Разработка методов и алгоритмов повышения эффективности систем передачи информации с OFDM тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат технических наук Ушаков, Дмитрий Игоревич

• Ушаков, Дмитрий Игоревич
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ушаков, Дмитрий Игоревич

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1 Оценка эффективности систем передачи информации

1.2 Методы уплотнения канальных ресурсов

1.2.1 Системы с частотным разделением каналов

1.2.2 Системы с временным разделением каналов

1.2.3 Системы с кодовым разделением каналов

1.2.4 Эффективность методов уплотнения

1.3 Спектрально-эффективные методы модуляции

1.3.1 Многоосновное кодирование

1.3.2 Эффективность многопозиционных систем модуляции

1.3.3 Спектрально-эффективные сигнально-кодовые конструкции

1.4 Выводы и постановка задач исследований

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ФОРМИРОВАНИЯ И ОБРАБОТКИ СИГНАЛЬНО-КОДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

2.1 Математические основы метода формирования оптимальных СКК

2.1.1 Выбор импульсной характеристики канала связи

2.1.2 Выбор математического аппарата

2.1.3 Некоторые свойства базисных функций

2.2 Аппроксимация базисных функций ядра интегрального уравнения

2.3 Разработка метода формирования и обработки сигнально-кодовых конструкций

2.4 Оценка временного рассеивания сигнально-кодовых конструкций

2.4.1 Вычислительный эксперимент

2.5 Исследование частотно-временных характеристик базисных функций

2.6 Основные результаты и выводы по главе

ГЛАВА 3. ОЦЕНКА ХАРАКТЕРИСТИК ФОРМИРУЕМЫХ СИГНАЛЬНО-КОДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ И СРАВНЕНИЕ ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ

3.1 Оценка спектральной эффективности разработанного метода

3.2 Оценка энергетической эффективности разработанного метода

3.3 Оценка влияния узкополосной помехи

3.4 Оценка влияния импульсной помехи

3.5 Оценка влияния частотного джиттера опорного генератора

3.6 Выводы по главе

ГЛАВА 4. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ТЕХНИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДОВ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛЬНО-КОДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

4.1 Разработка алгоритмов формирования и обработки сигнально-

кодовых конструкций

4.1.1 Алгоритм формирования собственных векторов и чисел матрицы

4.1.2 Алгоритм модуляции передаваемых данных векторами матрицы

4.1.3 Алгоритм обработки сигнала в квадратурном модуляторе

4.1.4 Алгоритм преобразования сигнала в квадратурном модуляторе

4.1.5 Алгоритм демодуляции передаваемых данных

4.2 Устройства формирования и обработки сигнально-кодовых

конструкций

4.3 Компьютерная модель приемо-передающего оборудования

4.3.1 Схемотехническая реализация в среде Lab View

4.3.2 Графический пользовательский интерфейс

4.4 Основные результаты и выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методов и алгоритмов повышения эффективности систем передачи информации с OFDM»

ВВЕДЕНИЕ

Современный этап развития общеста характеризуется непрерывным увеличением удаленного взаимодействия между абонентами и запросов пользователей о предоставлении различного вида мультисервисных услуг с требуемым качеством независимо от места их нахождения. Это приводит к необходимости разработки и созданию беспроводных систем высокоскоростной передачи информации с обеспечением требуемых характеристик по скорости ее доведения и качеству сервиса (QoS) [1,3,9].

Большой вклад в решение этой проблемы внесли и вносят многие ученые и инженеры, среди которых следует выделить Дж. Возенкрафта, В.И. Долгова, Е.Г. Жилякова, А.Г. Зюко, В.А. Котельникова, Д.Д. Кловского, В.Ф. Кравченко, Б.Р. Левина, Н.Т. Петровича, A.A. Харкевича, А.Я. Хинчина, JI.M. Финка, К. Шеннона, В.П. Яковлева и других российских и зарубежных ученых.

При этом основным обобщенным критерием, который используется при оценке эффективности той или иной разрабатываемой системы является ее пропускная способность [48,49]:

Се=<р(р,г,Пс^С) (1.1)

где: y=R/AF - спектральная эффективность; ß=R/pO - энергетическая эффективность; рО - отношение энергии сигнала к спектральной плотности шума в полосе которой передаётся сигнал AF; т|с=Тс/Тр - временная эффективность системы (отношение длительности полезной части сигнала к общей длительности на выходе канала); рош - вероятность ошибочного приема; С - пропускная способность канала; ср - функционал.

Такой критерий удобен тем, что он учитывает основные факторы, влияющие на эффективность систем передачи информации и подчеркивает системность решаемой проблемы, так как с одной стороны она связана с повышением спектральной эффективности систем передачи информации, при условии, что частотно-временные ресурсы канала связи не изменяются, а

с другой - с обеспечением заданного уровня достоверности передаваемой инфомации, определяемой режимами работы систем и характеристиками используемых сигналов [49].

В настоящее время разработано несколько вариантов оптимизации систем передачи информации и на сегодняшний день самым перспективным из них считается использование спектрально-эффективных сигнально-кодовых конструкций (СКК) с высокой помехоустойчивостью [16]. Одним из таких подходов, получившим широкое распространение в последнем поколении беспроводных систем передачи информации, является метод с Orthogonal frequency division multiplex (OFDM), который сегодня реализуется на основе совместного использования многопозиционных систем модуляции и гармонического базиса Фурье (БФ) [13-16]. Его используют такие системы как Wi-Fi, WiMAX, LTE, DVB-x, которые являются бесспорным лидером в предоставлении мультисервисных услуг с заданным качеством доведения информации, по каналам с ограниченными частотно-временными ресурсами [14,16,26,52,62,71,82,93].

Однако, применяемые в OFDM сигнально-кодовые конструкции в виде ортогональных базисов с прямоугольной формой модулирующего импульса, не позволяют обеспечить малые уровни межканальной и межсимвольной интерференции при прохождении через такие каналы [16,21,67]. Для компенсации этого недостатка, в частотном диапазоне, где происходит передача информации, вводятся защитные интервалы, в которых информация не передаются, при этом такой подход снижает на 25% эффективность использования выделенного частотного ресурса [1,11,13,]. В результате такой показатель как пропускная способность системы существенно уменьшается по сравнению с потенциально возможной, что не всегда оправдано и допустимо.

Попытка использовать специальные сглаживающие функции не нашла применения, так как в таком случае либо теряется ортогональность между

базисными функциями сигнально-кодовой конструкции, либо увеличивается уровень межсимвольной интерференции [16,99,106-110].

Указанные недостатки не позволяют говорить об удовлетворенности решения проблемы оптимизации систем передачи информации с OFDM.

Таким образом, разработка новых методов и алгоритмов формирования сигнально-кодовых конструкций, позволяющих повысить пропускную способность систем передачи информации с OFDM при обеспечении заданного уровня достоверности передаваемых данных, является актуальной задачей.

Целью работы является совершенствование методов формирования и обработки сигнально-кодовых конструкций в системах с OFDM обеспечивающих повышение спектральной и энергетической эффективности.

Методы и средства исследований основываются на теории преобразования Фурье, оптимизации, линейной алгебры и теории матриц, теории информации, теории вероятности и математической статистики, теории сигналов, включая цифровые методы их формирования и обработки, вычислительный эксперимент.

Научную новизну составляют следующие результаты.

1. Сигнально-кодовые конструкции на основе нового базиса ортогональных функций, позволяющие повысить спектральную и временную эффективность систем с OFDM.

2. Алгоритмы формирования и декодирования, предлагаемых сигнально-кодовых конструкций обеспечивающие повышение спектральной и временной эффективности при сохранении заданного уровня помехоустойчивости в условиях воздействия флуктуационных, узкополосных и импульсных помех.

3. Технические решения, реализующие на основе использования элементов современной цифровой вычислительной техники, разработанные алгоритмы.

Практическая значимость работы определяется тем, что использование разработанных алгоритмов и технических реализаций позволяет обеспечить повышение спектральной и временной эффективности наиболее перспективных систем передачи информации с OFDM.

Использование результатов диссертации осуществлено: в Hi ill «СпецРадио», малом инновационном предприятии (МИЛ) «Сигнал-БелГУ», учебном процессе подготовки бакалавров и магистров по направлению «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» НИУ «БелГУ».

Специальность, которой соответствует диссертация.

Содержание диссертации соответствует паспорту специальности 05.13.01 - системный анализ, управление и обработка информации (технические науки) по следующим областям исследования.

п.2. Формализация и постановка задач системного анализа, оптимизации, управления, принятия решений и обработки информации.

п.4. Разработка методов и алгоритмов решения задач системного анализа, оптимизации, управления, принятия решения и обработки информации.

Связь с научными и инновационными программами.

Результаты диссертационных исследований были использованы при выполнении следующих программ фундаментальных, поисковых и инновационных исследований:

• Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России, 2007 - 2012 гг.», поисковые исследования в рамках Госконтракта от 26 февраля 2007 года№ 02514114010;

• ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 годы, Государственный контракт № П964 от 27 мая 2010 г., проект «Разработка методов и алгоритмов передачи речевой информации с минимизацией требуемых ресурсов каналов радиосвязи» (исполнитель).

• Программа Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере «У.М.Н.И.К»: проект: «Разработка информационной технологии формирования и приема канальных сигналов с минимальным просачиванием энергии за выделенный частотный диапазон» 2010-2011г. (исполнитель).

• ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 годы, Государственный контракт № 14.740.11.1260 от 17 июня 2011 г., проект «Разработка методов и алгоритмов формирования и обработки канальных сигналов на основе применения нового ортогонального сигнального базиса» (руководитель).

• Грант РФФИ, проект № 12-07-00514-а «Минимизация затрат ресурсов информационно-телекоммуникационных систем (ИТС) при хранении и передаче речевых данных на основе применения оптимальных методов и алгоритмов их обработки» 2012 - 2014 гг.

Положения, выносимые на защиту:

1. Методы и алгоритмы формирования и обработки канальных сигналов на основе разработанных СКК позволяющие повысить эффективность систем передачи информации с OFDM:

1.1) метод и алгоритм формирования сигнально-кодовых конструкций на основе нового ортогонального базиса, позволяющие повысить спектральную и временную эффективность СПИ с OFDM;

1.2) процедура принятия решений при декодировании информации передаваемой с помощью сигнально-кодовых конструкций сформированных на основе нового ортогонального базиса;

2. Результаты вычислительных экспериментов, иллюстрирующие эффективность разработанных подходов формирования и обработки сигнально-кодовых конструкций по сравнению с системами OFDM.

3. Технические решения, позволяющие реализовать созданные алгоритмы формирования и обработки сигнально-кодовых конструкций в

режиме реального времени на основе элементов современной цифровой вычислительной техники.

Степень достоверности результатов проведенных исследований обеспечивается корректностью проведенных математических преобразований, непротиворечивостью сформированных положений и выводов исследования, установленным ранее фактам теории и практики построения ИТС и повышения их эффективности, а также сходимостью выводов теоретического исследования с результатами имитационного моделирования.

Личный вклад соискателя. Все изложенные в диссертации результаты исследования получены либо соискателем лично, либо при его непосредственном участии.

Апробация результатов диссертационных исследований.

Результаты диссертационных исследований обсуждались на 12 научно-технических конференциях: Международной научно-практической конференции «Информационные технологии и компьютерная инженерия» (г. Винница, Украина, 2010 г.); 10-й и 11-й Международных научно-практических конференциях «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (г. Санкт-Петербург, 2010, 2011 гг.); 2-й Международной научно-практической конференции «Информационные технологии и компьютерная инженерия» (г.Харьков, Украина, 2011 г.); XII Международной научно-практической конференции «Кибернетика и высокие технологии XXI века» (г. Воронеж, 2011 г.); 13-й международной конференции «Цифровая обработка сигналов и её применение - ББРА-2011», Международный научно-технический семинар «Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов в инфокоммуникациях-СИНХРОИНФО-2011» (г. Одесса, Украина, 2011г.); Ш-й Международной научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи — путь к обществу, основанному на знаниях» (г. Москва, 2011г.);

2-й Международной научно-технической конференции «Компьютерные науки и технологии» (г. Белгород, 2011 г.).

Публикации. В рамках диссертационного исследований опубликовано 14 работ, из них 6 работ в изданиях из списка ВАК РФ, получен 1 патент РФ и 4 свидетельства Роспатента РФ о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений, в которых приведены ряд результатов экспериментальных исследований, блок-схемы разработанных алгоритмов и документы, подтверждающие новизну результатов, полученных в работе.

Работа изложена на 142 страницах машинописного текста, включающего 57 рисунков, 39 таблиц и список литературных источников из 120 наименований.

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Ушаков, Дмитрий Игоревич

4.5 Основные результаты и выводы по главе

1. Разработаны алгоритмы формирования и обработки сигнально-кодовых конструкций позволяющие повысить спектральную эффективность сигналов с OFDM;

2. Разработан способ формирования сигнально-кодовых конструкций с максимальной локализацией энергии в заданном частотном интервале.

3. Предложено устройство, которое позволяет формировать сигнально-кодовые конструкции с высокой спектральной и временной эффективностью;

2. Предложено устройство обработки сигнально-кодовых конструкций с высокой спектральной и временной эффективностью;

3. Разработана аппаратная реализация метода формирования и обработки сигнально-кодовых конструкций в среде имитационного компьютерного моделирования LabView.

5. Разработаны предложения по технической реализации созданных алгоритмов формирования и обработки сигнально-кодовых конструкций в среде графического программирования Lab View.

6. Применение разработанных методов обеспечивает повышение спектральной и временной эффективности систем передачи информации с OFDM.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ушаков, Дмитрий Игоревич, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

1. Бабин А.И. Радиочастотный спектр: эффективность использования и предложения по регулированию, «Электросвязь» №7 2009г.

2. Баскаков, С.И. Радиотехнические цепи и сигналы [Текст] / изд.2 М.: Радио и связь, 1988, - 446 с.

3. Бахвалов, Н.С. Численные методы [Текст] / Н.С. Бахвалов, Н.ГТ. Жидков, Г.М, Кобельников // М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003. -632 е., ил.

4. Беллами, Дж. Цифровая телефония [Текст]: Пер. с англ./ Под ред. А.Н. Берлина, Ю. Н. Чернышева.- М.: Эко-Трендз, 2004.-640с. : ил.

5. Белов, С.П. Информационная технология формирования и обработки канальных сигналов с максимальной локализацией энергии в заданном частотном интервале в системах с OFDM[Tckct] / С.П.Белов, Д.И. Ушаков //

Сборник трудов III Международной научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи — путь к обществу, основанному на знаниях» г. Москва,. № секции 3, стр. 242-244

6. Белов, С.П. Исследование особенностей комбинированной обработки сложных сигналов с линейной частотной модуляцией[Текст]/ С.П.Белов, Д.И. Ушаков, И.А. Старовойт //Научные ведомости БелГУ Серия: Информатика, Белгород: Изд-во БелГУ, № 7(62), Вып. 10/1 2009 г, с194-201.

7. Белов, С.П. Метод и алгоритм разделения канальных сигналов в информационно-телекоммуникационных системах с частотным уплотнением[Текст] //Вопросы радиоэлектроники. Серия «Электронная вычислительная техника (ЭВТ)». - Москва, 2010.-вып.1.-с.135-146

8. Белов, С.П. О возможности повышения помехоустойчивости сигналов с OFDM [Текст] / С.П. Белов, Д.И. Ушаков //Информационные системы и технологии. Орел: Изд-во ОГТУ, 2011. - № 6 (64) - с. 26-34

Голд, Ч. Рейдер. -М.: Сов. радио, 1973. - 376 с.

22. Гольденберг, Л. М. Цифровая обработка сигналов [Текст]: справочник / Л. М. Гольденберг, Б. Д. Матюшкин, М. Н. Поляк. - М. : Радио и связь, 1985.-308 с.

23. Гольденберг, Л. М. Цифровая обработка сигналов [Текст]: учеб. пособие / Л. М. Гольденберг, Б. Д. Матюшкин, М. Н. Поляк. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1990. - 256 с.

24. Григорьев, В.А. Сети и системы радиодоступа [Текст] / В.А. Григорьев, О.И. Лагутенко, Ю.А. Распаев // М.: Эко-Трендз, 2005 - 384 е.: ил.

25. Гуткин, Л.С. Оптимизация радиоэлектронных устройств по совокупности показателей качества [Текст] / М.: Сов. радио, 1975. - 368 с.

26. Джамалипур, А. Беспроводной мобильный интернет: архитектура, протоколы и сервисы [Текст]. -М.: Техносфера, 2009, 494 с.

27. Деев, В.В. Методы модуляции и кодирования в современных системах связи [Текст] / СПб.: Наука - 2007. - 267 с.

28. Дженкинс, Г., Ватте, Д. Спектральный анализ и его приложения [Текст] / Выпуск 1, М.: Издательство «Мир», 1971 - с. 319

29. Дженкинс, Г., Ватте, Д. Спектральный анализ и его приложения [Текст] / Выпуск 2, М.: Издательство «Мир», 1972 - с. 287

30. Диксон, Р.К. Широкополосные системы [Текст] Пер с англ./ Под редакцией В.И. Журавлева- М.: Связь, 1979. - 304с.

31. Дьяконов, В.П. Вейвлеты. От теории к практике [Текст]. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: СОЛОН-Пресс, 2004. - 400 с.

32. Жиляков, Е.Г. К вопросу повышения помехоустойчивости систем связи на основе применения канальных сигналов с изменяющимися частотным характеристиками [Текст]/Е.Г. Жиляков, С.П.Белов, Д.И. Ушаков, И.А. Старовойт//Инфокоммуникационные технологии г. Самара, № 3. 2011, с. 4-7

33. Жиляков, Е.Г. Компьютерное моделирование формирования канальных сигналов на основе собственных векторов субполосных матриц

40. Жиляков, Е.Г. Возможность применения одного класса сложных сигналов с JI4M для передачи речевых данных в цифровых мобильных системах связи[Текст]/Е.Г. Жиляков, С.П.Белов, A.C. Белов//Вопросы радиоэлектроники. Серия «Электронная вычислительная техника (ЭВТ)». -Москва,2008.-вып.1.- с.161-171

41. Жиляков, Е.Г. Исследование функции неопределенности псевдослучайных сигналов с линейной частотной модуляцией [Текст]/Е.Г. Жиляков, С.П.Белов, И.А. Сидоренко//Вопросы радиоэлектроники.. Серия «РЛТ». - Москва, 2008.-вып.4.-с. 100-109

42. Жиляков, Е.Г. Новый метод формирования шумоподобных сигналов[Текст] /Е.Г. Жиляков, С.П.Белов, И.А. Старовойт, Д.И. Ушаков // Сборник трудов XII международной научно-практической конференции «Кибернетика и высокие технологии XXI века» г. Воронеж, 2011,с. 465-471

43. Жиляков, Е.Г. О возможности использования одного класса сложных JI4M сигналов для многоканальной передачи данных[Текст]/ Е.Г. Жиляков, С.П.Белов // Вопросы радиоэлектроники. Серия «Электронная вычислительная техника (ЭВТ)». - Москва, 2009.-вып.1.-с.142-147

44. Жиляков, Е.Г. О возможности применения канальных сигналов на основе собственных векторов субполосных матриц в системах связи с кодовым разделением адресов [Текст] / Е.Г. Жиляков, С.П.Белов, И.А. Старовойт //Сборник трудов второй международной научно-технической конференции «Компьютерные науки и технологии» № секции 3,2011г., стр. 425-429.

45. Жиляков, Е.Г. Об одном методе повышения эффективности использования выделенного частотного ресурса в системах с OFDM

[Текст]/Е.Г. Жиляков, С.П.Белов, Д.И. Ушаков // Труды Российского научно-технического общества радиотехники, электроники и связи имени А.С.Попова. Серия «Цифровая обработка сигналов и ее применение». г.Москва,2011г, Вып. 13 -1,с.188-191

46. Жиляков, Е.Г. Об особенностях формирования одного класса канальных сигналов в системах с ОББМ[Текст] / Е.Г. Жиляков, С.П.Белов, Д.И. Ушаков //Сборник трудов второй международной научно-технической конференции «Компьютерные науки и технологии» № секции 3,2011г., стр. 430-432.

47. Жиляков, Е.Г. Ортогональный базис для формирования канальных сигналов [Текст]/Е.Г. Жиляков, С.П.Белов, Д.В. Урсол, Д.И. Ушаков //Труды Российского научно-технического общества радиотехники, электроники и связи имени А.С.Попова. Серия «Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов для связи и вещания» г. Нижний Новгород, 30 июня - 2 июля 2010г. с.

48. Зюко, А.Г., Коробов, Ю.Ф. Теория передачи сигналов [Текст]. Учебник для вузов. М.: Связь, 1972, 282 с. с ил.

49. Зюко, А.Г., Помехоустойчивость и эффективность систем передачи информации [Текст] / А.Г. Зюко, А.И. Фалько, И.П. Панфилов и др. // под ред. А.Г. Зюко. - М.: Радио и связь, 1985. - 272 с.

50. Зюко А.Г. Теория электрической связи [Текст] / А.Г. Зюко, Д.Д. Кловский, В.И. Коржик, М.В. Назаров // под ред. Д.Д. Кловского. - М.: Радио и связь, 1999.-432 с.

51. Ипатов, В.П. Системы мобильной связи: учебное пособие для вузов [Текст]/ В.П. Ипатов, В.К. Орлов, И.М. Самойлов, В.Н. Смирнов // под ред. В.П. Ипатова. - М.: Горячая линия - Телеком, 2003 - 272с.

52. Карманов, В.Г. Математическое программирование [Текст] : учеб. пособие. 5-ое изд., стереотип. -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. - 264 с.

53. Катунин, Г.П. Телекоммуникационные системы и сети: Учебное пособие. В 3 томах. Том 2 - Радиосвязь, радиовещание, телевидение [Текст] / Г.П. Катунин, Г.В. Мамчев, В.Н. Попантонопуло, В.П. Шувалов // под. ред. профессора В.П. Шувалова 672 е.: ил.

54. Кловский, Д.Д. Передача дискретных сообщений по радиоканалам [Текст] / издание второе переработанное и дополненное // М.: Радио и связь, - 1982. - 304 с.

55. Кенеди, Р. Каналы связи с замираниями и рассеянием / Москва: Советское радио 1973 год.

56. Комашинский, В.И., Максимов, А.В. Системы подвижной радиосвязи с пакетной передачей информации. Основы моделирования [Текст]. -М.: Горячая линия - Телеком, 2007.

57. Корн, Г., Корн, Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров [Текст] / пер. с англ. под ред. И.Г. Арамановича, М.: Наука, 1970, - 446 с.

58. Крамер, Г Математические методы статистики [Текст] / Под ред. Академика А.Н. Колмогорова - М.: Мир, 1975. - 648 с.

59. Крухмалев, В.В. Цифровые системы передачи [Текст]/ В.В. Крухмалев, В.Н. Гордиенко, А.Д. Моченов // М.: Горячая линия - Телеком, 2007.-350 с.

60. Крылов В.И. Приближенное вычисление интегралов / В.И. Крылов.- М.: Наука, 1967. - 500 е., ил.

61. Лайонс, Р. Цифровая обработка сигналов [Текст]: Второе издание. Пер. с англ. -М.: ООО «Бином - Пресс», 2007 г. - 656 с.

62. Левин, Б.Р. Теоретически основы статистической радиотехники [Текст] / книга первая М.: Советское радио, 1974. - 543 с.

63. Ломовицкий, В.В. Основы построения систем и сетей передачи информации [Текст]: Учебное пособие для вузов / В.В. Ломовицкий, А.И Михайлов, К.В. Шестак, В.М. Щекотохин // под ред. В.М. Щекотохина - М.: Горячая линия - Телеком, 2005 - 382 е.: ил.

64. Маковеева, М.М. Системы связи с подвижными объектами [Текст]/ М.М. Маковеева, Ю.С. Шинаков // Учебное пособие для вузов.-М.: Радио и связь, 2002. - 440с.:ил.

65. Мамчев, Г.В. Основы радиосвязи и телевидения [Текст]. Учебное пособие для вузов- М.: Горячая линия - Телеком, 2007. - 416с.:ил.

66. Невдяев, JI.M. Мобильная связь 3-го поколения [Текст] / Под ред. Ю.М. Горностаева -М.: Серия изд. «Связь и бизнес»,2000.-208 с.

67. Никольский С.М. Квадратурные формулы / С.М. Никольский. -М.: Наука, 1974. - 224 е., ил.

68. Нуссбаумер, Г. Быстрое преобразование Фурье и алгоритмы вычисления сверток [Текст] / Г. Нуссбаумер ; ред.: В. М. Амербаев, Т. Э. Кренкель ; пер. с англ.: Ю. Ф. Касимов, И. П. Пчелинцев. - М. : Радио и связь, 1985. - 248 с. : ил., табл., граф.

69. Оппенгейм, A.B. Цифровая обработка сигналов [Текст]: Пер. с англ. / А.В.Оппенгейм, Р.В. Шафер; под ред. С.Я. Шаца. - М.: Связь, 1979. -416 с.

70. Основы цифровой обработки сигналов [Текст]: курс лекций : учеб. пособие / А.И.Солонина, Д. А. Улахович, С. М. Арбузов и др. - СПб. : БХВ-Петербург, 2003. - 608 е.: ил.

71. Патент России № 2459359 от 20 августа 2012 года «Способ формирования канальных сигналов и устройство его реализующее» Е.Г. Жиляков, С.П. Белов, Д.И. Ушаков, Д.В. Урсол.

72. Попов, О.Б., Рихтер, С.Г. Цифровая обработка сигналов в трактах звукового вещания [Текст]/ Учебное пособие для ВУЗов. -М.: Горячая линия -Телеком, 2007.-341 с.

73. Портной, С., Иванов, А. Выбор систем широкополосного беспроводного доступа. Мнение экспертов [Текст]. - Первая миля, 2007, № 2, с. 8-11.

74. Прокис, Джон Цифровая связь [Текст]/ Прокис Дж. // Пер. с англ.Под. ред. Д.Д. Кловского.-М.: Радио и связь, 2000. - 800 е.: ил.

75. Рабинер, Л. Теория и применение цифровой обработки сигналов [Текст] / Л. Рабинер, Г. Голд. -М.: Мир, 1988. - 512 с.

76. Ратынский, M.B. Основы сотовой связи [Текст]/ Под ред. Д.Б.Зимина - М.: Радио и связь, 1998 - 248 е.: ил.

77. Рихтер, С.Г. Цифровое радиовещание [Текст]/ М.: Горячая линия-Телеком, 2004.-352 с.

78. Рыжков, А.Е. Системы и сети радиодоступа 4G: LTE, WiMAX /

A.Е. Рыков, М.А. Сивере, В.О. Воробьев, A.C. Гусаров, A.C. Слышков, Р.В. Шуньков. - СПб: Линк, 2012. - 226 с.

79. Сергиенко, А. Б. Цифровая обработка сигналов [Текст]: учеб. пособие для студ. вузов / А. Б. Сергиенко. - СПб. : Питер, 2002. - 603с. : ил. - (Учебник для вузов).

80. Сергиенко, А.Б. Цифровая обработка сигналов [Текст]/ СПб.: Питер, 2003.- 604с. :ил

81. Сердюков, П.Н Основные характеристики системы профессиональной мобильной радиосвязи [Текст]. / П.Н Сердюков., А. С.Григорье, В.Н.Королев статья

82. Скляр, Бернард Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение [Текст]. Изд. 2-е испр.: Пер. с англ. - М. : издательский дом «Вильяме», 2003- 1104с. : ил

83. Смирнов В.И. Курс высшей математики [Текст] Т.4, - М. :ФИЗ. -МАТ. ЛИТ. 1974, 336 с.

84. Смоленцев, Н.К. Основы теории вейвлетов. Вейвлеты в MATLAB [Текст]. - М.: ДМК Пресс, 2005. - 304 с.

85. Столлингс, В. Беспроводные линии связи и сети [Текст]/ Пер. с англ. -М.: Изд. Дом «Вильяме», 2003.

86. Сюваткин, B.C. WiMAX - технология беспроводной связи: теоретические основы, стандарты, применение [Текст] / B.C. Сюваткин, В.И. Есипенко, И.П.Ковалв, В.Г. Сухоребров // под ред. д.т.н., проф, Крылова

B.В.: БХВ- Петербург, 2005. - 354с.

87. Технология EDGE Информационный материал Issued by Information and Communication Mobile / Siemens AG 2005

88. Титчмарш, Е. Введение в теорию интеграла Фурье [Текст] / Е. Титчмарш ; пер. с англ. Д. А. Райкова. - М.: ОГИЗ Гостехиздат, 1948. - 479 с.

89. Тихонов, В.И. Статистическая радиотехника [Текст] / М.: Радио и связь, - 1982 - 656 с.

90. Томаси, У. Электронные системы связи [Текст]. Пер. с анг. - М.: Техносфера, 2007.

91. Тузов, Г.И. Статистическая теория приема сложных сигналов [Текст] / М.: Сов. радио, 1977 - 400 с.

92. Умняшкин, C.B. Теоретические основы цифровой обработки и представления сигналов [Текст] / М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М - 2009 - 304 с.

93. Феер, К. Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения спектра [Текст]. Пер. с анг./Под ред. В.И. Журавлева. - М.: Радио и связь, 2000.

94. Финк, JI.M. Сигналы, помехи, ошибки [Текст] / Издание второе, исправленное и дополненное - М.: Радио и связь, 1984 - 256 с.

95. Функции с двойной ортогональностью в радиотехнике и оптике [Текст] США. 1961-1968 гг./ Перевод и научная обработка М.К. Размахнина и В.П. Яковлева. - М.: Советское радио, 1971. - 256 с.

96. Хургин, Я. И. Финитные функции в физике и технике [Текст] / Я. И. Хургин, В. П. Яковлев. -М.: Наука, 1971. - 408 е.: ил.

97. Шахнович, И.В. Современные технологии беспроводной связи [Текст]. Издание второе, исправленное и дополненное -М.: Техносфера, 2006 -288 с.

98. Zhang, Yan. WiMAX network planning and optimization. - CRC Press, 2008.

99. White paper .EDGE Introduction of high-speed data in GSM/GPRS networks / Ericsson AB 2003

100. Ungerboeck G. Channel coding with multilevel phase signals. - IEEE

Trans. Inform Theory. July, 1999, vol.45, p. 1456-1467.

101. Stylianou, Y. Applying the harmonic plus noise model in concatenative speech synthesis. Y. Stylianou // IEEE Trans, on Speech and Audio Proc. - 2001. - vol. 9. - № 1. - P. 21 -29.

102. Saunders S., Heywood P., Dornan A., Bruno L., Allen L., Wireless IP: Ready or Not, Hereb it Comes. - Data Communications, 1999, № 9, p. 42-68.

103. Richard van Nee. OFDM for wireless multimedia communication. -Artech House universal personal communications library, 2000.

104. Petrovsky, A. Tonal and noise components separation based on a pitch synchronous DFT analyzer as a speech coding method. / A. Petrovsky, P. Zubricki, A. Savicki // Proceedings Eur. Conf. on Circuit Theory and Design. - Cracow, Poland, 2003. - vol. 3. - P. 169-172.

105. Okuda M. et all. Multihop Relay Extension for WiMAX Networks -Overview and Benefits of IEEE IEEE 802.16j Standart. - FUJITSU Sci. Tech. Journal, 44, 3, July 2008, p. 292-302.

106. Mobile WiMAX - Part I: A Technical Overview and Performance Evaluation, August, 2006

107. Kondoz, A.M. Digital speech: coding for low bit rate communication systems. / A.M.Kondoz. - John Wiley & Sons, Inc., NY, 1996. - 442 p.

108. Jeffrey G. Andrews, Ph.D. Fundamentals of WiMAX. Understand Broadband Wireless Networking. - Prentice Hall, 2005.

109. Jackson, P.J.B. Pitch-scaled estimation of simultaneous voiced and turbulence-noise components in speech. / P.J.B. Jackson, C.H. Shadle // IEEE Transactions on Speech and Audio Processing. - 2001. - vol.9. - № 7. - P. 713726.

110. Farooq Khan, LTE for 4G Mobile Broadband. Air interface Technologies and Performance. - Cambridge University Press, 2009.

111. Henrik Schulze, Christian Luders. Theory end Application of OFDM and CDMA. Wideband Wireless Communications. - British library Cataloguing in Publication Data.: John Wiley & Sons, Ltd, 2005.

112. Нага, Shinsuke. Milticarrier techniques for 4G mobile communication. - Artech House universal personal communication series, 2003.

113. Hanzo L. Single- and Multi-carrier Quadrature Amplitude Modulation: Principles and Applications for Personal Communications, WLANs and Broadcasting / L. Hanzo, W.T. Webb, T. Keller // 1999

114. Gray. D. Comparing Mobile WiMAX with HSPA+, LTE, and Meeting the Goals of IMT-Advanced. - WiMAX Forum, февраль 2009.

115. Andreas Ed. Molish F. / Wideband wireless digital communications. -Prentice Hall PTR, 2001.

116. Akansu A.N. WAVELET, SUBBAND AND BLOCK TRANSFORMS IN COMMUNICATIONS AND MULTIMEDIA. 2002.

117. Ahmad R. S. Bahai., Burton R. Salzberg. Multi-Carrier Digital Communication. Theory and Application of OFDM. Kluwer Academic/Plenum Publishers. - New York, 2007.

118. «Программа моделирования структуры сигнала для передачи в условиях многолучевости» Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ, № 2010617223 от 29 октября 2010 года Е.Г. Жиляков, С.П. Белов, Е.М. Маматов, И.А. Старовойт, Д.И. Ушаков

I

119. «Программа моделирования влияния аддитивных помех на сигналы с OFDM» Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011615993 Жиляков Е.Г., Белов С.П, Ушаков Д.И.

120. «Программная реализация информационной технологии формирования канальных сигналов с минимальным уровнем внеполосных излучений» Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011615973 Жиляков Е.Г., С.П. Белов, Ушаков Д.И.

ФЖМЖРАШШ

^ !.:> ^ -й Й т

« |1 ! V }45»' I у

о гос)ларств11шо11 регистрации про!раммы для ЭВМ

№2011615973

Программная реализация информационной технологии формирования канальных сигналов с минимальным уровнем внеполосных излучений

Правообладатель(лд); Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Белгородский государственный национальный исследовательский университет* (1Ш)

Автор(ы): Жиляков Евгений Георгиевич,

Белов Сергей Павлович, Ушаков Дмитрий Игоревич (К11)

Заявка №2011614443

Дата поступления 16 июня 2011 г.

й

т

'Л

' ' V • . Зарегистрировано в Реч'стрспрофамм для ЭВМ

4, 1 августа 2011г.

Х> V I •»'' V-' \ „ "

■ЧГ * > « •> .»'!►•

< ( • «1Ь/ководитель Федеральной службы по интемектушъиой

* "< 'ь* * "?>С г * собственности, патентам и тотриьш таком

А ^ \ ^ ' V уО

>»( '' \ V У7\ //

'й ? ^ -л Л/} „ „ Б.П. Симонов

1МШ0Ш1Й€ЕАЖ ФВДЮРАЩШ

S- пАмИ

-жы„ да . ш

СВИДЕТЕЛЬСТВО

о государственной регистрации программы для ЭВМ

№2011615993

Программа моделирования влияния аддитивных помех на сигналы с OFDM

п ра нообладатель(лн); Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования -¿Белгородский государственный национальный

исследовательский университет> (Я11)

Автор(ы): Жиляков Евгений Георгиевич, Белов Сергей Павлович, Ушаков Дмитрий Игоревич (Ш)

Заявка Кз 2011614370 АДА Дата поступления 15 ИЮНЯ 2011 Г.

^ , 5» * 1 Зарегистрировано в Реестре программ дая ЭВМ

* ' V Ь14' г, ; ;

:« 3 августа 2011 г.

< '.'.«* 4 у> Руководитель Федеральной службы по ипт&ш'ктуалънвй

( •• ;*>, " * V £ собственности, патентам и товарным, знакам

У /7) Л

\ *' ^ уЛГЛ - „ . ЯЛ Симонов

Й ъ

с*

IS

Si

ш

т ш т а* ч

т т т я ъ ш

■а

81 Si й

3 ^

ih

Ш &

Ш -"3

и ш

iij ф

ш

К ■Й

.mmmm ti

о государственной pe»neipamiw программы для ЭВМ

№ 2012615434

Программа имитации воздействия среды распространения сигнала на достоверность передаваемой информации сигналами с OFDM

11равообладатель(л«): Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Белгородский государственный национальный исследовательский университет » (RU)

Авюр(ы): Жиляков Евгений Георгиевич, Белов Сергей Павлович, Ушаков Дмитрий Игоревич, Старовойт Иван Александрович, Трофимов Виктор Владимирович (RU)

Заявка № 2012613172 K^hr/á • Да к» нос i v n юнкя 23 апреля 20(2 г.

vY ~ j'

» . ' ^ 'V Зарсшсгрировлно в Реестре программ л гя ЛВМ

Ч и, . 'у 18 июня 2012 г.

> ' 1 '

•Ч _ * t4 J . У"'* [руководитель Федеральной ¡.лунбы

К ,«' _, м. по интеллектуальной собственности

4 1 ' *',? '\Х У ' , к V <

• • * к % . ' sáf 1___. , // В.и. Симонов

tgfe» ЙЙШЙШМЙ SW^MMIIIW а тшш SÍ Ш ШЩт

$ ва й Й »я ж

«/

>. *

V » V ., * V Щ

-> < ? „^ • V ЧГ

, V ^ . , Г

5 - > " ■ у

¡жчг

*

л у. л С

^ 1 " ^ л * , ' . .

Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности

Б.II. Симонов

о государственной решстраипи программы для ЭВМ

№2012615433

Программа имитации воздействия среды распространения сигнала, на достоверность передаваемой информации сигналами сформированные на основе базиса собственных векторов субполосиых матриц

Правообладатсль(лн): Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение высшего профессионального образования «Белгородский государственный национальный исследовательский университет (К11)»

Лшор(ы): Жилнков Евгений Георгиевич, Белов Сергей Павлович, Ушаков Дмитрий Игоревич, Старовойт Иван Александрович, Трофимов Виктор Владимирович (К11)

Заявка №2012613171

Да га посгуилп1!!я23 апреля 2012 г. Зарегистрировано в Рсссгрс программ лая ЭВМ

18 июня 2012 г.

Шш ЙЙЙЙЙ & йЖйЖйЖЖЖшЖЖЖЖИЖЖй $ а' й Й а й а§к>1

А,

О ш

й «

$

а ш ш ш ш ш ш

штжйт&Аш ^шжщщжщш

и т &

НА НЗШН'П ПНИ.

№ 2459359

СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ КАНАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ И УСТРОЙСТВО ЕГО РЕАЛИЗУЮЩЕЕ

ПатснтсюбладателЦли): Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет " (Ш!)

V <

. Автор(ы): Жиляков Евгений Георгиевич, Белов Сергей Павлович, Ушаков Дмитрий Игоревич, Урсол Денис Владимирович (И11)

Заявка Ns 2011135556 Приоритет иаоСфетения 25 августа 2011 Г. Зарегистрировано и Государственном реестре изобретении Российской Федерации 20 августа 2012 г. Срок действия патента истекает 25 августа 2031 г.

Руководитель Федеральной службы

по интеллектуальной собственности

Б.П. Симонов

^тшшшшшшштшшшшштшшшшшшшшшшшшттшш

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ Закрытое акционерное общество Научно-промзиодствепиое предприятие «СПЕЦ-РАДИО» 308023, г, Белгород, Ул. Промышпенная, д.4 Тел. [phone] Факс: [phone] E-mail: reception^spetzradio ru № от «/I» »s/vtjt 2013 наКа от« » 2013

«Утверждаю» И.о. генерального директора ЗАО НПП «Спец-Радио»

А.Г. Дормидонтов

AKI

использования методов формирования и обработки сшнально-кодовых

конструкций

1. Настоящий Акт составлен о том, что в ЗАО НПП «Спец-Радио» используются разработанные ассистентом кафедры информационно-телекоммуникационных систем и технологий НИУ «БелГУ» Ушаковым Д.И. методы формирования и обработки сишалыю-кодовых конструкции с целью повышения спектральной эффективности сигналов OFDM.

2. Новизна разработанных методов заключается в использовании, в качестве сигналов переносящих информацию, собственных функций каналов связи через которые данная информация передаётся. Применяемые собственные функции таких каналов являются оптимальным сигнальным базисом с точки зрения минимального уровня межсимвольной интерференции и максимального сосредоточения их энергии в заданном частотном ншервале.

3. Такой подход по сравнению с существующими аналогичными классами канальных сигналов позволяет на 20% увеличить спектральную эффективность при сохранении заданного уровня помехоустойчивости, что обеспечивает эффективное использование выделенной частотной полосы и одновременный информационный обмен для большего количества абонентов или большей скоростью.

4. Ушаковым Д.И. созданы конкретные алгоритмы формирования и обработки сишальио-кодовых конструкций, которые положены в основу исследований при разработке перспективных систем передачи.

Начальник научно-технического отдела, к. юхн

I .Ф Полюхип

И.о. проректора по научной н ацнонной деятельно« н 1ШУ «БелГУ» д.т.н., профессор С. Константинов

АКТ

о внедрении программы дЖ ЭВМ в учебный процесс

2013

« 01» февраля 2013 г.

Название Программа имитации воздействия среды распространения сигнала на достоверность передаваемой информации сигналами OFDM

Свидетельство № 2012615434 от 18 июня 2012г.

Заявка № 2012617172 от 23 апреля 2012 года.

Аторы: Е.Г. Жиляков. С.П. Белов. Д.И, Ушаков. Старовойт И.А., Трофимов В.В. Учревдеиие ФГАОУ ВПО «НИУ Белгородский государственный университет» (1ТИУ БелГУ) Основание использовании формирование профессиональных компетенций у студентов, обучающихся по направлению «Телекоммуникации» и «Инфокоммуникационныс технологии и системы связи» в области современных методов и алгоритмов формирования и обрабелгки сигналов в информационно - телекоммуникационных системах ШТС1 Область использования: дисциплина «Теория электрической связи»

Дата начала использования Программной системы с 1 сентября 2013 г. на кафедре Информздионно-теяекоммУ1Пгкашюш1ых систем и технологий факультета компьютерных наук и телекоммуникаций

Примечание; программа разработала в рамках выполнения ЛИР но Государственному контракту от 17 июня 2011г. № 14.740.11.1260 «Разработка методов и алгоритмов формирования и обработки канальных сигналов на основе применения нового ортогонального сигнального базиса»

Заведующий кафедрой Информационно-телекоммуникационных систем и технологий

'/IT''' Е.Г. Жиляков

Руководитель патентного подразделения <"* Т.М. Токтарева

Утверждаю

директор МЙП

«Сигнал-Бел ГУ »

Акт

об использовании алгоритмов формирования и обработки сигиально-

кодовых конструкций

1. Настоящий Акт составлен о том, что МИП «Сигнал-БелГУ» приняло к использованию в выполняемых НИР и ОКР разработанные Ушаковым Д.И. алгоритмы формирования и декодирования сигнально-кодовых конструкций с целью повышения эффективности работы систем передачи информации с OFDM.

2. В основе разработанных алгоритмов используется новый сигнальный базис, компоненты которого позволяют передавать информацию в ограниченных частотно-временными ресурсами каналах связи без нелинейных искажений.

3. Применение этих алгоритмов позволяет увеличить эффективность использования предоставляемых частотно-временных ресурсов канала связи при обеспечении заданного уровня достоверности передаваемой информации.

/