.И., д.т.н., профессор кафедры радиотехнических систем Рязанского государственного радиотехнического университета им. В.Ф. Уткина, e-mail: adop@mail.ru
|
|
|
Лисничук А.А.
Адаптивная к помехам радиосистема передачи информации на основе многокритериального синтеза многопозиционных сигналов
|
Аннотация:
Разработана структурная схема программно-конфигурируемых
формирователя и детектора сравнительно широкого класса известных и синтезированных многопозиционных радиосигналов (как с
прямым расширением спектра, так и без него) и сигнально-кодовых
конструкций (TCM- и FQPSK-подобных), обеспечивающих эффективную адаптацию к действию помех при различных внешних условиях.
Синтезированные сигналы и сигнально-кодовые конструкции
учитывают наиболее значимые для радиосистем передачи информации показатели качества, а именно ослабление действия помех, внеполосное излучение, помехоустойчивость при АБГШ и энергоэффективность формируемого радиосигнала, а также минимизацию перепутывания информационного символа при погрешностях системы
тактовой синхронизации.
Проведен сравнительный анализ синтезированных радиосигналов
различной позиционности в интересах адаптации систем передачи
информации к действующей помеховой обстановке.
Ключевые
слова:
синтез радиосигналов,
программно-определяемые радиосистемы, многокритериальная оптимизация, помехоустойчивость.
Об
авторах:
Лисничук А.А., д.т.н., профессор кафедры «Радиоуправление и связь» РГРТУ им. В.Ф. Уткина,
e-mail: a.a.lisnichuk@gmail.com
|
|
|
Паршин Ю.Н., Буй Куок Выонг
Повышение помехоустойчивости радиотехнических систем с помошью модифицированного алгоритма фазовой адаптации
|
Аннотация:
Изучается алгоритм фазовой адаптации антенной решетки, который создает в диаграмме направленности антенной решетки
«нули» в направлении прихода широкополосных помех. Однако при
наличии одновременно узкополосных помех происходят их мультипликативные искажения, вызванные модуляцией диаграммы направленности антенной решетки. В работе рассматривается влияние
алгоритмов фазовой адаптации на спектральные характеристики
узкополосных помех. Проведено моделирование алгоритма фазовой
адаптации и искажений узкополосной помехи при применении различных алгоритмов фазовой адаптации. Для поиска глобального минимума мощности помех проведена модификация алгоритма фазовой
адаптации. Результаты исследования показали преимущества модифицированного алгоритма адаптации по сравнению с исходным в
подавлении помех.
Ключевые
слова:
подавление помех, адаптация, алгоритм фазовой адаптации.
Об
авторах:
Паршин Ю.Н., д.т.н., профессор Рязанского государственного радиотехнического университета им. В.Ф. Уткина, e-mail: parshin.y.n@rsreu.ru
Буй Куок Выонг, аспирант, Рязанского государственного радиотехнического университета им. В.Ф. Уткина,
e-mail: herapkm@gmail.com
|
Попов Д.И.
Анализ многоканальных обнаружителей многочастотных сигналов
Аннотация:
На основе корреляционных свойств и приведенных алгоритмов
обнаружения многочастотных радиолокационных сигналов проведен
анализ характеристик обнаружения многоканальных по доплеровской
частоте систем обнаружения многочастотных сигналов для различных характеров межпериодной обработки (оптимальной или квазиоптимальной) в частотных каналах. Многоканальное построение
систем при обнаружении цели с неизвестной скоростью приводит к
раздельному обнаружению в каждом частотном канале. Использование метода собственных значений матриц позволило преобразовать
характеристическую функцию выходной (решающей) статистики к
удобному для интегрирования виду и получить расчетные выражения
для вероятностей ложной тревоги и правильного обнаружения, с
помощью которых определяются искомые характеристики обнаружения. Установлены, в частности, выигрыши в пороговом отношении сигнал/шум системы обнаружения многочастотного сигнала,
инвариантной в каждом частотном канале к доплеровским сдвигам
фаз, по сравнению с известной системой обнаружения и по сравнению с многоканальной по доплеровской частоте системой. При этом
достигаются энергетические выигрыши по сравнению с одночастотными системами межпериодной обработки. Анализ эффективности оптимальных систем позволяет установить предельные возможности обнаружения сигнала от цели для данного класса систем.
Сравнительный анализ многоканальных систем обнаружения показывает, что предложенная система квазиоптимального обнаружения
на основе одноканального когерентного накопления хотя и уступает
в пороговом отношении сигнал/шум оптимальной системе, но в отличии от нее является технически реализуемой.
Ключевые
слова:
алгоритм обнаружения,
анализ, доплеровская фаза, многочастотный
сигнал, структурные схемы, радиальная скорость цели, характеристика обнаружения.
Об авторах:
Попов Д.И., д.т.н., профессор кафедры радиотехнических систем Рязанского государственного радиотехнического университета им. В.Ф. Уткина, e-mail: adop@mail.ru
|
|
Дмитриев В.Т.
Адаптация кодеков речевых сигналов на основе теоремы В.А. Котельникова и модификации алгоритма Хургина-Яковлева к шумам в канале связи
Аннотация:
Предложен алгоритм адаптации первичных кодеков к шумам и искажениям в канале связи. Рассмотрены алгоритмы адаптации первичных кодеков речевых сигналов. Предложены алгоритмы адаптации при действии помех в канале связи с целью обеспечения оптимального соотношения качества восстановленной речи при минимальной скорости передачи на основе теоремы В.А. Котельникова и
предложенной модификации алгоритма Хургина-Яковлева.
Показано, что применение модификации алгоритма Хургина-Яковлева при раздельном кодировании отсчетов сигнала и производной позволяет увеличить качество восстановленной речи на
0,5…1,2 балл согласно ГОСТ Р 50840-95 по сравнению с аналогичными неадаптивными кодеками на основе теоремы В.А. Котельникова или возможность снижения требуемой скорости передачи на
15…30 % для программно-конфигурируемых радиосистем приема,
передачи и обработки информации.
Ключевые
слова:
речевые сигналы, первичный кодек, программно-конфигурируемые системы, адаптация кодека, прием и передача
информации, обработка сигналов, акустические
шумы, помехи, канал связи.
Об авторах:
Дмитриев В.Т., к.т.н., доцент, зав. кафедрой РУС РГРТУ, e-mail: vol77@rambler.ru
|
|
Дмитриев В.Т., Аронов Л.В.
Подводный беспроводный оптический канал с двухцветной схемой передачи данных
Аннотация:
В статье предложено использовать двухцветную схему передачи
данных на основе полупроводниковых лазерных светодиодов NDB4116
и NDA4216 в подводном беспроводном оптическом канале, в увеличения дальности. Компьютерное моделирование показало, что выигрыш по расстоянию составляет от 1,6 % до 5,6 % при заданных исходных данных, однако при этом возможен двухкратный рост пропускной способности. Предложено использовать это свойство для
увеличения разрежения передаваемых по подводному беспроводному
оптическому каналу потоков видеоданных, а также использовать
оптический передатчик на основе 473 нм лазера в качестве служебного или обратного низкоскоростного канала. Даны краткие рекомендации по повышению эффективности предложенной схемы.
Ключевые
слова:
подводный оптический
канал передачи информации, оптическая связь,
беспроводной оптический канал, подводная
связь, оптические линии связи.
Об авторах:
Дмитриев В.Т., к.т.н., доцент, зав. кафедрой РУС РГРТУ, e-mail: vol77@rambler.ru
Аронов Л.В., к.т.н., доцент кафедры РУС РГРТУ, e-mail: aronov.l.v@rsreu.ru
|
|
Корячко В.П., Румянцев С.С., Аронов Л.В.
Имитационное моделирование калибровки импульсного рефлектометрического уровнемера с помощью реперных меток
Аннотация:
В интересах контроля уровня теплоносителя в первом контуре
ядерной энергетической установки предложено использовать импульсные рефлектометрические уровнемеры. В настоящей статье
обоснован метод калибровки чувствительного элемента на основе
реперных меток, позволяющий нивелировать влияние температуры
от 277 К до 523 К и давления от 0,1 до 25 МПа. Рассмотрены различные конструкции меток, описаны их достоинства и недостатки.
Выполнено компьютерное моделирование импульсного рефлектометрического уровнемера, с использованием среды динамического
моделирования SimInTech. Результаты моделирования, в том числе
внешний вид рефлектограммы, соответствуют теоретическим
предположениям. Полученная модель позволяет провести оптимизацию, для выбора параметров реперных меток, и может быть расширена для исследования дополнительных неоднородностей в чувствительном элементе импульсного рефлектометрического
уровнемера.
Ключевые
слова:
рефлектометрический
уровнемер, импульсный рефлектометр, математическая модель, ядерная энергетическая
установка, компьютерная модель, SimInTech.
Об авторах:
Корячко В.П., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой САПР РГРТУ, koryachko.v.p@rsreu.ru
Румянцев С.С., начальник отдела обеспечения ГОЗ АО «Моринсис-Агат-КИП», R0806rus@yandex.ru
Аронов Л.В., доцент кафедры РУС РГРТУ, e-mail: aronov.l.v@rsreu.ru
|
|
Ермачихин А.В., Трусов Е.П., Гудзев В.В., Зубков М.В., Литвинов В.Г.
Обработка экспоненциального релаксационного сигнала в спектроскопических методах исследования полупроводниковых барьерных структур
Аннотация:
Обсуждаются проблемы физического эксперимента, связанного
с практической реализацией метода релаксационной спектроскопии
глубоких уровней, предназначенного для исследования и контроля
физических процессов, связанных с перезарядкой электронных уровней в полупроводниковых барьерных микро- и наноструктурах.
Проблема касается измерения и обработки зашумленного сигнала,
зависящего от температуры и изменяющегося по экспоненциальному закону.
Ключевые
слова:
обработка сигнала, релаксационная спектроскопия глубоких уровней,
экспоненциальный сигнал, компьютерная обработка.
Об авторах:
Ермачихин А.В., к.ф.-м.н., доцент каф. МНЭЛ, ФГБОУ ВО РГРТУ, e-mail: al.erm@mail.ru
Трусов Е.П., аспирант каф. МНЭЛ, ФГБОУ ВО РГРТУ, e-mail: eptrusov@yandex.ru
Гудзев В.В., к.ф.-м.н., доцент каф. МНЭЛ, ФГБОУ ВО РГРТУ, e-mail: valerygudzev@yandex.ru
Зубков М.В., к.т.н., доцент каф. МНЭЛ, ФГБОУ ВО РГРТУ, e-mail: mihailzubkow@yandex.ru
Литвинов В.Г., д.ф.-м.н., зав. каф. МНЭЛ, ФГБОУ ВО РГРТУ, e-mail: vglit@yandex.ru
|
|
Абрамов А.М.
Метод связанных гистограмм при метрологических испытаниях АЦП
Аннотация:
Предлагается новый метод метрологического испытания АЦП,
основанный на известном гистограммном методе, использующийся
для определения дифференциальной (DNL) и интегральной (INL)
нелинейности АЦП. Новый метод использует в качестве входного
сигнала два связанных нелинейных сигнала, с помощью которых
строются две гистограммы. Данные гистограмм служат для определения DNL и INL испытаемого АЦП.
Ключевые
слова:
дифференциальная нелинейность, интегральная нелинейность, АЦП,
гистограммный метод, нелинейный сигнал, код,
инервал квантования.
Об авторах:
Абрамов А.М., к.т.н., доцент кафедры информационно-измерительной и биомедицинской техники Рязанского
государственного радиотехнического университета имени В.Ф. Уткина, e-mail: abramov.a.job@yandex.ru
|
|
| |
|
|
