Процедура проектирования фильтров частотной селекции с учетом энергетических потерь в радиоприемных устройствах высокоскоростных радиосистем передачи информации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.04, кандидат наук Бабанин Иван Геннадьевич

• Бабанин Иван Геннадьевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Бабанин Иван Геннадьевич

Введение

1 Анализ требований к радиоприемному тракту перспективных высокоскоростных цифровых радиосистем передачи информации

1.1 Современное состояние и тенденции развития высокоскоростных цифровых радиосистем передачи информации.....................,,,,

1.2 Модифицированное уравнение энергетического баланса и основные направления снижения потерь в устройствах приема и обработки радиосигналов

1.3 Сравнительный анализ моделей потерь нешумового характера в фильтрах частотной селекции радиоприёмных устройств систем передачи информации

1.4 Выводы

2 Зависимость эквивалентных энергетических потерь радиотракта от неидеальности его параметров в условиях приема многопозиционных сигналов

2.1 Исследование эквивалентных энергетических потерь фильтров частотной селекции, обусловленных неравномерностью амплитудно-частотной характеристики

2.2 Исследование эквивалентных энергетических потерь фильтров частотной селекции, обусловленных неравномерностью фазо-частотной характеристики

2.3 Исследование потерь нешумового характера в цифровых фильтрах при когерентном приёме сигналов

2.4 Выводы

3 Имитационная модель по определению комплексных энергетических потерь радиотракта, при приёме сигналов с квадратурной амплитудной модуляцией

3.1 Выбор системы динамического моделирования и разработка структурно-функциональной модели для выявления потерь нешумового характера в фильтрах частотной селекции

3.2 Разработка имитационной модели устройства генерирования и формирования радиосигналов цифровых высокоскоростных систем передачи информации в среде динамического моделирования Simulink............,,,,,

3.3 Разработка имитационной модели устройства приёма и обработки радиосигналов цифровых высокоскоростных систем передачи информации в среде динамического моделирования Simulink

3.4 Исследование эквивалентных энергетических потерь фильтров частотной селекции на имитационной модели

3.5 Процедура выбора параметров фильтров частотной селекции

3.6 Выводы

4 Аппаратно-программный комплекс автоматизированного определения потерь в фильтрах частотной селекции высокоскоростных цифровых радиосистем передачи информации

4.1 Аппаратно-программный состав комплекса автоматизированного определения энергетических потерь в фильтрах частотной селекции

4.2 Разработка программного продукта по определению эквивалентных энергетических потерь в аналоговых фильтрах частотной селекции

4.3 Разработка программного продукта по определению эквивалентных энергетических потерь в цифровых фильтрах частотной селекции

4.4 Выводы

Заключение

Список литературы

Приложение А Исходный код программы по определению эквивалентных энергетических потерь в аналоговых фильтрах частотной селекции на языке

программирования

Приложение Б Исходный код программы по определению эквивалентных энергетических потерь в цифровых фильтрах частотной селекции на языке

программирования С++

Приложение В Копии актов о внедрении результатов диссертационной работы164

Список обозначений и сокращений

АИМ - амплитудно-импульсная модуляция;

АМ - амплитудная модуляция;

АФУ - антенно-фидерное устройство;

АФЧС - аналоговый фильтр частотной селекции

АЦП - аналого-цифровой преобразователь

АЧХ - амплитудно-частотная характеристика;

ГЧММС - частотная модуляция с минимальным сдвигом и

гауссовой огибающей;

ДмУ - демодулирующее устройство;

ДтУ - детектирующее устройство;

ИХ - импульсная характеристика;

КАМ - квадратурная амплитудная модуляция;

КВ - короткие волны;

КС - канал связи;

НЦФ - нерекурсивный цифровой фильтр;

ОСШ - отношение сигнал-шум;

ОС - обратная связь;

ПАВ - поверхностные акустические волны;

ПГ - подстраиваемый генератор;

ПО - программное обеспечение;

ПСС - подвижные системы связи;

ПСУ - приёмно-селектирующее устройство;

ПФ - полосовой фильтр;

РПдУ - радиопередающее устройство;

РПрУ - радиоприёмное устройство;

РСС - радиорелейные системы связи;

РФ - режекторный фильтр;

РЦФ

СКК

УКВ

ФАПЧ

ФВЧ

ФД

ФМ

ФНЧ

ФЧС

ФЧХ

ЦАП

ЦЛС

ЦРРЛС

ЦПЛС

ЦСЛС

ЦФЧС

ЧАПЧ

ЧМ

ЧММС

ЭВМ

ЭГ

ЭП

ЭЭП

- рекурсивный цифровой фильтр;

- сигнально-кодовая конструкция;

- ультракороткие волны;

- фазовая автоподстройка частоты;

- фильтр высоких частот;

- фазовый детектор;

- фазовая модуляция;

- фильтр низких частот;

- фильтр частотной селекции;

- фазо-частотная характеристика;

- цифро-аналоговый преобразователь;

- цифровая линия связи;

- цифровые радиорелейные линии связи;

- цифровые подвижные линии связи;

- цифровые спутниковые линии связи;

- цифровой фильтр частотной селекции;

- частотная автоподстройка частоты;

- частотная модуляция;

- частотная модуляция с минимальным сдвигом;

- электронно-вычислительная машина;

- эталонный генератор;

- энергетические потери;

- эквивалентные энергетические потерь

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)

PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) SDH (Synchronous Digital Hierarchy) STM (Synchronous Transport Module)

-институт инженеров по электротехнике и электронике;

-плезиохронная цифровая иерархия; -синхронная цифровая иерархия; -синхронный транспортный модуль.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Процедура проектирования фильтров частотной селекции с учетом энергетических потерь в радиоприемных устройствах высокоскоростных радиосистем передачи информации»

Введение

Движущей силой экономики современного постиндустриального общества являются научные разработки, создаваемые в первую очередь на основе таких производственных ресурсов, как информация и знания. Процессы интеграции компьютерных, информационных и коммуникационных технологий в единую систему дают возможность открывать новые общесистемные свойства, позволяя создавать все более продуктивные методы организации жизни как отдельного человека, так и всего мирового сообщества. Ключевую роль в организации этих процессов занимают современные способы передачи информации, имеющие тенденции к постоянному совершенствованию.

Переход к каждому новому поколению радиосистем передачи информации позволяет передавать все больше полезной информации: так, если в 80-х годах прошлого столетия скорость передачи данных мобильных абонентов не превышала 10 кб/с, в 90-х годах скорость возросла на порядок - до сотен кб/с, в новом тысячелетии скорость возросла уже до единиц и десятков Мб/с, а затем и до 1 Гб/с. На сегодняшний день стала возможной организация прямых видеоконференций со многим количеством участников, разбросанных по всему миру; передача больших объемов видео-, аудио- и текстовой информации за считанные секунды любому жителю нашей планеты [81]. Основой такого технического прорыва в сфере коммуникаций было увеличение ширины полосы пропускания системы (AF), среднего отношения мощности сигнал-шум (S/N).

Однако, современные радиосистемы передачи информации работают в условиях жесткого дефицита частотного ресурса, организация доступа к услугам сети абонентов многоканальной системы связи требует ограничения спектра сигнала от каждого абонентского передатчика для исключения взаимного влияния сигнала на сигналы других абонентов этой же сети и на сигналы других систем связи. В условиях постоянно возрастающих требований к цифровым системам связи по скорости передачи данных возникает необходимость в максимально

возможном подавлении боковых составляющих спектра сигнала передатчика и повышению его спектральной эффективности (R/ДF, где Я - битовая скорость передачи данных) [81]. Но необходимо отметить, тот факт, что использование радиосистем с высокими параметрами R/ДF из-за нелинейности трактов, искажений, вносимых средой распространения сигнала, параметрами систем синхронизации приёмника приводит к низким показателям энергетической эффективности (Еь/Ы0, где Еь - энергия бита (Вт/б/с), N0 - спектральная плотность мощности шума (Вт/Гц))радиосистемы.

Так, наиболее перспективными на данный момент в подвижных радиосистемах передачи информации (ПРПИ) являются следующие типы манипуляций: квадратурно-амплитудная с позиционностью 64(КАМ-64), КАМ-128, в радиорелейных системах связи (РСС) - КАМ-512, КАМ-1024. Дальнейшая разработка комплексов с более высокими скоростями обмена данных является крайне затруднительной в связи с более ярко выраженными ранее не учитываемыми потерями нешумового характера, вызванными неидеальностью амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик фильтров частотной селекции (ФЧС) радиоприёмного устройства. Так, например, достоверный приём символов системой с ФЧС, имеющими неравномерность АЧХ более 3 дБ практически невозможен при кратности модуляции более 8.Исходя из этого становятся актуальным исследованием и разработка требований к одним из основных составных приёмных трактов - ФЧС, при повышенной скорости передачи информации и кратности модуляции.

Целью работы является разработка процедуры проектирования фильтров частотной селекции, обеспечивающей минимизацию потерь нешумового характера при синтезе радиоприёмных устройств с высокими скоростями обмена данных в радиосистемах передачи информации.

Объект исследования: фильтры частотной селекции радиоприёмных устройств высокоскоростных радиосистемах передачи информации.

Предмет исследования: процесс влияния неравномерности АЧХ, ФЧХ фильтров частотной селекции на достоверность приёма символов в цифровых радиосистемах с высокими кратностями модуляции.

Для достижения цели, необходимо решить следующие задачи:

1) провести сравнительный анализ основных технологий высокоскоростных радиосистем передачи информации различного назначения;

2) классифицировать виды и провести анализ причин возникновения энергетических потерь в системах приёма и обработки радиосигналов, вывести модифицированное уравнение энергетического баланса с учетом потерь нешумового характера в фильтрах частотной селекции (эквивалентных энергетических потерь);

3) разработать математические модели эквивалентных энергетических потерь в цифровых и аналоговых фильтрах частотной селекции, вызванных неравномерностью их амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик;

4) разработать имитационные модели энергетических потерь нешумового характера в фильтрах частотной селекции систем в целях определения адекватности разработанных математических моделей;

5) разработать аппаратно-программный комплекс по определению потерь нешумового характера в фильтрах частотной селекции радиоприемных устройств;

6) разработать процедуры проектирования фильтров частотной селекции с учетом энергетических потерь, вызванных неравномерностью АЧХ, ФЧХ.

Проводимые исследования базируются на теории вероятностей, математической статистике, методах имитационного моделирования и статистической радиотехники.

Научная новизна исследования:

1) Получено уравнение энергетического баланса, учитывающее неравномерность АЧХ, ФЧХ фильтров частотной селекции радиоприёмных устройств.

2) Разработаны комплексные математические модели эквивалентных энергетических потерь нешумового характера, возникающих в радиотрактах радиосистем передачи информации, в зависимости от неравномерности АЧХ, ФЧХ и параметров сигналов со сложной частотно-временной структурой.

3) Разработана имитационная модель для определения потерь нешумового характера в ФЧС современных радиоприёмных устройствах с целью установления адекватности разработанных вышеприведенных математических моделей.

4) Разработана процедура проектирования фильтров частотной селекции, обеспечивающая минимизацию энергетических потерь, вызванных неравномерностью АЧХ, ФЧХ, в радиоприемных устройствах систем передачи информации.

Основные научные положения и результаты, выносимые на защиту:

1) способ расчета дополнительных энергетических потерь в фильтрах частотной селекции, позволяющий учитывать их нелинейное возрастание в зависимости от увеличения кратности модуляции сигналов высокоскоростных радиосистем передачи информации, учитывающий неравномерности их амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик и отличающийся от известных учетом энергетических потерь нешумового характера, которые достигают 5 дБ только при прохождении сигнала;

2) процедура проектирования фильтров частотной селекции в соответствии со складывающейся электромагнитной обстановкой и реальным уравнением энергетического баланса радиолинии, отличающаяся от известных учетом дополнительных энергетических потерь, обусловленных неравномерностью амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик, что позволяет сформировать обоснованные требования к параметрам элементов радиоприемного устройства;

3) имитационная модель процесса генерирования и формирования, приема и демодуляции многопозиционных сигналов высокоскоростных

радиосистем передачи информации с учетом реально модулирующих неравномерностей амплитудно-частотной, фазо-частотной характеристик, позволяющая оценить степень адекватности способа расчета дополнительных энергетических потерь с точностью до 1,5%.

Основным практическим результатом диссертационной работы является аппаратно-программный комплекс для определения эквивалентных энергетических потерь в цифровых и аналоговых фильтрах селекции при прохождении сигналов с квадратурной амплитудной модуляцией различной позиционности, позволяющего производить процедуру выбора фильтров частотной селекции при разработке систем телекоммуникаций.

Основные теоретические и практические результаты работы использованы в АО «Авиавтоматика» им. В. В.Тарасова» при выполнении плановой НИОКР и других проектов для определения направлений развития частотно-селективных трактов приёма и передачи высокоскоростной информации со сложными видами модуляции, что подтверждается соответствующим актом о внедрении, а также в учебном процессе ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет».

Достоверность полученных автором научных и практических результатов определяется:

- обоснованностью выбора исходных данных, основных допущений и ограничений при постановке частных задач исследования;

- соответствием расчетов с результатами имитационного моделирования, полученных лично автором;

- апробацией результатов исследований автора на всероссийских и региональных научно-практических конференциях.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях, фестивалях и семинарах различного уровня:

- 1-5 региональной научно-практической конференции «Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций» (г. Курск, 2009-2013 гг.);

- I, II, III Всероссийской научно-практической конференции «Инфокоммуникации и информационная безопасность: состояние, проблемы и пути решения» (г. Курск, 2014-2016 гг.);

- I, II Всероссийской научно-практической конференции «Инфокоммуникации и космические технологии: состояние, проблемы и пути решения» (г. Курск, 2017-2018 гг.);

- Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 117 годовщине Дня радио, «Современные проблемы радиоэлектроники» (г. Красноярск, 2012 г.);

- Центральной региональной площадке III Всероссийского фестиваля науки (г. Курск, 2013 г.).

По тематике исследований опубликовано 32 статьи, из них - 12 в журналах, входящих в перечень ВАК при Минобрнауки России, 1 монография, получено 2 свидетельства о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Основные результаты исследований получены автором самостоятельно. В работах, опубликованных в соавторстве, соискатель внёс значительный вклад при постановке и решении задач, а также обобщении полученных результатов.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа содержит 166 страниц текста, из них 149 основного, 86 рисунков, 4 таблицы, 83 формулы.

1Анализ требований к радиоприемному тракту перспективных высокоскоростных цифровых радиосистем передачи информации 1.1 Современное состояние и тенденции развития высокоскоростных цифровых радиосистем передачи информации

Эффективное функционирование современного общества все в большей степени зависит от степени развития средств телекоммуникаций. При этом, в соответствии с законом Мура, каждые пять лет происходит удвоение трафика информации, передаваемой по различным линиям и сетям связи [108, 115]. Анализ показывает, что порядка 70% трафика передачи информации обеспечивается цифровыми радиорелейными (ЦРРЛС), спутниковыми (ЦСЛС), подвижными (ЦПЛС) и УКВ радиолиниями передачи информации. Остальная часть трафика приходится на волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) [81]. Общая тенденция развития всех систем передачи информации заключается в расширении частотного диапазона и нахождении новых методов повышения спектральной эффективности. Частотный диапазон при этом является ограниченным ресурсом, использование которого службы связи стараются сузить максимально эффективно. Доказательством являются проводимые конкурсы на получение разрешения на использование существующих частот для земных станций спутниковой связи, телевидения, радиовещания, фиксированной связи, РЭС сухопутной подвижной службы, судовых станций и других служб.

Сложность получения соответствующего разрешения сопряжена с частотным дефицитом каналов связи, и как следствие тяжело-реализуемыми условиями проводимого конкурса (тендера). Так, например, для получения лицензии на использование частот LTEучастники конкурса (тендера) должны каждый год в течении семи лет финансировать развитие инфраструктуры в размере 15 миллиардов рублей. Многие представители индустрии сотовой связи ранее заявляли, что условия конкурса не дают шансов на победу никому, кроме наиболее крупных игроков рынка - «Мегафона», «Вымпелкома», «МТС» и

«Ростелекома». Таким образом, данные факты очередной раз подчёркивают растущий частотный дефицит каналов связи. Решение данной проблемы в условиях стремительного роста информационного обмена в обществе возможно двумя способами: использование радиосистем в новых частотных диапазонах или применение более эффективных сигнально-кодовых конструкций.

Проведем анализ современного состояния и тенденций развития цифровых систем передачи информации в области освоения новых частотных диапазонов и применения новых типов сигналов с целью выявления наиболее целесообразных способов решения проблемы роста скорости обмена данными между абонентами.

Основными производителями систем ЦРРЛС являются следующие компании и фирмы: Alcatel (Германия), Ericsson (США), Siemens (Германия), Nokia (Финляндия), Nec (Япония),HarrisCorp. (США), НПФ «Микран» (Россия), ЗАО «Радиан» (Россия) и др. Оборудование данных производителей получило массовое распространение и позволяет организовывать радиорелейные линии и сети связи, передавая информацию:

- между населенными пунктами:

- внутри населенных пунктов, между отдельными предприятиями и зданиями;

- между базовыми станциями сотовой связи;

- между компьютерными центрами.

Кроме того, подобные устройства могут применяться для:

- обеспечения телекоммуникационными каналами индивидуальных предпринимателей;

- оперативной организации передачи информации при различных стихийных бедствиях, катастрофах [43, 104, 119, 9, 112, 114].

Скорость передачи данных таких систем рассчитывается исходя из применения соответствующих уровней следующих типов цифровых иерархий: синхронной (SDH), плезиохронной (PDH).

Для достижения вышеприведенных скоростей в ЦРРЛС используются как простые, так и сложные типы сигналов. Для систем с потоками типа:

-DS0, Е1, DS1, Е2, DS2 применяются частотно-модулированные (ЧМ-2, ЧМ-4), частотно-модулированные с минимальным сдвигом (ЧММС), фазо-модулированные (ФМ-2, ФМ-4, ФМ-8), квадратурно-амплитудно-модулированные (КАМ-16, КАМ-64) сигналы;

- Е3, DS3, DSJ3, STM-0 применяются сигналы с ФМ-4, КАМ-16, КАМ-32, КАМ-64;

-STM-1, STM-4, STM-16, STM-64 применяются КАМ-64, КАМ-128, КАМ-256, КАМ-512, КАМ-1024 сигналы.

Системы с сигналами КАМ-256, КАМ-512, КАМ-1024 нашли ограниченное применение в экспериментальных ЦРРЛС.

Далее представлено подробное описание сигналов, применяемых в рассматриваемых ЦРРЛС, ЦСЛС И ЦПЛС, с целью выявления наиболее эффективных сигнальных конструкций по критерию рационального использования частотного ресурса.

При использовании амплитудной модуляции (АМ) вся информация кодируется в амплитуде сигнала Ат. Передаваемый сигнал в пределах периода передачи символа может быть представлен в виде

Sm (t) = Re[Ат X g(t)х е]х2хпхГ°xt] = Ат х g(t)х ^(2 х пх Г х t), 0 < t < Ts > 1/Гс,(1.1)

к

где Ат = (2т-1 -М)ё, т = 1, 2, ..., М = 2 - амплитуда сигнала;

К - количество бит на символ;

М - количество различных значений амплитуды;

ё -расстояние между соседними точками сигнала на амплитудно-фазовой плоскости;

g(t) - форма огибающей сигнала; ^ - несущая частота;

Т8 - период времени в течении которого передается один символ.

На протяжении одного символьного периода [0, Ts) сигнал с АИМ-М имеет энергию:

T T

s s 1

Esm = J sm (t)dt = J Amg2 (t)2(1 + cos(4f)dt), (1.2)

0 0 2

где Eg - энергия сигнала в импульсной форме (при условии, что fcTs >> 1, при этом g(t) имеет приблизительно постоянное значение в течении Tc = 1/fc).

Следовательно, Евклидово расстояние в амплитудно-фазовой плоскости между модулированными сигналами, переносящих различные последовательности данных,

d = s (t)-s (t)|| = 4 fis (t)-s (t)|2 pE |A - A I > dJ2E" = d . , (1.3)

mn m \ / n \ /|| Л J | m \ / n \ /| )(2 m ë m

где dmin- минимальное расстояние между точками созвездия сигнала [62].

При фазовой модуляции вся информация кодируется в фазе передаваемого сигнала. Следовательно, передаваемый сигнал на протяжении одного символьного периода времени может быть представлен в виде

m-1

J2rft

g ( t )

cos

Sm (t) = Re jg (t) e M e

(m -1)

2n-

M

g ( t)cos cos ( 2nfct )- g ( t ) sin

2nft + 2n

( m -1)

M

2n

( m -1)

(1.4)

M

sin (2nfct) ,t0 < t < Ts,

где t0-начальное значение принимаемого символа.

При этом в выражении sn= ап + jbn значения ап и Ьп определяются как соэ[2л; (т - 1) / М] и sm[2л (т - 1) / М] соответственно. Как и в случае с АМ-М, g(t) -форма импульса; 0т = 2п (т - 1) / М, т = 1, 2, ..., М = 2К- возможные фазы несущей, которые отображают информационные биты. Обычно ФМ-2 (англ. PSK-2, BPSK) называют двоичной ФМ, а ФМ-4 (англ. PSK-4, QPSK)- квадратурной фазовой модуляцией, и это то же самое, что КАМ-4 (англ. QAM-4) с квадратичными созвездиями.

Все возможные сигналы sm(t) имеют одинаковую энергию равную

Т 1 Т 1

Esm= Jsm (t ) dt - - ^ (t ) Л^Е. 0 2 0 2

(1.5)

Для g(t) = 1, т. е. для прямоугольного импульса, этот сигнал имеет постоянное значение огибающей в отличие от других способов амплитудной модуляции АМ-М и КАМ-М. Однако прямоугольные импульсы являются неэффективными (по критерию занимаемой полосы частот), а более целесообразные формы импульсов обычно вводят непосредственную огибающую ФМ-М. Расстояние между точками в созвездии сигнала ФМ-М:

ё =

1

Е

1 - 008

2п

(т - п) М

\Л

у/

>

1

Е

1 - 008

V М //

(16)

Как и в случае с АМ-М, формирование созвездия часто осуществляется с помощью кода Грея, где фазы соседних сигналов различаются на одно битовое значение (рисунок 1.1) [62].

Рисунок 1.1 - Амплитудно-фазовые созвездия ФМ - сигналов

Для формирования сигналов с постоянной огибающей информационные биты, как правило, кодируются по частоте, и в этом случае модуляцию называют частотной манипуляцией (англ. FSK).

Сигнал ЧМ-М может быть представлен в виде

8т (t) = А008(+ ), 0 < t < Т8, (1.7)

где ат = (2т - 1 - М), т = 1, 2, ..., М = 2К-параметр, изменяющий расстояние между соседними символами по частоте.

Следовательно, минимальный разнос между различными символами равен

2А^.

Самым простым способом формирования сигнала ЧМ-М является использование М- генераторов, работающих на различных частотах ^ + атД^, при этом модулятор управляет переключением генераторов при передачи каждого символа на период Т8. Однако при этом во время переключений будет происходить разрыв фазы, обусловленный фазовыми сдвигами между генераторами. Прерывистость фазы ведет к расширению спектра, что нежелательно

Способом получения ЧМ-М, который исключает прерывистость фазы, является частотная манипуляция одной несущей. В данном случае модулированный сигнал будет иметь вид:

sm (1) = А^ 2лП + 2лР }и (^ ) ] = Acos (2лП + 0 (1)), (1.8)

где и(1) = Хп ап g(t - пТ8) представляет собой сигнал АМ-М, модулированный информационным битовым потоком, как было рассмотрено ранее;

в - параметр, изменяющий ширину спектра сигнала;

0(1) - функция изменения фазы принимаемого сигнала.

Очевидно, что при этой реализации фазы 0(1) является непрерывной. Поэтому эту реализацию ЧМ-М называют ЧМ с непрерывной фазовой или ЧМНФ (англ. CPFSK).

Таким образом, ширина спектра, занимаемая ЧМНФ, по сравнению с линейной модуляцией увеличивается более, чем вдвое, а спектральная эффективность снижается по мере увеличения числа битов на символ K = ^2 (М).

Сигналы ЧММС - это особый случай ЧМ, где частотное разнесение составляет Д^ = 0,5 / Т8 и является минимально необходимым для ортогональной обработки сигнала с минимальной шириной полосы частот.

Требуемая ширина полосы может несколько снижаться за счет формирования оптимальной формы импульса сигнала АМ. Наиболее часто для

улучшения спектральной эффективности ЧММС используется гауссова форма импульса:

g (t) = ^e -(1.9)

где а - параметр, определяющий спектральную эффективность.

Модуляцию ЧММС с гауссовой формой импульсов сокращенно называют ГЧММС (англ. GMSK). Спектр g(t) сигналов ГЧММС определяется как

G (f ) = e-a2f2. (1.10)

Параметр а определяется из выражения:

а = Я°1 (1.11)

B

g

Очевидно, что большее значение а позволяет получить более высокую спектральную эффективность [62].

При квадратурной амплитудной модуляции информационные биты кодируются как по амплитуде, так и по фазе передаваемого сигнала. В отличие от АМ-М и ФМ-М, в которых имеется одна степень свободы, в рамках которой кодируются информационные биты (амплитуда или фаза), в КАМ-М имеем две степени свободы. В результате КАМ-М - самый спектрально эффективный из трех рассмотренных способов линейной модуляции, поскольку он позволяет кодировать наибольшее число битов на символ с заданной средней мощностью.

Передаваемый сигнал может быть представлен в виде:

sm (t) = Re (Amej9mg (t) ej2f) = Amg (t)cos (2f + 0m),0 < t < T.(1.12)

При этом энергия сигнала sm(t) аналогична рассмотренной ранее АМ-М и составляет:

TS 1

E = f s2( t) dt A2E. (1.13)

0 2

Расстояние между сигнальными точками в созвездии сигнала:

d =J!e ((a -a )2+ (b -b )2),

mn yi 2 g\\ m п/ V m п/ у

(1.14)

где ак = Ак cos0kи Ьк = Bksin0k, при к = т, п-значения амплитуд по синфазному и квадратурному каналам соответственно.

Для квадратных созвездий, где ап и Ьп принимают значение (2т - 1 - L)d, т = 1, 2, ..., L = 2К, минимальное расстояние между точками сигнала ётт =

аналогично АМ-М. Созвездия сигналов КАМ-16 и КАМ-32 представлены на рисунке 1.5 [62].

Рисунок 1.2- Амплитудно-фазовые созвездия сигналов с КАМ

В результате рассмотрения основных видов модуляции, применяемых в современных радиосистемах передачи информации, сделаны следующие выводы:

- при нелинейной модуляции передаваемые сигналы s(t) имеют постоянную огибающую, что делает их менее чувствительными к искажениям амплитуды, вводимых каналом или аппаратным оборудованием, и позволяет применять эффективные нелинейные усилители мощности с высоким КПД, но несмотря на данные плюсы у систем с данным типом модуляции низкая спектральная эффективность;

- в линейных типах модуляции наиболее эффективными сигналами являются с КАМ, т. к. данная модуляция имеет две степени свободы, в отличии от АМ, ФМ, следовательно, высокая спектральная эффективность;

- сигналы с КАМ подвержены искажениям различного рода, которые вносятся как в канале передачи данных, так и самой аппаратурой из-за неидеальности параметров. При повышении кратности модуляции проявления становятся наиболее значительными.

В последнее время в ЦРРЛС, использующих многопозиционные виды модуляции, отмечается использование блочных кодов (Рида-Соломона, CRC, проверки на четность), блочных турбокодов и различных сигнально-кодовых конструкций (TCM, BCM, MLCMи их разновидностей) [96, 91, 117, 109-111].

В соответствии с решением ГКРЧ и рекомендациями ITU-R серии F («Фиксированные службы. Радиорелейные системы»)для ЦРРЛС определены следующие диапазоны частот: 4 (3,6-4,2), 6 (5,67-6,425), 7 (7,25-7,55), 8 (7,9-8,4), 10 (10,15-10,65), 11 (10,7-11,7), 13 (12,75-13,25), 15 (14,4-15,35), 18 (17,7-19,7), 23 (21,2-23,6), 26 (24,5-26,5), 28 (27,5-29,5), 38 (36-39,5), 58 (57,2-58,2) ГГц.

Помимо ЦРРЛС важнейшую роль в Российской Федерации занимают и ЦСЛС поскольку данный тип систем обладает следующими преимуществами:

- возможность обеспечения связью абонентов на обширных территориях;

- относительно высокая пропускная способность (до 4Гб/с).

Спутниковые службы фиксированной системы связи используют

диапазоны частот: C (5,775-6,525 ГГц), Ku (12,75-13,25 ГГц), Ka (27,5-31ГГц), Q (31-37 ГГц),У (37-52 ГГц). Ведутся работы по созданию ЦСЛС в диапазонах U (52-59 ГГц), W (59-71 ГГц).

Модуляции, используемые в ЦСЛС являются ФМ-2, ФМ-4, ФМ-8, КАМ-16, КАМ-32, КАМ-64, амплитудно-фазовая модуляция типов АФМ-32, АФМ-64. Большая часть представленных модуляций широко используются с технологиями DVB-S(2).

В связи с потерями, вызванными многолучевостью канала, неравномерностью его амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик, применяются различные типы помехоустойчивого кодирования. Так для обеспечения заданного качества соответствующих видов модуляций необходимы

отношения сигнал-шум на входе детектора не ниже представленных в таблице 1.3.

Современные ЦПЛС можно разделить на следующие радиосистемы передачи информации: сотовые (GSM, CDMA2000, UMTS, LTE, Wi-Max), транкинговые (APCO25, TETRA), локальные (Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee), телерадиовещательные (DRM(+), DAB(+), DVB-T(2)).

В соответствии с ГKPЧ и ITU-^ля ЦПЛС отводятся следующие диапазоны(указано часть диапазонов): 470-862ЖГц, 791-862MГц, 900-960 ЖГц, 1800-1880 MГц, 1920-2170MГц.

Из развития вышеприведенных стандартов цифровых подвижных систем передачи информации, очевидно, применения многопозиционных видов манипуляций.

В стандартах радиовещания ГО- диапазона (DRM)используются KAM-4, KAM-16, KAM-64 сигналы. В телевещательных стандартах (DVB-T(2))- KAM-16, KAM-64, KAM-256 совместно с ортогональным частотным разделением каналов с кодированием (COFDM). В сотовых системах четвёртого поколения (LTE, Wi-Max)- KAM-16, KAM-64. В транкинговых системах (TETRA, DMR)-относительная фазовая манипуляция типа p/4 (ОФM-4), 4M-4. Так как большая часть систем являются для массового обслуживания, то в них реализуются различные методы разделения каналов: временное (TDM), частотное (FDM), кодовое (CDM), ортогональное (OFDM), ортогональное с кодированием (COFDM), спектральное уплотнение(WDM) [97, 36, 6-7, 15, 17, 95,57-58, 1, 19-20, 22, 25, 27, 31-34, 115, 99, 123, 70, 132-141, 45, 145, 128].

Сведем в таблицу 1.1 обобщенные характеристики видов модуляции, проанализируемых в ЦСЛС, ЦРРЛС, ЦПЛС.

Из анализа таблицы радиосистемы передачи информации, применяющие сигналы с различной спектральной эффективностью должны описываться различными уравнениями энергетического баланса, причем перспективные

системы должны учитывать факторы, которые ранее пренебрегались (по данным работ [81,44]).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Бабанин Иван Геннадьевич, 2019 год

Список литературы

1) Алфимов, С.М. Методика определения потребных объемов ассигнований на программу развития базовых военных технологий / С.М. Алфимов, В.М. Буренок, А.А. Ивлев // Военная мысль. 2006. № 10.

2) Анфилатов, В.С. Системный анализ в управлении / В.С. Анфилатов,

A.А. Емельянов, А.А. Кукушкин. М.: Финансы и статистика, 2005. 168 с.

3) Афонин, В.В. Моделирование систем: учебно-практическое пособие /

B.В. Афонин - М.: Бином, 2011. - 231 с.

4) Афонский, А.А. Измерительные приборы и массовые электронные измерения / Афонский А.А. Дьяконов В.П. // Под ред. проф. В.П. Дьяконова. М.: СОЛОН-Пресс, 2007.

5) Афонский А.А. Цифровые анализаторы спектра, сигналов и логики / Афонский А.А. Дьяконов В.П. // Под. проф. В.П. Дьяконова. М.: СОЛОН-Пресс, 2009.

6) Банкет, В.Л. АФМ сигналы в системах передачи дискретных сообщений / Банкет В.Л., Лысенко Л.А. // Зарубежная электроника. 1980.№ 2.

7) Баландин, В.С. Перспективы развития приемных устройств систем радиоэлектронной борьбы / В.С. Баландин, К.В. Головинский, В.В. Дорофеев,

B.А. Куц // Зарубежная радиоэлектроника. 1987. № 12. С. 78-79.

8) Балыбин, В.А. Обоснование тактико-технических требований к технике радиоэлектронной борьбы: методологический аспект / В.А. Балыбин,

C.П. Баринов, Ю.Н. Маевский // Военно-техническая политика, 2007.

9) Бирюков, В.Е. Беспроводные линии связи миллимитрового диапазона / В.Е. Бирюков, А.В. Соколов, Л.В. Федорова // Радиотехника. 1998. №12.

10) Боев, Н.М. Системы связи. Подвижные системы связи: методические указания [Электронный ресурс] / Н.М.Боев. -Красноярск:Сиб.федер.ун-т., 2012. -69 с.

11) Болтов, К Сигнал и шум в телекоммуникациях [Электронный ресурс] / К.Болтов. -Режим доступа: http://www.telesputnik.ru/archive/12/article/56.html. Дата обращения: 9.02.2014.

12) Борминский, А.Н. Нормирование характеристик гетеродинов для цифровых систем радиосвязи с многопозиционной квадратурной амплитудной модуляцией / Борминский А.Н., Каплунов П.Г. // Электросвязь. 1994. № 4.

13) Бураченко, Д.Л. Точные соотношения помехоустойчивости модемов многомерных сигнальных созвездии / Д.Л. Бураченко, М.М. Шипилов // Радиотехника. Приложение «Радиосистемы. Конфликтоустойчивые РЭС. - М., 2001. - №2.- с. 31-34.

14) Буренок, В.М. Программно-целевое планирование и управление созданием научно-технического задела для перспективного и нетрадиционного вооружения / В.М. Буренок, А.А. Ивлев, В.Ю. Корчак. М.: Граница, 2007. 407 с.

15) Буренок, В.М. Теория вооружения / В.М. Буренок, В.М. Ляпунов, В.И. Мудров; под ред. А.А. Рахманова. М.: 46 ЦНИИ МО РФ, 2002. 234 с.

16) Васильев, К.К. Математическое моделирование систем связи [Текст] / К.К.Васильев, М.Н.Служивый. -Ульяновск:УлГТУ, 2010. -170 с.

17) Васин, В.А. Информационные технологии в радиотехнических системах: Учебное пособие / В.А. Васин, И.Б. Егоров и др.; Под ред. И.Б. Федорова. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2003.

18) Васин, Н.В. Построение сетей на базе коммутаторов и маршрутизаторов. Курс Национального открытого университета «Интуит». -Электронный ресурс [www.intuit.ru]. Дата обращения - 17.11.14.

19) Величко, В.В. Передача данных в сетях мобильной связи третьего поколения / В.В. Величко. М.: Радио и связь; горячая линия - Телеком, 2005. 331 с.

20) Викулов, С.Ф. Вопросы эволюции методологии программно-целевого планирования развития сложных систем / С.В. Викулов // Вестник Военного финансово-экономического университета. 2006. № 1 (5). С. 31-34.

21) Виноградова, М.В. Основы теории распространения ультракоротких радиоволн в тропосфере / М.Б. Виноградова, А.А. Семенов. М.: Изд-во акад. Наук СССР, 1963. 191 с.

22) Витерби, А. Принципы когерентной связи: Пер. с англ./ Под ред. Б.Р. Левина / Ветерби А. - М.: Сов.радио. 1970.

23) Витерби А. Принципы цифровой связи и кодирования.: Пер. с англ./ Под ред. К.Ш. Зигангирова / Витерби А., Омура Дж.. - М.: Радио и связь, 1982.

24) Вишневский, В Радиорелейные линии связи в миллиметровом диапазоне: новые горизонты скоростей [Электронный ресурс]/ В.Вишневский, С.Фролов, И.Шахнович. -Режим доступа: http://www.ebectronics.ru/journal/article/2864. Дата обращения: 7.02.2014.

25) Волков, Л.Н. Системы цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики: Учеб. пособие / Волков Л.Н., Немировский М.С., Шинаков Ю.С. - М.: Эко-Трендз, 2005.

26) Восстановление несущей с помощью ФАПЧ с расширенной полосой захвата [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://stc-spica.ru/files/CarrierRec.pdf. Дата обращения: 9.02.2014.

27) Галкин, В.А. Цифровая мобильная радиосвязь. Учеб. пособие для вузов / Галкин В.А. - М.: Горячая Линия - Телеком, 2007.

28) Гинзбург, В.В. Теория синхронизации демодуляторов / Гинзбург В.В., Каяцкас А.А. - М.: Связь, 1974.

29) Говорухин, В. Компьютер в математических исследованиях. Учебный курс. / Говорухин В., Цибулин В. - СПб: ПИТЕР, 2001.

30) Графическая среда разработки LabVIEW [Электронный ресурс] / Официальный сайт NATIONAL INSTRUMENTS. -Режим доступа: http://russia.ni.com/sites/default/files/nilicence.pdf. Дата обращения: 10.02.2014.

31) Григорьев, В.А. Сети и системы радиодоступа / В.А. Григорьев, А.И. Лагутенко, Ю.А. Распаев. М.: Эко-Трендз, 2005. 384 с.

32) Гуткин, Л.С. Теория оптимальных методов радиоприёма при флуктуационных помехах / Л.С. Гуткин. М.: Сов. радио, 1972. 447с.

33) Деев, В.В. Методы модуляции и кодирования в современных системах связи / В.В. Деев. СПб.: Наука, 2007. 267 с.

34) Деев, В.В. Сигнально-кодовые конструкции / В.В. Деев. СПб.: ВИКУ, 2001. 233 с.

35) Джон К. Белами Цифровая телефония / Джон К. Белами // Изд. 3-е. М.: ЭКТренд, 2004. 639 с.

36) Дж. Спилкер Цифровая спутниковая связь / Дж. Спилкер; под ред. Маркова. М.: Связь, 1979. 591 с.

37) Довбня, В.Г. Вероятность ошибки подоптимального приема многопозиционных сигналов с квадратурной амплитудной манипуляцией / Довбня В.Г., Онучин М.Я., Сизов А.С. // Методы и средства обработки систем информации: Сб. науч. ст. Курск, 1997.

38) Довбня В.Г. Влияние качества функционирования системы автоматической регулировки усиления на помехоустойчивость приёма многопозиционных сигналов / В.Г. Довбня, О.В. Яковлев // Телекоммуникации. 2004. №5. С. 2-4.

39) Довбня, В.Г. Влияние погрешности синхронизации на помехоустойчивость когерентного приема КАМ сигналов / Довбня В.Г., Сизов А.С. // Известия Курского ГТУ. Курск: КГТУ. 1998.

40) Довбня, В.Г. Оценка влияния параметров системы восстановления несущей на помехоустойчивость приема сигналов с квадратурной амплитудной манипуляцией / Довбня В.Г., Сизов А.С. // Телекоммуникации. М.: Машиностроение. 2000. № 3.

41) Довбня, В.Г. Помехоустойчивость приема многопозиционных сигналов в условиях общих замираний / Довбня В.Г., Беднарский В.В., Яковлев О.В. // Телекоммуникации. М.: Машиностроение. 2004. № 4.

42) Довбня, В.Г. Синтез демодулятора и синхронизаторов максимального правдоподобия разомкнутого типа / Довбня В.Г., Летяго А.Г., Медведев Е.Н., Сизов А.С. // Телекоммуникации. М.: Машиностроение. 2001. № 11.

43) Довбня, В.Г. Системы радиоприёма цифровых линий связи: монография / В.Г.Довбня -М.:Радиотехника, 2012. -184 с.: ил.

44) Довбня, В.Г. Устройство демодуляции многопозиционных сигналов. / Довбня В.Г., Барсуков А.Г. - Патент России № 2136115 с приоритетом от 11.06.1998.

45) Дружинин, В.В. Введение в теорию конфликта / В.В. Дружинин, Д.С. Конторов. М.: Радио и связь, 1988. 233 с.

46) Духов, А.В. Имитационное моделирование сложных систем[Текст]: курс лекций / А.В.Духов, О.Н.Медведева. -Владимир: Академия, 2010. -115 с.

47) Дьяконов, В.П. Генерация и генераторы сигналов / Дьяконов В.П. -М.: ДМК-Пресс, 2009.

48) Дьяконов В.П. Компьютерная математика в измерительной технике / Дьяконов В.П. // Контрольно-измерительные приборы и системы. 2009. № 5.

49) Дьяконов, В.П. Многофункциональные генераторы произвольных сигналов / Дьяконов В.П. // Ремонт & Сервис. 2008. № 2.

50) Дьяконов, В.П. МД^ДВ 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6 ®. в математике и моделировании / Дьяконов В.П. - М.: Солон-Р, 2005.

51) ДьяконовВ.П. МД^ДВ 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6 ®. Обработка сигналов и проектирование фильтров / Дьяконов В.П. - М.: Солон-Р, 2005.

52) Дьяконов, В.П. VisSim+Mathcad+MATLAB. Визуальное математическое моделирование / Дьяконов В.П. - М.: Солон-Пресс, 2004.

53) Дятлов, А.П. Устройство восстановления несущей частоты широкодиапазонного демодулятора фазоманипулированных сигналов в системах связи многостанционного доступа с временным разделением / А.П. Дятлов // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ОВР. 2003. №1. С.39.

54) Ерохов, Е.В. Исследование прохождения радиосигналов с большой девиацией фазы в смеси с флуктуационной помехой в однополосном приёмнике с амплитудно-фазовой модуляцией: дис. ... канд. техн. наук / Ерохов Е.В.; Казанский ГТУ им. Туполева. Казань, 2002.

55) Желнин, С.Р. Основы построения цифровых радиоприёмных устройств: научно-практические и методические материалы / С.Р.Желнин, В.Д.Челышев. -СПб.:ВАС, 2011. -184 с.

56) Замарин, А.И. Методология пространственно-частотного обеспечения радиоинтерфейса в спутниковых системах персонального радиовызова / А.И. Замарин, В.Д. Челышев, В.В. Якимовец // Информация и космос. 2005. № 3. С.62-70.

57) Зяблов, В.В. Высокоскоростная передача сообщений в реальных каналах / Зяблов В.В., Коробков Д.Л., Портной С.Л. - М.: Радио и связь. 1991.

58) Ивлев, А.А. Демонстрация перспективных технологий расширяет возможности их внедрения / А.А. Ивлев, В.Ю. Корчак // Аэрокосмический курьер. 2005. № 4.

59) Иванов В.А. Повышение помехоустойчивости подвижной сотовой связи в сложной помеховой обстановке с использованием адаптивных двухантенных решеток // В.А. Иванов, А.Б. Сикорский // Телекоммуникации. 2001. №6.

60) Инструментальные средства моделирования [Электронный ресурс] / Официальный сайт Уральского федерального университета. -Режим доступа: http://tor.rtf.ustu.ru/instr_truhin_01.php. Дата обращения: 11.02.2014.

61) Интрилигатор, М. Математические методы оптимизации и экономическая теория / М. Интрилигатор. М.: Прогресс, 1975. 606 с.

62) Камашинский, В.И. Системы подвижной радиосвязи с пакетной передачей информации. Основы моделирования / В.И.Камашинский, А.В.Максимов. -М.:Горячая линия - Телеком, 2007. -173 с.

63) Карпов, А.А. Модель городского многолучевого радиоканала с предварительной обработкой данных о городской застройке / Карпов А.А. // Журнал радиоэлектроники. 2008. № 8.

64) Клич, С.М. Проектирование радиоприемных устройств: Учебное пособие для вузов / С.М. Клич, А.С. Кривенко, Г.Н. Носикова и др.; Под. ред. А.П. Сиверса. М.: Сов. Радио. 1976.

65) Ковалев, И.П. Нелучевая статистическая модель двухмерного многолучевого канала. Антенны, распространение радиоволн и техника СВЧ / И.П. Ковалев //Радиотехника. 2004. №10.

66) Контур фазовой автоподстройки частоты и его основные свойства [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://www.dsplib.ru/content/pll/pll.html. Дата обращения: 10.02.2014.

67) Королюк, В.С. Справочник по теории вероятности и математической статистике. / Королюк В.С., Портенко Н.И., Скороход А.В., Турбин А.Ф. - М.: Наука. Физматлит, 1985.

68) Косенко, Г.Г. Критерии информативности при различении сигналов / Г.Г. Косенко. М.: Радио и связь, 1982. 215 с.

69) Котельников, В.А. Теория потенциальной помехоустойчивости / В.А. Котельников. М.:Госэнергоиздат, 1956. 152 с.

70) Крук, Б.И. Телекоммуникационные системы и сети / Б.И. Крук, В.Н. Попантонопуло, В.П. Шувалов // Современные технологии. 3-е изд., испр. и доп. М.: Горячая линия - Телеком, 2004. Т. 1. 647 с.

71) Лаврентьев, Ю.В. Квазидетерминированная трехмерная модель многолучевого канала распространения миллиметровых радиоволн в городской застройке / Лаврентьев Ю.В. // «Журнал радиоэлектроники» 2000. № 5.

72) Лазарев, Ю. Моделирование процессов и систем в MATLAB. Учебный курс. / Лазарев Ю. - СПб.: Питер; Киев: Изд. Группа BHV, 2005.

73) Лезин, Ю.С. Оптимальные фильтры и накопители импульсных сигналов / Ю.С.Лезин. -М.:Советское радио, 1963. - 320 с.

74) Леонов, Г.А. Фазовая синхронизация в аналоговой и цифровой схемотехнике / Г.А.Леонов, Н.В.Кузнецов, М.В.Юлдашев, Р.В.Юлдашев [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://uteoss2012.ipu.ru/procdngs/024.pdf. Дата доступа: 8.10.2013.

75) Люсин, О.Б. Сетевое программирование для ОС Цшхи Windows: учеб. пособие. - Рига: ИТС, 2016. - 316 с.

76) Мамаев, М. Телекоммуникационные технологии (Сети TCP/IP): учеб. пособие. - Электронный ресурс [abc.vvcu.ru]. Дата обращения:16.01.14.

77) Мартиросов, В.Е. Влияние нелинейных (компрессионных) искажений на помехоустойчивость приема сигналов QAM/ Мартисов В.Е. // Радиотехника, 2008. № 9.

78) Мартиросов, В.Е. Программная реализация системы фазовой автоподстройки частоты / В.Е.Мартисов, Г.А.Алексеев // Труды МАИ. -2010. -выпуск №71

79) Милютин, Е.Р. Частотная селективность замираний в широкополосном канале мобильной радиосвязи / Е.Р. Милютин, А.Н. Никитин // Радиотехника и электроника. 2003. Т. 48, №3. С. 299-302.

80) Монаков, А.А. Основы математического моделирования радиотехнических систем [Текст]: учебное пособие / А.А.Монаков. -СПб.: ГУАП, 2005. -100 с.

81) Мухин, И.Е. Методологические основы синтеза технических средств обеспечения автоматизированного радиомониторинга современных систем телекоммуникаций: монография / И.Е.Мухин. -Курск: Юго-Зап. гос. ун-т, 2010. -283 с.

82) Мухин, И.Е. Модифицированное уравнение энергетического баланса систем мобильной связи / И.Е. Мухин// Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций: сб. докл. конф. Курск, 2009. С. 34.

83) Мухин, И.Е. Обоснование требований к основным параметрам радиоприёмных устройств комплексов телекоммуникаций / И.Е. Мухин, М.Я.

Онучин // Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций: сб. докл. конф. Курск, 2009. С.32.

84) Мухин, М.А. Адаптивный прием сигналов в каналах с многолучевостью и узкополосными помехами. Проблемы и принципы построения систем / М.А. Мухин, А.И. Фалько // Радиотехника. 2004. № 10. С. 3-7.

85) Олифер, В.Г. Компьютерные сети Принципы, технологии, протоколы: учеб. для вузов. 4-е издание / Олифер В.Г., Олифер Н.А. - СПб.: Питер, 2010. -994 с.

86) Онучин, М.Я. Анализ и параметрический синтез приёмных трактов устройств передачи данных в распределенных информационно-вычислительных сетях: дис. канд. техн. наук / Онучин М.Я. Курск. 1994.

87) Основы программирования в Scilab [Электронный ресурс] / Библиотека документов. -Режим доступа: http://www.ibm.com/developerworks/ru/library/l-scilab1.html. Дата обращения: 10.02.2014.

88) Пашинцев, В.П. Влияние частотно-селективных замираний и межсимвольной интерференции на помехоустойчивость высокоскоростных систем космической связи / В.П. Пашинцев, С.А. Тишкин, М.Э. Солчатов // Радиоэлектроника. 2001. №9. С. 49-59.

89) Петухов Г.Б. Методологические основы внешнего проектирования целенаправленных процессов и целеустремленных систем / Г.Б. Петухов, В.И. Якунин. М.: Москва, 2006. 501 с.

90) Пешель, М. Моделирование сигналов и систем / М. Пешель - М.: Мир, 1981. - 302 с.

91) Постановление Правительства Российской Федерации от 21 декабря 2011 г. № 1049-34 «Об утверждении Таблицы распределения полос радиочастот между радиослужбами Российской Федерации и признании утратившими силу некоторых постановлений Правительства Российской Федерации»

92) Похоменко, С.В. Методы повышения помехоустойчивости и расширение функциональных возможностей цифровой радиоэлектронной аппаратуры: дис. ... канд. техн. наук / Похоменко С.В.; Омский ГТУ. Омск, 1994.

93) Приходько, А.И. Субоптимальный приём сигналов с ФРМ в канале связи с замираниями и рассеянием во времени / А.И. Приходько // Радиотехника. 2004. №4. С.4.

94) Радзиевский, В.Г. Поляризационная обработка сигналов в многоканальных приемопередающих системах / В.Г. Радзиевский, Л.Ш. Мязитова // Радиотехника и электроника. 1987. № 3.

95) Радзиевский, В.Г. Теоретические основы радиоэлектронной разведки / В.Г. Радзиевский, А.А. Сирота. М.: Радиотехника, 2004. 431 с.

96) Радиорелейные линии связи [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://mamaatakuet.narod.ru/lvs/40.html. Дата обращения: 7.02.2014.

97) Рембовский, А.М. Радиомониторинг: задачи, методы, средства / А.М. Рембовский, А.В. Ашихмин, В.А. Козьмин. М.: Горячая линия - Телеком, 2006. 492 с.

98) Сергиенко, А.Б. Цифровая обработка сигналов / Сергеенко А.Б. -СПб.: Питер, 2002.

99) Сердюков, П.Н. Защищенные радиосистемы цифровой передачи информации / П.Н. Сердюков, А.В. Бельчиков, А.Е. Дронов и др. М.: АСТ. 2006.

100) Соболь, Б.В. Сети и телекоммуникации /Соболь Б.В., Манин А.А., Герасименко М.С. - Ростов н/Д: Феникс, 2015. -191 с.

101) Современные инструментальные средства моделирования [Электронный ресурс] / Библиотека ппте. - Режим доступа: http://www.nnre.ru/kompyutery_i_internet/praktika_i_problematika_modelirovanija_bi znes_processov/p5.php. Дата обращения: 10.02.2014.

102) Соколов, Н.А. Телекоммуникационные сети: монография: в 4 главах. Ч2 - М.: Альварес Паблшинг, 2003. - 128 с.

103) Соколов, Н.А. Телекоммуникационные сети: монография: в 4 главах. Ч4 - М.: Альварес Паблшинг, 2004. - 192 с.

104) Слюсар, В. Военная связь НАТО: проблемы современных технологий / В. Слюсар // Связь и телекоммуникации. Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2008. №4. С. 66-71.

105) Смирнов, В.В. Математическое моделирование [Текст] / В.В.Смирнов. -Бийск: БТИ, 2006. -137 с.

106) Снежко, В.К. Полевые (мобильные) радиорелейные станции / В.К. Снежко // Мобильные системы. 2006. Май

107) Столингс, В. Беспроводные лини связи и сети: пер с англ. под ред. А.В. Назаренко / Столингс В. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2003.

108) Томаси, У. Электронные системы связи / У.Томаси -М.:Техносфера, 2007. -1360 с.

109) Федеральный закон от июля 2003 г. № 126-ФЗ «О связи».

110) Фиксированная служба [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.rfc-rf.ru/grfc/uslugi/fixed_service/index.htm. Дата обращения 17.03.2014.

111) Фиксированная спутниковая служба [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.rfc-rf.ru/grfc/uslugi/sputnik2/index.htm. Дата обращения 17.03.2014.

112) Финк, Л.М. Теория передачи дискретных сообщений / Л.М. Финк. М.: Сов. радио, 1970. 727 с.

113) Фомин, Н.Н. Радиоприемные устройства: Учеб. для ВУЗов. Изд. 3-е, стереотип / Фомин Н.Н., Буга Н.Н., Головин О.В. и др. - М.: Горячая линия-Телеком, 2007 г.

114) Харкевич, А.А. Избранные труды. Т3. Теория информации. Опознавание образов / А.А. Харкевич. М.:Наука, 1973. 524 с.

115) Челышев, В.Д. Радиоэлектронные системы органов административного и военного управления. Ч.1. Радиоинтерфейсы систем мобильного радиосервиса / В.Д.Челышев, В.В.Якимовец. -СПб.:ВАС, 2006. -576 с.

116) Черных, И.В. Моделирование электротехнических устройств в ФЕДФИб SimPowerSyatems и Simulink. / Черных И.В. - М.: ДМК-Пресс, СПб: ПИТЕР, 2008.

117) Черных, И.В. SIMULINK. Среда создания инженерных приложений / Черных И.В. - М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2004.

118) Шахтарин, Б.И. Анализ гибридной системы фазовой и тактовой синхронизации / Шахтарин Б. И. -Вестник Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана. Серия: Приборостроение. -Москва, 2013. т.№ 1 (90). - с. 40-50

119) Юдинцов, В.И. Мировая электроника. Современное состояние и тенденции развития. Ч. 1 / В.И. Юдинцов // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2008. №3. С. 124-129.

120) Advanced communication solutions. Comtech EF Data // www.comtechefdata.com. 2008.

121) Andre Quinquis. Le traitement du signal sous MATLAB: pratique et applications (Signal Processing Using MATLAB). HERMES Science Publications, 2000.

122) B.G. Quinn & E.J. Hannan. The Estimation and Tracking of Frequency. CambridgeUniversityPress, 2001.

123) Daniel, W. Biss and Keith W. Forythe. Information Theoretic Comprision of MIMO Communication Recevers in the Presence of Interference / W. Daniel. MITLincolnLaboratori, 2006.

124) Durgin G.D., Advanced site-specific propagation prediction techniques // Blacksburg, Virginia, 1998.

125) Freiman C., Wyner A. Optimum block codes for noiseless input restricted channels // Inform. Control., 1964. V.7.

126) Fukuda E., Takeda Y., Daido Y., Sasaki S., Nakamura H. Design of 64 QAM modem for high-capacity digital radio systems // GLOBECOM-83 Conf. Rec. San Diego, Nov.-Dec. 1983. Vol.2.

127) Godard D.N. Self-recovering equalization and carrier tracking in two dimensional data communication systems // IEEE Trans. Commun. 1980. Vol. 28.

128) Hata, M. Empirical formula for propagation loss in land mobile radio service / M. Hata // IEEE Trans. on Vehicular Techno. 1980. Vol. 29. P. 317-325.

129) Kim H.-N., Lee Y.-T., Kim S.W. Blind decision feedback equalization for VSB-based DTV receivers // IEEE Trans. on Commun. 2002. Vol. 48. № 3.

130) Larry J. Levitt. Fundamental communication range limitation ultra wideband communication for military application / Larry J. Levitt. Development and Engineering Center Redstone Arsenal, 2007.

131) Lucky R. Techniques for adaptive equalization for digital communications // Bell Syst. Tech J. 1966. Vol. 45.

132) Mariner, P. Temporal Variations of Wideband Indor Wireless Multimater-Wave Channel / P. Mariner, G. Delisle // IEEE Antennas and Propagation Society International Simposium. 1997. Vol. 2.

133) MegaStar 155 PX cj-channel dual polarization applications for NxOC/STM-1 transport. Harris MCD Doc. 222 // R.U. Laine. Mar, 2005.

134) Moridi S., Sary H. Analysis of four decision-feedback carrier recovery loops in the presence of intersymbol interference // IEEE Trans. on Commum. 1985. Vol. COM-33 № 6.

135) Rec. ITU-R M.1034-1. RECOMMENDATION ITU-R. REQUIREMENTS FOR THE RADIO INTERFACE(S) FOR INTERNATIONAL MOBILE TELEC0MMUNICATI0NS-2000 (IMT-2000), 1997.

136) Rec. ITU-R M.1225. RECOMMENDATION ITU-R M. 1225. GUIDELINES FOR AVALUATION OF RADIO TRANSMISSION TECHNOLOGIES FOR AVALUTION OF RADIO TRANSMISSION TECHNOLOGIES FOR IMT-2000, 1997.

137) Rec. ITU-R M.1407. RECOMMENDATION ITU-R M. 1407. MULTIPAH PROPAGATION AND PARAMETERIZATION OF ITS CHARACTERISTICS, 1999.

138) Rec. ITU-R M.P.526-7. RECOMMENDATION ITU-R P. 526-7. Propagation by diffraction, 2001.

139) Rec. ITU-R P. 1146 1. RECOMMENDATION ITU-R P. 1146. THE PREDICTION OF FILD STRENGTH FOR LAND MOBILE AND TERRESTRIAL BRODCASTING SERVISES IN THE FREQUENCY RANE FROM 1 TO 3 GHz, 1995.

140) Rec. ITU-R. P.1238-2. RECOMMENDATION ITU-R P. 1238-2. Propagation date and prediction methods for the planning of indoor radiocommunication systems and radio local area netwoks in the frequency range 900 MHz to 100 GHz, 2001.

141) Rec. ITU-R P.1546. RECOMMENATION ITP. RECOMMENDATION ITU-R P. 1546, 2001.

142) Rockwell D. AT & T introduces 64 QAM digital microwave radio // Microwaves & RF. Vol. 23. № 8.

143) Sanjit K. Mitra Digital Signal Processing: A Computer-Based Approach, 2e McGraw-Hill, 2001.

144) Sato Y. A method of self-recovering equalization for multilevel amplitudemodulation systems // IEEE Trans. Commun. 1975. Vol. 23. № 6.

145) Smulders, P. Wide-Band Measurements of MM-Wave Indor Radio Channals / P. Smulders, A. Wagemans // PIMRS, 1992.

146) Software-defined radio [3^eKTpoHHMHpecypc] / Wikipedia, The Free Encyclopedia. -Pe^HMgoeryna: http://en.wikipedia.org/wiki/Software-defined_radio. ^aTao6parn,eHHa 11.02.2014.

147) Suzuki Y., Ogawa K., Takenaka S. Multilevel QAM digital radio // Fujitsu Sci. Tech. 1986. Sept.

148) Thomas J. Cavicchi. Digital Signal Processing. John Wiley & Sons, Inc.,

2000.

149) Ungerboeck G. Adaptive maximum-likelihood receiver for carrier-modulated data-transmission systems // IEEE Trans. on Commun., 1974. Vol. COM-22. № 5.

150) WelcometoGNURadio! [Электронный ресурс] / GNURadio. -Режим доступа: http://gnuradio.org/redmine/projects/gnuradio/wiki. Дата обращения: 11.02.2014.

Приложение А

(рекомендательное)

Исходный код программы по определению эквивалентных энергетических потерь в аналоговых фильтрах частотной селекции на языке программирования С++

unit Unit1;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs, StdCtrls, math, bessel,normaldistr; type

TForm1 = class(TForm) Label1: TLabel; Label2: TLabel; Label3: TLabel; Label4: TLabel; Button1: TButton; Label5: TLabel; Label6: TLabel; Label7: TLabel; Edit3: TEdit; Edit4: TEdit; Edit5: TEdit; Edit6: TEdit; Edit 1: TEdit; Edit2: TEdit; Label8: TLabel; Label9: TLabel; Edit7: TEdit; Edit8: TEdit; Label 12: TLabel; Label13: TLabel; Edit 10: TEdit; Edit 11: TEdit; Label 14: TLabel; Label11: TLabel; Label 17: TLabel; Label18: TLabel; Button2: TButton; Button3: TButton; Edit9: TEdit; Edit 12: TEdit; procedure Button1Click(Sender: TObject);

procedure Button2Click(Sender: TObject); procedure Button3Click(Sender: TObject); private

{ Private declarations }

//function erf(h: real): real; public

{ Public declarations } end;

const a0 = 1 ; pi=3.1415; var

Form1: TForm1; implementation {$R *.dfm}

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject); var L, M, k, n: integer;

H1, H2, H3,Gf,GA, a1, a, b, g, gb, gach, q1, zn, zn1, Kramp,InvKramp, Pbp, Posh1, Posh2,gdb, gdb2, x,y, kof01, kof02, kof1, kof2, kof3, m1, m2, m3, g11, g12, q12, q0,Disk,gbt, EPa, EPf, gacht,q1a, q1f,q0a,q0f: extended; begin

L:=StrToInt(Edit1.Text); b:= StrToFloat(Edit2.Text); a:= StrToFloat(Edit3.Text);

g:= StrToFloat(Edit4.Text); //orao^eHHecHrHa.n/myM //раснеткоэ$$нцнентов

if (L = 16) or (L = 64) or (L = 256) or (L = 1024) or (L = 4096) then

begin

H1:= 4 ;

H2:= 4 * (sqrt(L/4) - 2);

H3:= (sqrt(L/4) - 2)*(sqrt(L/4) - 2);

end else

if (L = 32) or (L = 128) or (L = 512) or (L = 2048) then begin H1 := 5; case L of

32: M:=5; 128: M:= 7; 512: M:= 9; 2048: M:= 11;

end;

H2:= 12* sqrt(power(2,M-5)) - 10; H3:= L/4 - 5 -(12*sqrt(power(2,M-5)) - 10);

end else

begin

Showmessage('Неизвестно число позиций созвездия');

exit;

end;

//проигрыш по отношению сигнал/шум вследствие фазо-частотных изменений Gf:= BesselJ0 (b);

Edit5.Text:=FloatToStr(1/(Gf*Gf)); a1:=abs(1 -(power( 10,a/10))); GA:= (a0 + a1)/a0; Edit6.Text: =FloatTo Str(GA);

//проигрыш по отношению сигнал/шум по мощности if (L = 16) or (L = 64) or (L = 256) or (L = 1024) or (L = 4096) then begin

gb:= 1+ ((2*(sqrt(L/4) - 1)+1)- (2*(sqrt(L/4) - 1)+1)/Gf);

Edit7.Text: =FloatTo Str(abs(gb)); gach:= 1+((2*(sqrt(L/4) - 1)+1)- (2*(sqrt(L/4) - 1)+1)/GA); Edit8.Text:=FloatToStr(gach);

end else

if (L = 32) or (L = 128) or (L = 512) or (L = 2048) then begin H1 := 5; case L of

32:M:=5; 128:M:= 7; 512:M:= 9; 2048:M:= 11;

end;

gb:= 1+ sqrt(52*power(2,M-5)- 20*sqrt(power(2, M-5)) +2) -(sqrt(52*power(2,M-5)- 20*sqrt(power(2, M-5)) +2)/Gf); Edit7.Text:=FloatToStr(gb); gach:= 1+ sqrt(52*power(2,M-5)- 20*sqrt(power(2, M-5)) +2) -(sqrt(52*power(2,M-5)- 20*sqrt(power(2, M-5)) +2)/GA) ; Edit8.Text:=FloatToStr(gach); end;

// расчет q1 zn:=0;

for n := 1 to Trunc(Sqrt(L/4)) do for k := 1 to Trunc(Sqrt(L/4)) do begin

zn1:= (power(sqrt(power( 1+ (n-1)*2, 2) + power(1+ (k-1)*2, 2)),2)/2); zn:= zn + zn1; end; begin

if g>49320 then g:= 49000

else

gdb:= power(10, g/10);

q1:= (gdb*L)/(4* zn);

end;

//_расчет вероятности ошибки

//_Posh фчх

x:= (sqrt(q1/abs(gb)))/(sqrt(2)); //условие для функции Крампа begin

// if x>50000 thenKramp:= 1 //else

Kramp:=Erf(x);

Posh1:= 1- (4/L)*( H1*0.25*power(1+Kramp, 2) + H2*0.5*(1 + Kramp)*Kramp + H3*Kramp*Kramp);

if Posh1=0 then Posh1:=0.00001 ;

Edit10.Text:=FloatToStr(Posh1);

end;

//_Posh ачх

y:= (sqrt(q1/gach))/(sqrt(2)); begin

// if y>50000 then Kramp:= 1 //else Kramp:=Erf(y);

Posh2:= 1- (4/L)*( H1*0.25*power(1+Kramp, 2) + H2*0.5*(1 + Kramp)*Kramp + H3*Kramp*Kramp);

if Posh2=0 then Posh2:=0.00001 ;

Edit11.Text:=FloatToStr(Posh2);

end;

//вычисление g1_

kof1:= H1*0.25; kof2:= H2*0.5; kof3:= H3;

//_для фчх

Kof01:= (L/4)- Posh1*L/4;

m1:= kof1+kof2+kof3; m2:= 2*kof1 + kof2; m3:= kof1 - kof01; // решение квадратного уравнения n1*xA2 + n2*x + n3 = 0 Disk:= power(m2, 2) - 4*m1*m3 ;

// расчет q1' ФЧХ g11:=(-m2 + sqrt(Disk))/2; g12:=(-m2 - sqrt(Disk))/2; if g11>=1 then g11:=0.9999; if g12>=1 then g12:=0.9999; if g11>0 then InvKramp:= InvErf(g11)

else

if g12>0 then InvKramp:= InvErf(g12);

gbt:= 1+ sqrt(52*power(2,M-5)- 20*sqrt(power(2, M-5)) +2) -

(sqrt(52*power(2,M-5)- 20*sqrt(power(2, M-5)) +2)/1);

q1f:= abs(gb *2*power(InvKramp,2)); q0f:= abs(gbt *2*power(InvKramp,2)); EPf:=trunc(abs(q1f-q1)); Edit9.Text:=FloatToStr(EPf);

//_дляачх

Kof02:= (L/4)- Posh2*L/4;

// решение квадратного уравнения n1*xA2 + n2*x + n3 = 0 Disk:= power(m2, 2) - 4*m1*m3 ; g11:=(-m2 + sqrt(Disk))/2; g12:=(-m2 - sqrt(Disk))/2; if g11>=1 then g11:=0.9999; if g12>=1 then g12:=0.9999; if g11>0 then InvKramp: = InvErf(g11) else

if g12>0 then InvKramp:= InvErf(g12); gacht:= 1+ sqrt(52*power(2,M-5)- 20*sqrt(power(2, M-5)) +2) -(sqrt(52*power(2,M-5)- 20*sqrt(power(2, M-5)) +2)/1) ; q1a:= abs(ga*2*power(InvKramp,2)) ; q0a:= abs(gacht*2*power(InvKramp,2)); EPa:=trunc(abs(q1a-q1));

Edit 12.Text: =FloatTo Str(EPa);

end;

procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject); begin

Edit1.Text:= ''; Edit2.Text:= ''; Edit3.Text:= ''; Edit4.Text:= ''; Edit5.Text:= ''; Edit6.Text:= ''; Edit7.Text:= ''; Edit8.Text:= ''; Edit9.Text:= ''; Edit10.Text:= ''; Edit11.Text:= ''; Edit12.Text:= ''; end;

procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject); begin

ShowMessage('Данный программный продукт предназначен для рассчета эквивалентных энергических потерь в фильтрах при неравномерностях фазо-частотной и

амплитудно-частотной характеристик при когерентном приеме сигналов с квадратурно-амплитудной модуляцией'); end; end.

//ФункцияКрампа functionErf(X : Double):Double; var

XSq : Double; S : Double; P : Double; Q : Double; begin

S := Sign(X); X :=AbsReal(X); ifAP_FP_Less(X,0.5) then begin

XSq := X*X;

P := 0.007547728033418631287834; P := 0.288805137207594084924010+XSq*P; P := 14.3383842191748205576712+XSq*P; P := 38.0140318123903008244444+XSq*P; P := 3017.82788536507577809226+XSq*P; P := 7404.07142710151470082064+XSq*P; P := 80437.3630960840172832162+XSq*P; Q := 0.0;

Q := 1.00000000000000000000000+XSq*Q; Q := 38.0190713951939403753468+XSq*Q; Q := 658.070155459240506326937+XSq*Q; Q := 6379.60017324428279487120+XSq*Q; Q := 34216.5257924628539769006+XSq*Q; Q := 80437.3630960840172826266+XSq*Q; Result := S*1.1283791670955125738961589031*X*P/Q; Exit;

end;

ifAP_FP_Greater_Eq(X,10) then begin

Result := S; Exit;

end;

Result := S*(1-ErfC(X)); end;

functionInvNormalDistribution(y0 : Double):Double; var

Expm2 : Double; S2Pi : Double;

x : Double; y : Double; z : Double; y2 : Double; x0 : Double; x1 : Double; code :AlglibInteger; P0 : Double; Q0 : Double; P1 : Double; Q1 : Double; P2 : Double; Q2 : Double; begin

Expm2 := 0.13533528323661269189; s2pi := 2.50662827463100050242; ifAP_FP_Less_Eq(y0,0) then begin

Result := -MaxRealNumber; Exit;

end;

ifAP_FP_Greater_Eq(y0,1) then begin

Result :=MaxRealNumber; Exit;

end;

code := 1;

y := y0;

ifAP_FP_Greater(y, 1.0-Expm2) then begin y := 1.0-y; code := 0;

end;

ifAP FP Greater(y,Expm2) then

begin

y := y-0.5;

y2 = y*y;

P0 = -59.9633501014107895267;

P0 = 98.0010754185999661536+y2*P0;

P0 = -56.6762857469070293439+y2*P0;

P0 = 13.9312609387279679503+y2*P0;

P0 = -1.23916583867381258016+y2*P0;

Q0 = 1;

Q0 = 1.95448858338141759834+y2*Q0;

Q0 = 4.67627912898881538453+y2*Q0;

Q0 := 86.3602421390890590575+y2*Q0; Q0 := -225.462687854119370527+y2*Q0; Q0 := 200.260212380060660359+y2*Q0; Q0 := -82.0372256168333339912+y2*Q0; Q0 := 15.9056225126211695515+y2*Q0; Q0 := -1.18331621121330003142+y2*Q0; x := y+y*y2*P0/Q0; x := x*s2pi; Result := X; Exit;

end;

x := Sqrt(-2.0*Ln(y)); x0 := x-Ln(x)/x; z := 1.0/x;

ifAP_FP_Less(x,8.0) then begin

P1 := 4.05544892305962419923; P1 := 31.5251094599893866154+z*P1; P1 := 57.1628192246421288162+z*P1; P1:= 44.0805073893200834700+z*P1; P1 := 14.6849561928858024014+z*P1; P1:= 2.18663306850790267539+z*P1; P1 := -1.40256079171354495875*0.1+z*P1; P1 := -3.50424626827848203418*0.01+z*P1; P1 := -8.57456785154685413611*0.0001+z*P1; Q1 := 1;

Q1 := 15.7799883256466749731+z*Q1;

Q1 := 45.3907635128879210584+z*Q1;

Q1 := 41.3172038254672030440+z*Q1;

Q1 := 15.0425385692907503408+z*Q1;

Q1 := 2.50464946208309415979+z*Q1;

Q1 := -1.42182922854787788574*0.1+z*Q1;

Q1 := -3.80806407691578277194*0.01+z*Q1;

Q1 := -9.33259480895457427372*0.0001+z*Q1;

x1 := z*P1/Q1;

end

else

begin

P2 := 3.23774891776946035970; P2 := 6.91522889068984211695+z*P2; P2 := 3.93881025292474443415+z*P2; P2 := 1.33303460815807542389+z*P2; P2 := 2.01485389549179081538*0.1+z*P2; P2 := 1.23716634817820021358*0.01+z*P2; P2 := 3.01581553508235416007*0.0001+z*P2;

P2 := 2.65806974686737550832*0.000001+z*P2; P2 := 6.23974539184983293730*0.000000001+z*P2; Q2 := 1;

Q2 := 6.02427039364742014255+z*Q2;

Q2 := 3.67983563856160859403+z*Q2;

Q2 := 1.37702099489081330271+z*Q2;

Q2 := 2.16236993594496635890*0.1+z*Q2;

Q2 := 1.34204006088543189037*0.01+z*Q2;

Q2 := 3.28014464682127739104*0.0001+z*Q2;

Q2 := 2.89247864745380683936*0.000001+z*Q2;

Q2 := 6.79019408009981274425*0.000000001+z*Q2;

x1 := z*P2/Q2;

end;

x := x0-x1; if code<>0 then begin

x := -x; end;

Result := x;

end;

end.

functionInvErf(E : Double):Double; begin

Result : =InvNormalDistribution(0.5*(E+ 1))/S qrt(2); end;

// OyH^HflEeHCce.ra

function BesselJ0(X : Double):Double;

var

XSq : Double; NN : Double; PZero : Double; QZero : Double; P1 : Double; Q1 : Double; begin

ifAP_FP_Less(X,0) then begin X := -X; end;

ifAP_FP_Greater(X, 8.0) then begin

BesselAsympt0(X, PZero, QZero); NN := X-Pi/4;

Result :=Sqrt(2/Pi/X)*(PZero*Cos(NN)-QZero*Sin(NN)); Exit;

end;

XSq :=AP_Sqr(X);

P1 := 26857.86856980014981415848441; P1 := -40504123.71833132706360663322+XSq*P1; P1 := 25071582855.36881945555156435+XSq*P1; P1 := -8085222034853.793871199468171+XSq*P1; P1 := 1434354939140344.111664316553+XSq*P1; P1 := -136762035308817138.6865416609+XSq*P1; P1 := 6382059341072356562.289432465+XSq*P1; P1 := -117915762910761053603.8440800+XSq*P1; P1 := 493378725179413356181.6813446+XSq*P1; Q1 := 1.0;

Q1 := 1363.063652328970604442810507+XSq*Q1; Q1 := 1114636.098462985378182402543+XSq*Q1; Q1 := 669998767.2982239671814028660+XSq*Q1; Q1 := 312304311494.1213172572469442+XSq*Q1; Q1 := 112775673967979.8507056031594+XSq*Q1; Q1 := 30246356167094626.98627330784+XSq*Q1; Q1 := 5428918384092285160.200195092+XSq*Q1; Q1 := 493378725179413356211.3278438+XSq*Q1; Result := P1/Q1; end;

Приложение Б

(рекомендательное)

Исходный код программы по определению эквивалентных энергетических потерь в цифровых фильтрах частотной селекции на языке программирования С++

unit Unit1;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs, StdCtrls, math, bessel,normaldistr, ExtCtrls; type

TForm1 = class(TForm) Label1: TLabel; Label2: TLabel; Label4: TLabel; Button1: TButton; Label6: TLabel; Edit4: TEdit; Edit 1: TEdit; Edit2: TEdit; Label 14: TLabel; Button2: TButton; Button3: TButton; GroupBox1: TGroupBox; GroupBox2: TGroupBox; Edit9: TEdit; Image1: TImage; procedure Button1Click(Sender: TObject); procedure Button2Click(Sender: TObject); procedure Button3Click(Sender: TObject); private

{ Private declarations }

//function erf(h: real): real; public

{ Public declarations } end;

const a0 = 1 ; pi=3.1415; var

Form1: TForm1; implementation {$R *.dfm}

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject); var M, k, n, x0,y0,i,Gf,GA, L: integer;

H1, H2, H3, a1, a, b, g, gb, gach, q1, zn, zn1, Kramp,InvKramp, Pbp, Posh1, Posh2,gdb, gdb2, x,y, q, q0,Disk,gbt, EPa, EPf, gacht,q1a, q1f,q0a,q0f,gfch: extended; begin

//Блок ввода данных

L:=StrToInt(Edit1.Text); //позиционность q:=StrToFloat(Edit2.Text); //вероятнось ошибки g:=StrToFloat(Edit4.Text); //отнощение сигнал/шум //Рассчет коэффициентов при различной позиционности

if (L = 16) or (L = 64) or (L = 256) or (L = 1024) or (L = 4096) then

begin

H1:= 4 ;

H2:= 4 * (sqrt(L/4) - 2);

H3:= (sqrt(L/4) - 2)*(sqrt(L/4) - 2);

end else

if (L = 32) or (L = 128) or (L = 512) or (L = 2048) then begin H1 := 5; case L of

32: M:=5; 128: M:= 7; 512: M:= 9; 2048: M:= 11;

end;

H2:= 12* sqrt(power(2,M-5)) - 10; H3:= L/4 - 5 -(12*sqrt(power(2,M-5)) - 10);

end else begin

Showmessage('Неизвестно число позиций созвездия');

exit;

end;

// Вероятность проигрыша по мощности

if (L = 16) or (L = 64) or (L = 256) or (L = 1024) or (L = 4096) then

begin

Gf:=1;

GA:=1;

gfch:= 1+ ((2*(sqrt(L/4) - 1)+1)-(2*(sqrt(L/4) - 1)+1)); gach:= 1+((2*(sqrt(L/4) - 1)+1)- (2*(sqrt(L/4) - 1)+1)); end else

if (L = 32) or (L = 128) or (L = 512) or (L = 2048) then begin

H1 := 5; case L of

32:M:=5; 128:M:= 7; 512:M:= 9; 2048:M:= 11; end; }

// Расчет теоретического отношения сигнал шум q1 zn:=0;

for n := 1 to Trunc(Sqrt(L/4)) do for k := 1 to Trunc(Sqrt(L/4)) do begin

zn1:= (power(sqrt(power( 1+ (n-1)*2, 2) + power(1+ (k-1)*2, 2)),2)/2); zn:= zn + zn1; end; begin

if g>49320 then g:= 49000 else

gdb:= power(10, g/10);

q1:= (gdb*L)/(4* zn);

end;

//РасчетЭЭП EPf:=trunc(abs(q-q1));

Edit9.Text:=FloatToStr(EPf); // построениеграфика image1.Canvas.Pen.Color := ClWhite;

image1.Canvas.Rectangle(0,0, image1. Width, image1.Height); x0:= image1.Width div 2;

y0:= image1.Height div 2; image1.Canvas.Pen.Color := ClBlack; image1.Canvas.MoveTo(x0,0); image1.Canvas.LineTo(x0, ClientHeight); image1.Canvas.MoveTo(0,y0); image1.Canvas.LineTo(ClientWidth, y0); for i:=0 to image1.Height do begin

image1.Canvas.Pen.Color :=ClRed; image1.Canvas.Pen.Width :=2; x:= (sqrt(q1/abs(gb)))/(sqrt(2)); Kramp:=Erf(x);

Posh1:= 1- (4/L)*( H1*0.25*power(1+Kramp, 2) + H2*0.5*(1 + Kramp)*Kramp + H3*Kramp*Kramp);

if Posh1=0 then Posh1:=0.00001 ; image1.Canvas.MoveTo(trunc(x), trunc(Posh1)); repeat

Kramp:=Erf(x);

Posh1:= 1- (4/L)*( H1*0.25*power(1+Kramp, 2) + H2*0.5*(1 + Kramp)*Kramp + H3*Kramp*Kramp);

if Posh1=0 then Posh1:=0.00001; image1.Canvas.LineTo(trunc(x*25), trunc(Posh1*25)); until x>= image1.Height; end;

procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject); begin

Edit1.Text:= ''; Edit2.Text:= ''; Edit4.Text:= ''; Edit9.Text:= ''; end;

procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject); begin

ShowMessage('Данный программный продукт предназначен для рассчета эквивалентных энергических потерь в фильтрах при неравномерностях фазо-частотной и амплитудно-частотной характеристик при когерентном приеме сигналов с квадратурно-амплитудной модуляцией'); end; end.

Приложение В

(рекомендательное) Копии актов о внедрении результатов диссертационной работы

УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор ОАО *А1йааетоматнк.1>» им. В.В.Тарасова»

Д М Бренерман

' У-__<»

АКТ О ВНЕДРЕНИИ результатов диссертационной работы Бабанина Ивана Геннадьевича

Научно-техническая комиссия ОАО «Авнаавтоматика» им. В В.Тарасова» в составе председателя комиссии Генерального конструктора — первого заместителя Генерального директора Дурнева В В., членов: начальника отдела, кандидата технических наук Вскленко Ю~А.„ начальника отдела Цуканова В.А. установила, что положения кандидатской диссертационной работы Бабанина И.Г.:

— математическая модель эквивалентных энер1етнческих потерь, обусловленных неравномерностью амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) фильтров частотной селекции при прохождении сигналов высокоскоростных цифровых линии связи с повышенными кратностями модуляции» позволяющая задавать требования к лопустимой неравномерности АЧХ при заданных скоростях обмена информацией;

— математическая модель эквивалентных энергетических потерь, обусловленных неравномерностью фазо-частошых характеристик фильтров частотной селекции ири прохождении сигналов высокоскоростных цифровых линий связи с повышенными крашостями модуляции, позволяющая залавагь требования к допустимой неравномерности ФЧХ при заданных скоростях обмена