Адаптивные алгоритмы пространственной обработки сигналов, эффективные при случайных дестабилизирующих воздействиях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.03, кандидат физико-математических наук Пешков, Илья Владимирович

• Пешков, Илья Владимирович
• кандидат физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Пешков, Илья Владимирович

Содержание

Введение

Глава 1. Технология адаптивного формирования диаграммы направленности в системах беспроводной связи

1.1. Передача информации в современных системах радиосвязи

1.1.1. Развитие систем сотовой связи

1.1.2. Антенны в беспроводных системах связи

1.1.3. Антенные решетки с электрическим движением луча

1.1.3.1. Аналоговое диаграммообразование

1.1.3.2. Фазированная антенная решетка

1.1.3.3. Цифровое формирование диаграммы направленности

1.1.4. Необходимость применения адаптивных антенных решеток

1.2. Адаптивные алгоритмы диаграммообразования, применяемые в идеальных условиях работы

1.2.1. Базовые предположения

1.2.2. Алгоритмы, использующие пространственные характеристики

1.2.2.1. Метод MUSIC

1.2.2.2. Метод проецирования сигнального подпространства

1.2.2.3. Метод проецирования шумового подпространства

1.2.2.4. Метод Кейпона

1.2.2.5. Классический формирователь ДН

1.2.2.6. Управляющий нулями формирователь ДН

1.2.2.7. Формирователь ДН, максимизирующий ОСШ

1.2.2.8. Формирователь ДН, максимизирующий ОСПШ

1.2.2.9. Диаграммообразование с критерием минимума дисперсии

1.2.2.10. Алгоритм SMI

1.2.3. Алгоритмы, использующие временной опорный сигнал

1.2.3.1. Алгоритм наименьшей среднеквадратичной ошибки

1.2.3.2. Итерационный алгоритм наименьшей среднеквадратической ошибки

1.2.3.3. Рекурсивный метод наименьших квадратов

1.2.3.4. Алгоритм афинных проекций

1.2.3.5. Алгоритм квази-Ньютона

1.3. Снижение эффективности диаграммообразования AAP

1.3.1. Взаимное влияние антенных элементов

1.3.2. Влияние погрешностей каналов AAP предварительной обработки сигналов

1.3.2.1. Неидентичности аналоговых приемных трактов

1.3.2.2. Фазовый шум

1.3.2.3. Разбалансировка преобразования в синфазный и квадратурный каналы

1.3.2.4. Квантование

1.3.3. Внешние условия, снижающие эффективность работы AAP

1.3.3.1. Недостаточное количество отсчетов и подмешивание полезного сигнала в обучающую последовательность

1.3.3.2. Нестационарность среды

1.3.3.3. Замирания сигналов

1.4. Выводы к главе

Глава 2. Калибрование амплитудно-фазового рассогласования аналоговых каналов AAP

2.1. Автокалибровочные алгоритмы определения координат ИРИ

2.1.1. Метод Фридландер-Вайса

2.1.2. Метод Ванга-Кедзоу

2.1.3 Метод Эстели-Свиндлехарста-Оттерсона

2.1.4. Оценка эффективности автокалибровочных алгоритмов при

наличии амплитудно-фазовых ошибок в каналах AAP

2.2. Описание разработанного алгоритма

2.2.1. Статистическая оценка эффективности предложенного

автокалибровочного алгоритма

2.3. Исследование способности алгоритмов автоматического калибрования

обнаруживать ошибки в каналах AAP

2.4. Выводы к главе

Глава 3. Конструирование AAP

3.1. Имитационное моделирование и исследование дестабилизирующих воздействий на аналоговые каналы AAP

3.1.1. Конструирование аналоговой части AAP

3.1.2. Исследование основных характеристик модуля первичной обработки сигнала AAP

3.1.3. Оценка влияния параметров модуля первичной обработки на работу AAP

3.2. Реализация цифровой части AAP

3.3. Автоматическое калибрование имитационной модели AAP

3.4. Экспериментальный образец AAP

3.4.1. Программный пакет «Autocalibration Adaptant vl.O»

3.5. Выводы к главе

Глава 4. Повышение эффективности AAP в нестационарных условиях

4.1. Алгоритмы определения углов прихода радиосигналов в условиях многолучевого распространения

4.1.1. СКО пеленга кольцевой АР в условиях многолучевого распространения

4.1.2. СКО пеленга линейной АР в условиях многолучевого распространения

4.2. Снижение уровня боковых лепестков ДН

4.3. Алгоритмы формирования диаграммы направленности линейной АР с расширенными нулями

4.3.1. Алгоритм формирования ДН Мэйлу-Затмана

4.3.2. Алгоритм формирования ДН Тафернера

4.3.3. Алгоритм формирования ДН Гершмана

4.3.3. Алгоритм формирования ДН Риба

4.4. Исследование алгоритмов диаграммообразования с расширенными нулями линейной АР

4.5. Диаграммообразование кольцевой АР, эффективное в нестационарных условиях

4.5.1. Гауссовское распределение

4.5.2. Равномерное распределение

4.5.3. Исследование предложенного алгоритма расширения нулей диаграммы направленности

4.6. Выводы к главе

Заключение

Список использованной литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Адаптивные алгоритмы пространственной обработки сигналов, эффективные при случайных дестабилизирующих воздействиях»

Введение

Актуальность темы. Развитие современных беспроводных систем связи предполагает создание быстродействующих средств передачи данных, осуществляющих обработку больших потоков информации. При этом к каналу связи предъявляются все более жесткие требования по помехозащищенности. Это связано с тем, что максимальная пропускная способность любого канала передачи данных определяется отношением мощности полезного сигнала к сумме мощностей помех и шума (ОСПШ). Поэтому одной из наиболее существенных и актуальных проблем в системах беспроводной связи является снижение уровня активных помех. Наряду с проблемой снижения уровня помех стоит проблема увеличения количества пользователей базовой станции, работающих одновременно на одной частоте.

В настоящее время для увеличения информационной емкости каналов связи применяются различные схемы уплотнения пользователей, основанные на разделении станций по таким параметрам, как положение в пространстве, время работы, частота или код. Задача уплотнения состоит в том, чтобы выделить каждому каналу связи положение в пространстве, время, частоту и/или код с минимумом взаимных помех и максимальным использованием характеристик среды передачи.

В связи с этим одним из наиболее перспективных подходов является применение пространственного разделения каналов и пространственной фильтрации на базе антенных решеток с возможностью адаптивного диаграммообразования, которое обеспечивает селекцию сигналов по направлениям прихода. В результате возрастают число каналов и емкость сети. Современные системы с адаптивными антенными решетками (AAP) позволяют множеству пользователей работать в одном частотном канале за счет учета их пространственных координат. Кроме того, в зависимости от сложности системы, базовые станции могут формировать лучи приема/передачи сигналов для каждого мобильного пользователя. При этом в

реальном масштабе времени синтезируется пространственная модель, учитывающая взаимное положение абонентов и источников помех, на основе которой строится стратегия приема и передачи.

Значительный вклад в развитие теории пространственной фильтрации внесли ученые: О.Г. Вендик, А.Б. Гершман, Д.И Воскресенский и другие. Среди зарубежных авторов: P. Stoica, В. Öftersten, L. Swindlehurst, М. Viberg, В. Friedlander, А. Weiss, С. А. Baianis, Н. Van Trees, L. Godara, В. Widrow, J. Litva, S. Haykin, S.D. Stearns и другие.

Рассмотрим ряд функциональных особенностей AAP в сравнении с другими антенными системами. Обычная всенаправленная антенна излучает и принимает волны во всех направлениях. При этом во многих случаях эта излучаемая мощность становится помехой соседним станциям, что приводит, в свою очередь, к снижению ОСПШ. Кроме того, такой тип антенн не способен пространственно подавлять интерферирующие сигналы.

Антенные системы с переключающимся лучом (секторные антенные решетки) позволяют направлять главный лепесток диаграммы направленности (ДН) в необходимом направлении, снижая негативное воздействие на соседние станции. В реальных же системах используются достаточно широкие секторы (до 120°), между которыми происходит переключение. Развитием идеи секторных антенных систем является антенная решетка (АР) с аналоговым формированием диаграммы направленности, когда с помощью аналоговых элементов электрических схем формируется несколько заранее предопределенных ДН с главными лучами в соответствующих направлениях. Однако в таких устройствах помехи могут попадать в места расположения боковых лепестков, снижая общее значение ОСПШ.

С помощью фазированной антенной решетки (ФАР) возможно создавать направленную диаграмму, но данная система не способна полностью адаптироваться к изменяющимся условиям передачи, т.к. тяжело реализовать

управление формой ДН для подавления помех, что также значительно снижает ОСПШ.

Основное отличие ААР от других систем с немеханическим движением луча (фазированные антенные решетки, антенны с аналоговым диаграммообразованием) заключается в использовании цифровых устройств формирования ДН вместо аналоговых элементов (фазовращатели, сумматоры), что помогает избежать искажений и потерь мощности сигналов, вызванные аналоговой диаграммообразующей схемой. Кроме того, возможность электрически управлять в реальном масштабе времени не только фазовым распределением в раскрыве антенной решетки, но также и амплитудным, приводит к плавному перемещению главного луча, а также формированию нулей ДН в направлениях помех с глубиной ослабления до 60 дБ, исключению роста уровня боковых лепестков по причине погрешностей изготовления аналоговых или дискретности цифровых фазовращателей.

Таким образом, на базе адаптивных антенных решеток возможно создание многолучевых приемо-передающих структур, гибких в управлении своими режимами работы и хорошо адаптирующихся в условиях различного рода помех и изменяющейся электромагнитной обстановки.

Хотя идеи полностью адаптивного формирования ДН известны давно, сейчас, благодаря современным достижениям в области сверхвысокочастотной (СВЧ) и монокристальной электроники, аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП), сверхбыстродействующей цифровой и компьютерной технике, возникли принципиально новые возможности их реализации на базе ААР.

Для осуществления всех перечисленных преимуществ ААР необходимо формирование диаграммы направленности заданной формы, что означает определение весовых коэффициентов. К традиционным алгоритмам формирования ДН относят, прежде всего, два типа: использующие пространственные характеристики (Spatial Reference Algorithms (SR)) и использующие временной опорный сигнал (Temporal Reference Algorithms

(TR)). SR-алгоритмы определяют направления приходов сигналов, используя которые формируют необходимую ДН. В TR-алгоритмах происходит минимизация среднеквадратической ошибки (СКО) между известной последовательностью данных и сигналами с выходов АР.

Основной недостаток алгоритмов, использующих пространственные характеристики, заключается в необходимости использования априорно известного амплитудно-фазового распределения сигнала в раскрыве АР. На практике же такая информация зачастую недоступна по причине взаимного влияния антенных элементов (АЭ), а также неидентичности аналоговых приемных трактов, вносящих случайные амплитудные и фазовые составляющие в направляющий вектор, необходимый для оценки направлений прихода сигналов и вычисления весовых коэффициентов.

Такого рода проблемы преодолеваются применением калибровки антенной решетки различными методами, среди которых можно отметить методы обработки сигналов, т.н. алгоритмы автоматического калибрования (в англ. литературе «Auto-Calibration Direction Finding Algorithms» или «Self-Calibration Direction Finding Algorithms»), задача которых сводится к определению координат источников радиоизлучения (ИРИ) в реальном масштабе времени при наличии ошибок и без дополнительных устройств (далее либо «автокалибровочные алгоритмы», либо «алгоритмы автоматического калибрования»). Этот тип калибрования является относительно новым, перспективным и неизученным как в отечественной, так и в зарубежной науке. Поэтому имеется потребность в исследовании данных методов с целью получения достаточного знания об их сильных и слабых сторонах.

Другой распространенной причиной снижения характеристик адаптивных алгоритмов является высокая подвижность интерферирующих абонентов, которая приводит к недостаточно быстрому обновлению весовых коэффициентов антенной решетки для компенсации движения абонента, т.е. помехи будут всегда расположены за пределами узкой области нулей ДН и

проходить на выход AAP. Такая же ситуация может случиться, когда происходит вибрация мачт с антенной решеткой или в условиях функционирования с многолучевым распространением радиосигналов. Для решения этой проблемы используются алгоритмы диаграммообразования с расширенными нулями ДН (в англ. литературе «Null Broadening Algorithms» или «Algorithms With Broad Nulls»), которые созданы только для использования в составе линейных эквидистантных решеток. Следовательно, существует необходимость исследования и поиска возможных путей реализации такого типа алгоритмов для кольцевых АР.

Следует понимать, что AAP представляет собой довольно сложно реализуемую систему, состоящую из множества аналоговых и цифровых компонентов, имеющих некоторые отклонения своих характеристик, т.н. допуски. Поэтому для проведения всестороннего анализа новых методов и алгоритмов пространственной обработки без дополнительных затрат возникает необходимость в получении максимально реалистичной модели AAP, которая учитывала бы все основные характеристики составляющих ее элементов с отклонениями, которые могут произойти в фактической системе, вследствие старения или изменений температуры и/или давления окружающей среды.

В связи с этим актуальным является исследование влияния отклонения номиналов элементов каналов аналоговой обработки сигналов на характеристики работы AAP, а также исследование методов адаптивной пространственной обработки сигналов в негативных с точки зрения построения ДН условиях.

Таким образом, объектом диссертационного исследования является адаптивная пространственная обработка сигналов.

Предмет диссертационного исследования - алгоритмы адаптивной пространственной обработки сигналов, обладающие стабильностью характеристик в условиях с дестабилизирующими факторами.

Целью работы является исследование влияния сложной помеховой

обстановки на качество пространственной фильтрации сигналов и разработка алгоритмов пространственной обработки сигналов, предназначенных для повышения ОСПШ адаптивных антенных решеток.

Достижение поставленной цели требует решения следующих задач:

1. Численная оценка и сравнительный анализ эффективности работы алгоритмов калибрования на основе математической модели AAP. Выработка рекомендаций по применению изученных методов с указанием особенностей и ограничений практической реализации.

2. Разработка нового алгоритма устранения амплитудно-фазового рассогласования AAP, имеющего более высокую точность оценок ошибок каналов на фоне шума.

3. Построение имитационной модели адаптивной антенной решетки, пригодной для анализа характеристик многоантенных систем связи при наличии амплитудно-фазовых ошибок каналов приема.

4. Анализ работы алгоритмов пространственной обработки сигналов в условиях действия негативных факторов, снижающих качество пространственной фильтрации.

5. Разработка нового алгоритма формирования диаграммы направленности с улучшенными характеристиками пространственной фильтрации в нестационарной среде распространения радиосигналов.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

1. Впервые выполнено исследование итерационных автокалибровочных алгоритмов определения угловых координат ИРИ на основе условно-постоянной модели ошибок с выявлением преимуществ и недостатков каждого из них.

2. Синтезирован автокалибровочный алгоритм определения угловых координат ИРИ, позволяющий повысить точность их оценок при наличии амплитудных и фазовых ошибок в трактах AAP за счет использования метода наискорейшего спуска для решения задачи оптимизации целевой функции.

3. Установлена критичность истинных параметров конструкционных элементов ААР. Отклонения номиналов элементов на 1.7% приводят к снижению отношения сигнал/помеха более, чем на 60 дБ.

4. Впервые проведен сравнительный анализ робастных алгоритмов диаграммообразования, эффективно подавляющих подвижную помеху и компенсирующие колебания АР при малом количестве выборок, в которых присутствуют компоненты полезного сигнала.

5. Впервые разработан алгоритм формирования диаграммы направленности с расширенными нулями для кольцевых антенных решеток. В сравнении с традиционными новый алгоритм отличается достаточно высоким ОСПШ в условиях многолучевого распространения радиоволн и быстро меняющейся помеховой обстановки благодаря введению условия о непрерывном пространственном распределении источников помех.

Практическая значимость работы заключается в повышении точности оценок угловых координат и величины сигнал/(помеха+шум) в условиях действия шума и аналогового рассогласования за счет использования нового алгоритма автоматического калибрования, что способствует созданию систем связи с улучшенными характеристиками по сравнению с существующими. Программная реализация алгоритмов автоматического калибрования может быть использована при исследованиях и эксплуатации многоканальных антенных систем. Алгоритм формирования диаграммы направленности кольцевой АР применим для адаптивного подавления помех при быстрой смене положений их источников между периодами адаптации, при колебаниях конструкции самой антенны, а также в условиях многолучевого распространения радиоволн.

Реализация результатов исследования. Полученные в диссертации результаты использованы при постановке и выполнении НИР «Разработка и применение новых методов обработки, передачи и защиты информации в информационно-коммуникационных системах» (гос. регистрац. № 012202.04120808) в Воронежском государственном университете, грантов

РФФИ (проекты 08-02-13555-офи_ц, 09-07-97522-р-центр_а, 11-07-00600-а). Отдельные результаты внедрены при проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в ОАО «Концерн «Созвездие», ОАО «НИИ «Вега», проводимых по заказам МО РФ и гражданских ведомств, а также в учебном процессе в Воронежском государственном университете, что подтверждается актами о внедрении.

На защиту выносятся следующие основные результаты и положения:

1. Результаты статистического анализа итерационных автокалибровочных алгоритмов определения угловых координат сигналов, предполагающих условно-постоянную модель ошибок.

2. Алгоритм пространственной обработки сигналов в условиях амплитудно-фазового рассогласования аналоговых каналов AAP, основанный на определении фаз во всех каналах адаптивной антенной решетки с использованием численного дифференцирования целевой функции, слабо зависящей от некоррелированного шума.

3. Имитационная модель AAP, позволяющая определить характеристики пространственной фильтрации с учетом флуктуаций условий наблюдения.

4. Результаты моделирования и статистического анализа робастных алгоритмов пространственной обработки сигналов с использованием диагональной регуляризации пространственной корреляционной матрицы в условиях подвижного источника помехи, многолучевого распространения радиосигналов и ограниченного количества отсчетов.

5. Алгоритм формирования диаграммы направленности кольцевых антенных решеток с расширенными провалами, предполагающий равномерное или гауссовское пространственное распределение источников помеховых сигналов.

Личный вклад автора. Основные результаты работы получены лично автором и опубликованы в соавторстве с научным руководителем

Ю.Б. Нечаевым. В совместных работах научному руководителю принадлежат постановка задач, определение направлений исследований и анализ полученных результатов. Подробное проведение рассуждений, расчетов, анализ и интерпретация полученных результатов выполнены лично автором.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на 11 конференциях:

•Международная научно-техническая конференция «Радиолокация, навигация, связь». - Воронеж, 2010, 2011, 2012 гг.

•Международная научно-техническая конференция «Физика и технические приложения волновых процессов». - 2010, 2011 гг.

•Международная научно-методическая конференция «Информатика: проблемы, методология, технологии». - Воронеж, 2010, 2011, 2012 гг.

•Международная конференция «Цифровая обработка сигналов и ее применение» (08РА-2011) - Москва, 2011 г.

•Международная научно-техническая конференция «Компьютерные науки и технологии» (КНиТ-2011) - Белгород, 2011 г.

•Международная научно-техническая конференция «Проблемы техники и технологий телекоммуникаций» (ПТиТТ-2011) - Казань, 2011 г.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 18 работах, в том числе 7 из списка изданий, рекомендованных ВАК РФ, а также получено свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитируемой литературы, содержащего 196 наименований. Объём диссертации составляет 182 страницы, в том числе 55 рисунков и 8 таблиц.

В первой главе на основе данных из научных источников, приводится анализ современного состояния проблемы пространственной обработки сигналов в цифровых антенных решетках. Рассмотрены различные методы пространственной селекции сигналов, сформулированы присущие каждому

алгоритму преимущества и недостатки. На основе обзора сформулированы научные задачи, решение которых представляет интерес: наличие амплитудно-фазовых ошибок каналов приема, влияние многолучевого распространения, колебание антенной решетки, высокая скорость передвижения источников помех и недостаточное количество отсчетов для формирования приемлемой формы ДН.

Вторая глава посвящена исследованию автокалибровочных алгоритмов определения угловых координат источников радиоизлучения на основе математической модели антенной решетки. Приведено описание нового алгоритма автоматического калибрования.

В третьей главе приведено описание имитационной модели AAP, включающей в себя аналоговую и цифровую части, построенные на основе информации о характеристиках компонентов, предоставляемые производителями. Для сложных элементов, таких как усилители, смесители и т.п., использовались результаты измерений реальных элементов, в число которых входят амплитудно-частотные (АЧХ) и фазо-частотные характеристики (ФЧХ), благодаря чему такая модель максимально приближена по своему поведению к реальной системе. Кроме того, приведено описание макета AAP, содержащего 4-элементную кольцевую антенную решетку и амплитудно-фазовые ошибки в каналах. Получены результаты имитационного моделирования и эксперимента автокалибровочных алгоритмов с помощью макета и модели AAP.

В главе дано описание программного пакета, предназначенного для моделирования и компенсации амплитудно-фазового рассогласования аналоговых каналов AAP алгоритмами автоматического калибрования для линейных и кольцевых антенных решеток.

В четвертой главе представлены результаты моделирования алгоритмов определения угловых координат в условиях многолучевого распространения. Исследованы с помощью численного моделирования алгоритмы получения диаграммы направленности линейных антенных

решеток с расширенными нулями. Предложен новый алгоритм формирования диаграммы направленности кольцевых антенных решеток с широкими нулями. Представлены результаты моделирования нового алгоритма формирования ДН в условиях многолучевого распространения и подвижной помехи.

В заключении сформулированы основные выводы и результаты диссертационной работы.

Заключение диссертации по теме «Радиофизика», Пешков, Илья Владимирович

4.6. Выводы к главе

Проведена сравнительная оценка алгоритмов определения углов прихода радиосигналов в условиях многолучевого распространения в составе кольцевой и линейной АР. Установлено, что оценки углов прихода радиосигналов не зависят от числа рассеивагелей и типа алгоритма, но определяется угловым разбросом переотраженных компонентов исходного сигнала. Помимо этого, использование линейных АР приводит к большим отклонениям от истинных угловых координат ИРИ, чем кольцевых решеток.

Показано, что на эффективность функционирования различных алгоритмов диаграммообразования существенное влияние оказывают:

• недостаточное количество отсчетов входных данных, необходимых для оценки пространственно корреляционной матрицы;

• присутствие в этих отсчетах компонентов полезного сигнала и смещающейся по угловой координате помехи;

• многолучевое распространение радиоволн;

• качание мачт АР, движение источников радиосигналов между периодами адаптации.

Для линейной эквидистантной решетки с целью борьбы с перечисленными факторами целесообразно использовать известные алгоритмы диаграммообразования. Причем наилучшим с точки зрения получения максимального ОСПШ является алгоритм Тафернера. Среди особенностей данного типа алгоритмов диаграммообразования можно выделить снижение глубины нулей ДН, а также недостаточную способность подавлять некоррелированный шум.

Впервые разработан алгоритм диаграммообразования для кольцевой антенной решетки, позволяющий формирование диаграммы направленности с увеличенным ОСПШ в нестационарной среде и в среде с многолучевым распространением. Недостатки нового алгоритма схожи с недостатками для алгоритмов такого типа для линейной антенной решетки.

Заключение

Актуальным на сегодняшний день является вопрос улучшения качества современных беспроводных коммуникационных систем, к которым предъявляются жесткие требования по увеличению информационной емкости каналов связи, помехозащищенности и т.п. Для выполнения данных требований необходимо с минимальными искажениями принимать полезный сигнал и максимально эффективно бороться с активными помехами в радиоканале.

Анализ, проведенный в первой главе, показал, что применение алгоритмов пространственной фильтрации AAP в современных системах беспроводной связи является эффективным, поскольку по сравнению с другими антенными системами данный тип антенн обладают рядом уникальных возможностей, главной из которых является формирование ДН, которая позволяет максимально подавить шум и помехи при минимальных искажениях полезного сигнала. Достигается это суммированием сигналов с элементов решетки с такими амплитудами и фазами, которые обеспечивают формирование провалов диаграммы направленности решетки в направлениях помех, с главным лепестком, установленным на полезный сигнал.

В настоящее время создан ряд алгоритмов, которые теоретически достаточно хорошо справляются с основными задачами пространственной обработки сигналов в AAP. Однако на практике на эффективность их работы достаточно серьезное влияние оказывают несколько негативных факторов: амплитудно-фазовые флуктуации аналоговых каналов, многолучевое распространение, недостаточное количество выборок, подвижность источников помех и др., что выражается в снижении ОСПШ системы в целом. В связи с этим, актуальным является вопрос снижения негативного воздействия вышеописанных факторов на алгоритмы диаграммообразования, поэтому диссертационная работа посвящена исследованию вопросов пространственной обработки, эффективной в условиях со случайными дестабилизирующими воздействиями.

В качестве основных методов решения поставленных задач в диссертации были приняты аналитические методы как дающие точный и поддающийся прямой проверке результат в виде математических зависимостей, а также численное и имитационное моделирование и анализ результатов работы существующих и разработанных алгоритмов пространственной обработки сигналов в составе макета AAP.

В результате проведенных исследований был получен ряд научных результатов:

1. Автокалибровочные методы с условно-постоянной моделью ошибок в каналах AAP в целом позволяют снижать среднеквадратическое отклонение определения координат ИРИ, повысить выходное отношение мощности полезного сигнала к мощности помех и шума, а также определять амплитудные и фазовые ошибки. Однако ни один из них не является идеальным для применения в составе AAP, т.к. метод Фридландер-Вайса практически не изменяет СКО пеленгов и ОСПШ в присутствии амплитудных ошибок и зависит от значений угловых координат, определяемых на первом шаге итерации; метод Ванга-Кедзоу при низких и средних значениях ОСИ! значительно увеличивает СКО пеленгов и, как следствие, снижает ОСПШ; метод Эстели-Свиндлехарста-Оттерсона имеет самые большие СКО пеленгов во всем рассмотренном шумовом диапазоне.

2. Новый алгоритм автоматического калибрования является малочувствительным к ОСШ и устойчивым к ошибкам в каналах AAP, позволяя получить снижения СКО пеленгов для двух сигналов практически до нулевого значения, повысить ОСПШ в каналах AAP до значений 46.85, 26.8 и 16.79 дБ для ОСШ 40, 20 и 10 дБ соответственно, а также оценивать амплитудные и фазовые ошибки рассогласования аналоговых каналов с точностью, превосходящей другие алгоритмы в 2-3 раза.

3. Разработана имитационная модель AAP на основе современной элементной базы электронных компонентов, учитывающая характеристики и параметры, заложенные производителями. Исследования показали, что незначительные отклонения номиналов элементов всего на 1.7% приводят к значительному ухудшению рабочих характеристик AAP - снижению отношения сигнал/помеха более чем на 60 дБ.

4. Использование алгоритмов автоматического калибрования в составе разработанной имитационной модели AAP показало, что они могут быть использованы для снижения влияния помех сигналов на полезный сигнал. Наилучшие результаты в этом продемонстрировал предложенный алгоритм автоматического устранения амплитудно-фазового рассогласования AAP.

5. Получены результаты практической реализации алгоритмов автоматического калибрования Фридландер-Вайса, Ванга-Кедзоу и предложенного в экспериментальном образце AAP, заключающиеся в получении пеленгационных характеристик, более пригодных для установления угловых координат ИРИ и формирования ДН.

6. Реализованные алгоритмы Фридландер-Вайса, Ванга-Кедзоу и предложенный в составе программного пакета «Autocalibration Adaptant vl.O» позволяют проводить калибрование АР в присутствии амплитудных и фазовых ошибок в каналах без использования дополнительных знаний и устройств. Данный программный пакет использует простой формат файлов для проведения вышеобозначенной операции, настройки линейной и кольцевой антенных решеток, благодаря чему он может быть использован к востребованным на практике типам АР.

7. Анализ показал, что среди алгоритмов диаграммообразования с расширенными нулями для линейных АР алгоритм Тафернера оказался самым устойчивым к подвижным помехам и среде с многолучевым распространением, повысив ОСПШ до значений 28.6 и 15.24 дБ соответственно для ОСШ 30 дБ и смещению помехи на 8° и разбросе рассеивателей на 25° относительно других алгоритмов подобного типа.

Среди особенностей алгоритмов формирования диаграмм направленности с широкими нулями можно выделить снижение глубины нулей ДН, а также недостаточную способность подавлять некоррелированный шум.

8. Предложенный алгоритм формирования ДН с расширенными нулями для кольцевой АР показал увеличение ОСПШ в сравнении с традиционными алгоритмами формирования ДН в среде с многолучевым распространением радиосигналов (на 11 дБ для ОСШ 30 дБ) и с подвижной помехой (на 12 дБ для ОСШ 30 дБ). Кроме того, алгоритм, основанный на равномерном случайном распределении источников сигнала в пространстве, дал большее увеличение ОСПШ по сравнению с подходом, предполагающим гауссовское распределение.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Пешков, Илья Владимирович, 2012 год

Список использованной литературы

1. Murch R.D. Antenna systems for broadband wireless access / R.D. Murch, K.B. Letaief // IEEE Communications Magazine. - 2002. - Vol. 40, Iss. 4.-P. 76-83.

2. Rappaport T. The wireless communications revolution : past, present, and future : technical report / T. Rappaport. - Blacksburg, 1997. - 15 p.

3. Прокис Дж. Цифровая связь / Дж. Прокис ; под ред. Д.Д. Кловского. - М. : Радио и связь, 2000. - 800 с.

4. Godara L.C. Applications of antenna arrays to mobile communications. Part I : performance improvement, feasibility, and system considerations / L.C. Godara // Proceedings of the IEEE. - 1997. - Vol. 85, No. 8.-P. 1195-1245.

5. Garg V.K. Wireless and personal communications systems / V.K. Garg, J.E. Wilkes. - New Jersey : Prentice Hall PTR, 1996. - 250 p.

6. Baltersee J. Smart antennas and space-time processing : technical report / J. Baltersee. - Aachen, 1998. - 55 p.

7. Shankar P.M. Introduction to wireless systems / P.M. Shankar. - New York : John Wiley and Sons, 2002. - 352 p.

8. Stevanovic I. Smart antenna systems for mobile communications : technical report / I. Stevanovic, A. Skrivervik, J.R. Mosig. - Lausanne, 2003. -110 p.

9. Balanis C. Introduction to smart antennas / C. Balanis, P. Ioannides. -San Francisco : Morgan and Claypool Publishers, 2007. - 174 p.

10. Yang X. Sectorization gain in CDMA cellular systems / X. Yang, S. Ghaheri, R. Niri, R. Tafazzoli // Proceedings of Third International Conference on 3G Mobile Communication Technologies. - 2002. - P. 70-75.

11. Основы теории антенн : учеб. пособие / И.П. Заикин [и др.]. -Харьков : изд-во нац. аэрокос. ун-та «Харьк. авиац. ин-т», 2005. - 101 с.

12. Balanis С.A. Antenna theory : analysis and design / С.A. Balanis. -New York : John Wiley and Sons, 2005. - 1165 p.

13. Воскресенский Д.И. Антенны с обработкой сигнала : учеб. пособие для вузов / Д.И. Воскресенский. - М. : Сайнс-Пресс, 2002. - 80 с.

14. Gross F.B Smart antennas for wireless communications : with Matlab / F.B. Gross. - New York : McGraw-Hill Professional, 2005. - 288 p.

15. Subspace methods for direction of arrival estimation / A. Paulraj [et. al.] // Signal processing and its applications / ed. N.K. Bose, C.R. Rao. -Amsterdam : North-Holland, 1993. - Vol. 10, Ch. 16. - P. 693-739.

16. Вендик О.Г. Антенны с электронным движением луча / О.Г. Вендик, М.Д. Парнес. - М. : Сайнс-пресс, 2002. - 302 с.

17. Litva J. Digital beamforming in wireless communications / J. Litva, T. K.-Y. Lo. - Boston : Artech House, 1996. - 301 p.

18. Butler J.L. Digital matrix and intermediate frequency scanning / J.L. Butler // Microwave Scanning Arrays / ed. R.C. Hansen. - New York : Academic Press, 1966. - Vol. Ill, Chap. 3 - P. 241-268.

19. Bellofiore S. Smart antenna systems for mobile platforms : ph.d. dissertation / S. Bellofiore. - Tempe, 2002. - 508 p.

20. Lopez A.R. Performance predictions for cellular switched beam intelligent antenna systems / A.R. Lopez // IEEE Communications Magazine -1996.-Vol. 34, No. 10.-P. 152-154.

21. Bellofiore S. Smart-antenna systems for mobile communication networks. Part I : overview and antenna design / S. Bellofiore, C. A. Balanis, J. Foufz, A.S. Spanias // IEEE Antenna's and Propagation Magazine. - 2002. - Vol. 44, No. 3.-P. 145-154.

22. Vanderveen M.C. Estimation of parametric channel models in wireless communication networks : ph.d. dissertation / M. C. Vanderveen. -Stanford, 1997,- 149 p.

23. Liberti J.C. Smart antennas for wireless communications : IS-95 and third generation CDMA applications / J.C. Liberti, T.S. Rappaport. - New Jersey : Prentice Hall PTR, 1999. - 528 p.

24. Krim H. Two decades of array signal processing research / H. Krim, M. Viberg // IEEE Signal Processing Magazine. - 1996. - Vol. 7. - P. 67-94.

25. Schtirhuber R. Receiver imperfections and calibration of adaptive antennas : diplomarbeit / Schiirhuber R. - Wien, 1998. - 105 p.

26. Asztely D. The effects of local scattering on direction of arrival estimation with MUSIC and ESPRIT / D. Asztely, B. Ottersten // Proceedings of the IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing. -1998.-Vol. 6.-P. 3333-3336.

27. Марпл-мл. С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения / C.JI. Марпл-мл. ; пер. с англ. - М. : Мир, 1990. - 584 с.

28. Stoica P. MUSIC, maximum likelihood and Cramer-Rao bound / P. Stoica, A. Nehorai // IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing. - 1989.-Vol. 37, Iss. 5.-P. 720-741.

29. Ботов В.А. Калибровка антенной решетки для пеленгатора с угловым разрешением коррелированных сигналов / В.А. Ботов, Д.В. Кротков,

A.Н. Кренев // Антенны. - 2008. - № 7-8. - С. 87-92.

30. Exact and large sample ML techniques for parameter estimation and detection in array processing / B. Ottersten [et. al.] // Radar Array Processing. -1993.-P. 99-151.

31. Capon J. High-resolution frequency-wavenumber spectrum analysis / J. Capon//Proceedings of the IEEE. - 1969. - Vol. 57, No. 8. - P. 2408-1418.

32. Bresler Y. Optimum beamforming for coherent signal and interferences / Y. Bresler, V.U. Reddy, T. Kailath // IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing. - 1988. - Vol. 36. - P. 833-843.

33. Chou J.Y.-L. An investigation on the impact of antenna array geometry on beam-forming user capacity : master's thesis / J.Y.-L. Chou. -Kingston, 2002,- 158 p.

34. Veen B.D. Beamforming : A versatile approach to spatial filtering /

B.D. Veen, K.M. Buckley // IEEE ASSP Magazine. - 1988. - Vol. 5. - P. 4-24.

35. Paulraj A.J. Space-time processing for wireless communications / A.J. Paulraj, C.B. Papadias // IEEE Signal Processing Magazine. - 1997. - Vol. 14, No. 6.-P. 49-83.

36. Reed I.S. Rapid convergence rate in adaptive arrays / I.S. Reed, I.D. Mallett, L.E. Brennan // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. - 1974. - Vol. 10. - P. 853-863.

37. Shiu W.Y. Noniterative digital beamforming in CDMA cellular communications systems : master's thesis / W.Y. Shiu. - Kingston, 1998. - 180 p.

38. Werner S. Reduced complexity adaptive filtering algorithms with applications to communications systems : ph.d. dissertation / S. Werner. — Helsinki, 2002.-213 p.

39. Allen B. Adaptive array systems : fundamentals and applications / B. Allen, M. Ghavami. - New York : John Wiley and Sons, 2002. - 209 p.

40. Mailloux R.J. Phased array antenna handbook / R.J. Mailloux. -Boston : Artech House, 1994. - 515 p.

41. Dendekar K.R. Effect of mutual coupling on direction finding in smart antenna applications / K.R. Dendekar, H. Ling, G. Xu // Electronics Letters. -2000. - Vol. 36, No. 22. - P. 1889-1891.

42. Su T. Simulation of mutual coupling effect in circular arrays for direction-finding applications / T. Su, K.R. Dandekar, Ling // Microwave and Optical Technology Letters. - 2000. - Vol. 26, Iss. 5. - P. 331-336.

43. Gupta I.J. Effect of mutual coupling on the performance of adaptive antennas / I.J. Gupta, A.A. Ksienski // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. - 1983. - Vol. 31, No. 5. - P. 785-791.

44. Herscovlcl N. Smart-antenna systems for mobile communication networks. Part I : overview and antenna design / N. Herscovlcl, C. Chrfstodoulou // IEEE Antenna's and Propagation Magazine. - 2002. - Vol. 44, No. 3. - P. 106114.

45. Tyler N. Adaptive antennas : the calibration problem / N. Tyler, B. Allen, H. Aghvami // IEEE Communications Magazine. - 2004. - Vol. 42, No. 12.-P. 114-122.

46. Friedlander B. Direction finding in the presence of mutual coupling / B. Friedlander, A.J. Weiss // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. -1991.-Vol. 39, No. 3.-P. 273-284.

47. Qiong L. An overview of self-calibration in sensor array processing / L. Qiong, G. Long, Y. Zhongfu // Proceeding of 6th International Symposium on Antennas, Propagations and EM Theory. - 2003. - No. 28. - P. 279-282.

48. Konrad W. Design of an adaptive antenna demonstrator for digital beamforming : ph.d. dissertation / W. Konrad. - Wien, 2003. - 213 p.

49. Baier A. Quadrature mixer imbalances in digital TDMA mobile radio receivers / A. Baier // Proceedings of International Zurich Seminar on Digital Communications. - 1990. - P. 147-162.

50. Монзинго P.A. Адаптивные антенные решетки / P.A. Монзинго, Т.У. Миллер. - М. : Радио и связь, 1986. - 448 с.

51. Li J. Robust adaptive beamforming / J. Li, P. Stoica. - New York : John Wiley and Sons, 2006. - 422 p.

52. Гершман А. Б. Робастная обработка сигналов в адаптивных антенных решетках на основе оптимизации «наихудшего случая» / А. Б. Гершман // Успехи современной радиоэлектроники. - 2005. - № 7. - С. 14-18.

53. Hayward S.D. Effects of motion on adaptive arrays / S.D. Hayward // IEE Proceedings Radar, Sonar and Navigation. - 1997. - Vol. 144. - P. 15-20.

54. Riba J. Robust beamforming for interference rejection in mobile communications / J. Riba, J. Goldberg, G. Vazquez // IEEE Transactions on Signal Processing. - 1997. - Vol. 45. - P. 271-275.

55. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение / Б. Скляр. - М. : Вильяме, 2003. - 1104 с.

56. Overview of spatial channel models for antenna array communication systems / R В Ertel [et. al.] // IEEE Personal Communications. - 1998. - Vol. 5, Iss. Feb. — P. 10-22.

57. Нечаев Ю.Б. Оценка угловых координат источников сигнала в условиях многолучевого распространения радиоволн / Ю.Б. Нечаев, Е.С.Макаров // Компьютерные науки и технологии (КНиТ-2009) : сб. тр. первой Между нар. науч.-тех. конф., Белгород, 8-10 окт. 2009 г. - Белгород,

2010.-С. 216-219.

58. Rappaport T.S. Wireless communications: principles and practice / T.S. Rappaport. - New Jersey : Prentice Hall PTR, 1996. - 736 p.

59. Нечаев Ю.Б. Автокалибровка цифровых антенных решеток в условиях многолучевого распространения радиоволн / Ю.Б. Нечаев, Е.С. Макаров, И.В. Пешков // Радиолокация, навигация, связь (RLNC-2011) : сб. тр. XVII Между нар. науч.-тех. конф., Воронеж, 12-14 апр. 2011 г. - Воронеж,

2011.-Т. 2.-С. 1522-1534.

60. Tsoulos G.V. Calibration and linearity issues for an adaptive antenna system / G.V. Tsoulos, M.A. Beach // IEEE Proceedings of Vehicular Technology Conference. - 1997. - Vol. 3. - P. 1597-1600.

61. Nishimori K. Automatic calibration method using transmitting signals of an adaptive array for TDD systems / K. Nishimori, K. Cho, Y. Talcatori, T. Hori // IEEE Transactions on Vehicular Technology. - 2001. - Vol. 50, Iss. 6. -P. 1636-1640.

62. Pawlak H. An external calibration scheme for DBF antenna arrays / H. Pawlak, A.F. Jacob // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. - 2010. -Vol. 58,No. l.-P. 59-67.

63. Litschke О. A 30 GFIz highly integrated LTCC antenna element for digital beam forming arrays / O. Litschke, W. Simon, S. Holzwarth // IEEE AP-S International Symposium Digest. - 2005. - Vol. 3B. - P. 297-300.

64. Antenna and receiver system with digital beamforming for satellite navigation and communications / A. Dreher [et. al.J // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 2003. - Vol. 51, No. 7.-P. 1815-1821.

65. Passmann C. Investigation of a calibration concept for optimum performance of adaptive antenna systems / C. Passmann, F. Hickel, T. Wixforth // Proceedings of the IEEE 48th Conference on Vehicular Technology. - 1998. -Vol. l.-P. 577-580.

66. Auto calibrated distributed local loop configuration of array antenna for CDMA cellular base station / Y. Takeuchi [et. al.] // IEEE 6th International Symposium on Spread Spectrum Technology and Applications. - 2000. - Vol. 2. -P. 666-670.

67. Digital beamforming and calibration for smart antennas using realtime FPGA processing / T.W. Nuteson [et. al.] // IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest. - 2002. - P. 307-310.

68. Нечаев Ю.Б. Экспериментальное исследование углового сверхразрешения источников электромагнитного поля / Ю.Б. Нечаев, Е.С. Макаров // Антенны. - 2009. - № 5. - С. 74-83.

69. Performance characterization of FPGA techniques for calibration and beamforming in smart antenna applications / T. W. Nuteson [et. al.] // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 2002 - Vol. 50, No. 12. -P. 3043-3051.

70. An on-board integrated beam conditioning system for active phased array satellite antennas / E. Lier [et. al.] // Proceedings of the IEEE International Conference on Phased Array Systems and Technologies. - 2000. - P. 509-512.

71. Zheng X. Mid-field calibration technique of active phased array antennas / X. Zheng, T. Gao, X. Chen // Microwave Conference Proceedings, 2005. APMC 2005. Asia-Pacific Conference Proceedings. - 2005. - Vol. 3 - P. 4.

72. Agrawal A. A calibration technique for active phased array antennas / A. Agrawal, A. Jablon // Proceedings of the IEEE the International Symposium on Phased Array Systems and Technologies. - 2003. - P. 223-228.

73. Large active phased array antenna calibration using MCM / T. Gao [et. al.j // IEEE AP-S International Symposium Digest. - 2001. - Vol. 2. -P. 606-609.

74. Hampson G. A fast and accurate scheme for calibration of active phased-array antennas / G. Hampson, A. Smolders // IEEE AP-S International Symposium Digest. - 1999. - Vol. 2. - P. 1040-1043.

75. Tyler N. Calibration of smart antenna systems : measurements and results / N. Tyler, B. Allen, A.H. Aghvami // IET Microwave Antennas Propagation. - 2007. - Vol. 1, No. 3. - P. 629-638.

76. The design, development and testing of the THAAD (theater high altitude area defense) solid state phased array (formerly ground based radar) / M. Sarcione [et. al.] // Proceedings of the IEEE International Symposium on Phased Array Systems and Technologies. - 1996. - P. 260-265.

77. Silverstein S.D. Application of orthogonal codes to the calibration of active phased array antennas for communication satellites / S.D. Silverstein // IEEE Transactions on Signal Processing. - 1997. - Vol. 45, No. 1. - P. 206-218.

78. Oodo M. A remote calibration for DBF transmitting array antennas by using synchronous orthogonal codes / M. Oodo, R. Miura // IEEE AP-S International Symposium Digest. - 1999. - Vol. 2. - P. 1428-1431.

79. Viberg M. A bayesian approach to auto-calibration for parametric array signal processing / M. Viberg, A.L. Swindlehurst // IEEE Transactions on Signal Processing. - 1994. - Vol. 42, No. 12. - P. 3495-3507.

80. Yao W. A self-calibration antenna array system with moving apertures / W. Yao, Y. Wang, T. Itoh // IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest.-2003.-Vol. 3.-P. 1541-1544.

81. Wang C. Direction-finding with sensor gain, phase and location uncertainty / C. Wang, J.A. Cadzow // Proceeding of IEEE ICASSP'YI. - 1991. -Vol. 2.-P. 1429-1432.

82. Asztely D. Spatial signature estimation for uniform linear arrays with unknown receiver gains and phases / D. Asztely, A.L. Swindlehurst, B. Ottersten // IEEE Transactions on Signal Processing. - 1999. - Vol. 47, No. 8. - P. 2128-2138.

83. McArthur D. A computationally efficient self-calibrating direction-of-arrival estimator / D. McArthur, J.P. Redly // IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing. - 1994. - Vol. 4. - P. 201-204.

84. Бахвалов H.C. Численные методы : учеб. пособие для вузов / Н.С. Бахвалов, Н.П. Жидков, Г.М. Кобельков. - 3-е изд. - М. : БИНОМ, 2004. -636 с.

85. Нечаев Ю.Б. Оценка точности автокалибровочных методов определения координат источников радиоизлучения с условно-постоянной моделью амплитудно-фазовых ошибок в каналах цифровой антенной решетки / Ю.Б. Нечаев, Д.Н. Борисов, И.В. Пешков // Телекоммуникации. -2011.-№ 5.-С. 34-43.

86. Нечаев Ю.Б. Автокалибровочный алгоритм компенсации амплитудно-фазовых ошибок в каналах цифровой антенной решетки / Ю.Б. Нечаев, Д.Н. Борисов, И.В. Пешков // Вестник Воронежского Государственного Университета. Серия : Физика. Математика. - 2011. -№ 1. - С. 51-69.

87. Нечаев Ю.Б. Оценка отклонения определения угла прихода радиосигнала автокалибровочных методов пеленгации радиоизлучения с условно-постоянной моделью амлитудно-фазовых ошибок в каналах цифровой антенной решетки / Ю.Б. Нечаев, Д.Н. Борисов, И.В. Пешков // Физика и технические приложения волновых процессов : мат. IX Междунар. науч.-тех. конф., Челябинск, 13-17 сент. 2010 г. - Челябинск, 2010. -С. 35-36.

88. Аттетков А.В. Методы оптимизации : учеб. пособие для вузов / А.В. Аттетков, С.В. Галкин, B.C. Зарубин ; под ред. B.C. Зарубина, А.П. Крищенко. - 2-е изд. - М. : изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. - 440 с.

89. Пешков И.В. Среднеквадратическое отклонение определения координат источников радиоизлучения автокалибровочных методов в слабой шумовой обстановке / И.В. Пешков // Информатика : проблемы, методология, технологии : мат. XII Междунар. науч.-методич. конф., Воронеж, 10-11 фев. 2011 г.-Воронеж, 2011. - Т. 2. - С. 167-171.

90. Нечаев Ю.Б. Параметрическая автокалибровка цифровых антенных решеток / Ю.Б. Нечаев, Е.С. Макаров, И.В. Пешков // Труды Российского научно-технического общества радиотехники, электроники и связи имени A.C. Попова. Серия : Цифровая обработка сигналов и её применение. - М., 2011г. - Вып. XIII, Т. 1. - С. 207-210.

91. Черноруцкий И.Г. Методы оптимизации в теории управления : учеб. пособие / И.Г. Черноруцкий. - СПб. : Питер, 2004. - 256 с.

92. Нечаев Ю.Б. Выбор элементов модуля первичной обработки аналогового сигнала цифровой антенной решетки / Ю.Б. Нечаев, Д.Н. Борисов, И.В. Пешков // Радиолокация, навигация, связь (RLNC-2010) : сб. тр. XVI Междунар. науч.-тех. конф., Воронеж, 13-15 апр. 2010 г. - Воронеж, 2010.-Т. 2.-С. 1402-1413.

93. Белов J1. Частотные фильтры / JI. Белов // Электроника : НТБ. -2004,- №5. -С. 72-77.

94. Bowick С. RF circuit design / С. Bowick. - New York : Newnes, 1997,- 176 p.

95. Winder S. Analog and digital filter design / S. Winder. - New York : Newnes, 2002. - 450 p.

96. Рэд Э. Схемотехника радиоприемников / Э. Рэд - М. : Мир, 1989.- 152 с.

97. Техническое описание микросхемы ADL5521. -(http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADL5521.pdf).

98. Техническое описание микросхемы ZRL-2400LN. -(http://www.minicircuits.com/pdfs/ZRL-2400LN.pdf).

99. Техническое описание микросхемы ZX60-33LN-S+. (http://www.cdiweb.com/datasheets/mini_circuits/ZX60-33LN+.pdf).

100. Техническое описание микросхемы ZQLSC-2400. (http://www.minicircuits.com/pdfs/ZQLSC-2400.pdf).

101. Техническое описание микросхемы HMC719LP4. (http://www.hittite.com/content/documents/data_sheet/hmc7191p4.pdf).

102. Техническое описание микросхемы НМС374. (http://www.hittite.com/content/documents/data_sheet/hmc374.pdf).

103. Техническое описание микросхемы HMC548LP3. (http://www.hittite.com/content/documents/data_sheet/hmc5481p3.pdf).

104. Техническое описание микросхемы SPF-5122Z. (http://www.rfmd.com/CS/Documents/SPF-5122ZDS.pdf).

105. Техническое описание микросхемы SPF-5043Z. (http://www.rfmd.com/CS/Documents/SPF-5043ZDS.pdf).

106. Техническое описание микросхемы SGL-0263(Z). (http://www.rfmd.com/CS/Documents/SGL-0263DS.pdf).

107. Техническое описание микросхемы RF2370. (http://www.rfmd.com/CS/Documents/2370DS.pdf).

108. Техническое описание микросхемы FPD1050SOT89. (http://www.rfmd.com/CS/Documents/FPD1050SOT89DS.pdf).

109. Техническое описание микросхемы SPF-5344Z. (http://www.rfmw.com/datasheets/rfmd/SPF-5344ZDS.pdf).

110. Техническое описание микросхемы (http://www.rfmd.com/CS/Documents/2884DS.pdf).

111. Техническое описание микросхемы (http://www.rfmd.com/CS/Documents/SPF-5189ZDS.pdf).

112. Техническое описание микросхемы (http://www.rfmd.com/CS/Documents/2314DS.pdf).

113. Техническое описание микросхемы (http://www.rfmd.com/CS/Documents/3866DS.pdf).

RF2884.

SPF-5189Z.

RF2314.

RF3866.

114. Техническое описание микросхемы RF3863. -(http://www.rfmd.com/CS/Documents/3863DS.pdf).

115. Техническое описание микросхемы MAALSS0012. -(http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/macom/MAALSS0012-3000.pdf).

116. Курганов А.Н. Характеристики линейности измерительных приёмников / А.Н. Курганов, А.П. Павлюк. -(http://edu.ucrf.gov.ua/LearningSpace5/Courses/conference/2004_Kyiv/101Receiv er%201inearity.doc).

117. Besser L. Practical RP circuit design for modern wireless systems : Volume I. Passive circuits and systems / L. Besser, R. Gilmore. - Boston : Artech House, 2003.-549 p.

118. Техническое описание микросхемы ADL5350. -(http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADL5350.pdf).

119. Техническое описание микросхемы SIM-762H+. -(http://www.minicircuits.com/pdfs/SIM-762H+.pdf).

120. Техническое описание микросхемы (http://www.minicircuits.com/pdfs/MCA-35H+.pdf).

121. Техническое описание микросхемы (http:// www. minicircuits. com/pdfs/ ADE-R3 GLH+ .pdf).

122. Техническое описание микросхемы (http://www .minicircuits. com/pdfs/S IM- 8 3 LH+ .pdf).

123. Техническое описание микросхемы (http ://•www. minicircuits. com/pdfs/S IM-14LH+. pdf).

124. Техническое описание микросхемы (http://www.minicircuits.com/pdfs/SKY-60H.pdf).

125. Техническое описание микросхемы (http://www.minicircuits.com/pdfs/MCAl-80H+.pdf).

126. Техническое описание микросхемы

МСА-35Н+.

ADE-R3GLH+.

SIM-83LH+.

SIM-14LH+.

SKY-60H.

МСА1-80Н+.

HMC316MS8.

(http://www.hittite.com/content/documents/data_sheet/hmc316ms8.pdf).

127. Техническое описание микросхемы RF2052. -(http://www.rfmd.com/CS/Documents/2052DS.pdf).

128. Техническое описание микросхемы EMRS-25MHTR. -(http://www.macomtech.com/datasheets/EMRS-25MH.pdf).

129. Техническое описание микросхемы SM4G. -(http ://www .macomtech. com/datasheets/SM4G .pdf).

130. Техническое описание микросхемы SM5T. -(http:// www. macomtech. com/datasheets/SM5 T .pdf).

131. Техническое описание микросхемы ADF4360-7 -(http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADF4360-7.pdf).

132. Техническое описание микросхемы ADF4350. -(http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADF4350.pdf).

133. Reed J.H. Software radio : A modern approach to radio engineering / J.FI. Reed. - New Jersey : Prentice Hall PTR, 2002. - 592 p.

134. Техническое описание микросхемы ADL5592. -(http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADL5592.pdf).

135. Техническое описание микросхемы AD8370. -(http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD8370.pdf).

136. Техническое описание микросхемы AD8366. -(http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD8366.pdf).

137. Техническое описание микросхемы HMC542LP4. -(http://www.hittite.com/content/documents/data_sheet/hmc5421p4.pdf).

138. Техническое описание микросхемы HMC470LP3. -(http://www.hittite.com/content/documents/data__sheet/hmc4701p3.pdf).

139. Техническое описание микросхемы PIMC424G16. -(http ://www.hittite.com/content/ documents/ data_sheet/hmc424g 16.pdf).

140. Техническое описание микросхемы HMC335G16. -(http://www.hittite.com/content/documents/data_sheet/hmc335gl6.pdf).

141. Техническое описание микросхемы РЕ4306. -(http://www.psemi.com/pdf/datasheets/pe4306ds.pdf).

142. Техническое описание микросхемы РЕ4304. (http://www.psemi.com/pdf/datasheets/pe4304ds.pdf)

143. Техническое описание микросхемы АТ90-1233. (http://www.macomtech.com/datasheets/AT90-1233.pdi).

144. Техническое описание микросхемы АТ65-0413. (http://www.macomtech.com/datasheets/AT65-0413.pdf).

145. Техническое описание микросхемы ADL5542. (http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADL5542.pdf).

146. Техническое описание микросхемы ADL5530. (http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADL5530.pdf).

147. Техническое описание микросхемы GALI-74+. (http://www.minicircuits.com/pdfs/GALI-74+.pdf).

148. Техническое описание микросхемы MAR-8A+. (http://www.minicircuits.com/pdfs/MAR-8A.pdf).

149. Техническое описание микросхемы ERA-5+. (http://www.minicircuits.com/pdfs/ERA-5+.pdf).

150. Техническое описание микросхемы ERA-50SM+. (http://www.minicircuits.com/pdfs/ERA-50SM+.pdf).

151. Техническое описание микросхемы НМС-С012. (http ://www.hittite. com/content/documents/data_sheet/hmc-cO 12. pdf).

152. Техническое описание микросхемы HMC453QS16G. (http ://www .hittite. com/content/documents/data_sheet/hmc453qsl6g.pdf).

153. Техническое описание микросхемы HMC454ST89. (http://www.hittite.com/content/documents/data_sheet/hmc454st89.pdf).

154. Техническое описание микросхемы HMC580ST89. (http : / / www. hittite. com/content/documents/data__sheet/hmc5 80st8 9 .p df).

155. Техническое описание микросхемы HMC481MP86. (http://www.hittite.com/content/documents/data__sheet/hmc481mp86.pdf).

156. Техническое описание микросхемы HMC311ST89. (http://www.hittite.com/content/documents/data_sheet/hmc311 st89.pdf).

157. Техническое описание микросхемы СА1021. -(http://www.mac0mtech.c0m/datasheets/A 1021_SMA 1021 .pdf).

158. Техническое описание микросхемы SMRA69. -(http://www.macomtech.com/datasheets/RA69_SMRA69.pdf).

159. Техническое описание микросхемы SMA18-1. -(http://www.macomtech.com/datasheets/Al 8-1_SMA18-1 .pdf).

160. Техническое описание микросхемы MAAMSS0060. -(http://www.macomtech.com/datasheets/MAAMSS0060.pdf).

161. Техническое описание микросхемы МААМ-009116. -(http://www.macomtech.com/datasheets/MAAM-009116.pdf).

162. Техническое описание микросхемы RF2360. -(http ://www.rfmd. com/CS/Documents/23 60DS .pdf).

163. Техническое описание микросхемы SXB-2089Z. -(http://www.rfmd.com/CS/Documents/SXB-2089ZDS.pdf).

164. Техническое описание микросхемы SGA-9089Z. -(http://www.rfmd.com/CS/Documents/SGA-9089ZDS.pdf).

165. Техническое описание микросхемы SHF-0289Z. -(http://www.rfmd.com/CS/Documents/SHF-0289DS.pdf).

166. Техническое описание микросхемы AD8342. -(http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD8342.pdf).

167. Техническое описание микросхемы AD8343. -(http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD8343.pdf).

168. Техническое описание микросхемы ADL5802. -(http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADL5802.pdf).

169. 1~1ечаев Ю.Б. Влияние полосового фильтра аналогового тракта цифровой антенной решетки на межсимвольные искажения / Ю.Б. Нечаев, Д.FI. Борисов, И.В. Пешков // Информатика : проблемы, методология, технологии : мат. X Междунар. науч.-методич. конф., Воронеж, 11-12 фев. 2010 г. - Воронеж, 2010. - Т. 2. - С. 64-65.

170. Нечаев Ю.Б. Оценка влияния параметров модуля первичной обработки на работу цифровой антенной решетки / Ю.Б. Нечаев, Д.Н. Борисов, И.В. Пешков // Нелинейный мир. - 2010. - Ч. 1. - С. 77-82.

171. Wirth W.-D. Radar techniques using array antenna / W.-D. Wirth. -London : The Institution of Electrical Engineers, 2001. - 420 p.

172. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов / А.Б. Сергиенко -СПб. : Питер, 2003.-604 с.

173. Dally W.J. Digital systems engineering / W.J. Dally, J.W. Poulton. -Cambridge : Cambridge University Press, 1998. - 653 p.

174. Нечаев Ю.Б. Оценка межсимвольных искажений аналогового тракта цифровой антенной решетки / Ю.Б. Нечаев, Д.Н. Борисов, И.В. Пешков // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. -2010. -№ 2. -С. 94-101.

175. Anderson J.В. Digital transmission engineering / J.B. Anderson. -New York : John Wiley and Sons, 2005. - 468 p.

176. Нечаев Ю.Б. Статистический анализ точности радиопеленгации методом music при наличии амплитудно-фазовых ошибок каналов приема и многолучевости канала распространения / Ю.Б. Нечаев, Е.С. Макаров // Антенны. - 2010. - № 6. - С. 86-92.

177. Carlson B.D. Covariance matrix estimation errors and diagonal loading in adaptive arrays // B.D. Carlson // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. - 1988. - Vol. 24. - P. 397-401.

178. Asztely D. On antenna arrays in mobile communication systems : fast fading and GSM base station receiver algorithms : technical report / D. Asztely. -Stockholm, 1996.-5 p.

179. Hugl K. Downlink performance of adaptive antennas with null broadening / K. Hugl, J. Laurila, E. Bonek // IEEE 49th Vehicular Technology Conference. - 1999. - Vol. 1. - P. 872-876.

180. A novel DOA-based beamforming algorithm with broad nulls / M. Taferner [et. al.] -(http://publik.tuwien.ac.at/files/pub-et_3265.pdf).

181. Guerci J.R. Theory and application of covariance matrix tapers to robust adaptive beamforming / J.R. Guerci // IEEE Transactions on Signal Processing. - 2000. - Vol. 47. - P. 977-985.

182. Boronson D.M. Sample size considerations for adaptive arrays / D.M. Boronson // IEEE Transactions on Aerospace and Electronics Systems. - 1980. -Vol. 16, No. 4.-P. 446-451.

183. Gabriel W.R. Using spectral estimation technique in adaptive array systems / W.R. Gabriel // IEEE Transactions on Antennas and Propagations. -1986. - Vol. 34, Iss. 3. - P. 291-300.

184. Brookner E. Adaptive array processing / E. Brookner, J.M. Howell // Proceedings of the IEEE. - 1986. - Vol. 74. - P. 602-604.

185. Kelly E.J. Adaptive detection in non-stationary interferences. Part III. : technical report / E.J. Kelly. - Lexington, 1987. - 82 p.

186. Mailloux R.J. Covariance matrix augmentation to produce adaptive array pattern troughs / R.J. Mailloux // Electronics Letters. - 1995. - Vol. 31, No. 10.-P. 771-772.

187. Zatman M. Production of adaptive array troughs by dispersion synthesis / M. Zatman // Electronics Letters. - 1995. - Vol. 31, No. 25. -P. 2141-2142.

188. Johnson D.H. Array signal processing, concepts and techniques / D. H. Johnson, D.E. Dudgeon. - New Jersey : Prentice Hall PTR, 1993. - 512 p.

189. Gershman A.B. Adaptive beamforming algorithms with robustness

against jammer motion / A.B. Gershman, U. Nickel, J.F. Bohme // IEEE

/

Transactions on Signal Processing. - 1997. - Vol. 45. - P. 1878-1885.

190. Нечаев Ю.Б. Повышение эффективности работы цифровой антенной решетки в нестационарных условиях /Ю.Б. Нечаев, Д.Н. Борисов, И.В. Пешков // Физика и технические приложения волновых процессов : сб. тр. X Междунар. науч.-тех. конф., Самара, 1 1-17 сент. 2 011 г. -Самара, 2011.-С. 90.

191. Нечаев Ю.Б. Анализ алгоритмов формирования диаграммы направленности линейной антенной решетки, устойчивых к многолучевому распространению и нестационарным источникам помех /Ю.Б. Нечаев, Д.Н. Борисов, И.В. Пешков // Теория и техника радиосвязи. - 2011. - №. 4. -С. 78-86.

192. Generalized spatial correlation equations for antenna arrays in wireless diversity reception : exact and approximate analysis / J. Zhou [et. al.] // IEICE Transactions on Communications. - 2004. - Vol. E87-B, No. 1. -P. 204-210.

193. Performance of MIMO with circular antenna array using correlation matrix / J. Zhou [et. al.] // Asia-Pacific Conference on Communications (APCC '06). - Busan, 2006. - P. 1-5.

194. Нечаев Ю.Б. Диаграммообразование цифровой антенной решетки, устойчивое к подвижному источнику помехи / Ю.Б. Нечаев, Д.Н. Борисов, И.В. Пешков // Компьютерные науки и технологии (КНиТ-2011) : сб. тр. второй Междунар. науч.-тех. конф., Белгород, 3-5 окт. 2011 г. -Белгород, 2011. - С. 636-640.

195. Нечаев Ю.Б. Алгоритм формирования диаграммы направленности кольцевой антенной решетки, устойчивый к многолучевому распространению и нестационарным источникам помех / Ю.Б. Нечаев, Д.Н. Борисов, И.В. Пешков // Известия ВУЗов. Радиоэлектроника. - 2011. - Т. 54, № 11. - С. 26-34.

196. Гмурман В.Е. Теория вероятности и математическая статистика : учеб. пособие для вузов / В.Е. Гмурман. - М. : Высш. шк., 2003. - 479 с.