Исследование алгоритмов сигнальной синхронизации в объединенной системе связи и навигации
Диссертация
На основе проведенного моделирования выработаны рекомендации по практическому использованию упрощенных алгоритмов. Показано, что использование алгоритма с фиксированными параметрами практически не ухудшает точность синхронизации по сравнению с оптимальным алгоритмом. Использование алгоритма с табулированной корреляционной матрицей без потерь в точности синхронизации возможно только… Читать ещё >
Список литературы
- Авиационные радиосвязные устройства. /Под редакцией
- В.И. Тихонова. М.: ВВИА им проф. Н. Е. Жуковского 1986, — 435 с
- Амиантов И.Н. Избранные вопросы статистической теории связи. М.: Советское радио, 1971.- 416 с.
- Андронов И.С., Финк Л. М. Передача дискретных сообщений по параллельным каналам. М.: Советское радио, 1971.- 408 с.
- Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для вузов по спец. «Радиотехника». -2-е изд., перераб. и доп.- М.: Высшая школа, 1988. 448 с.
- Гинзбург В.В., Каяцкас А. А. Теория синхронизации демодуляторов. -М.: Связь, 1974.
- Ван Трис Г. Теория обнаружения, оценок и модуляции. Том 1. Пер с англ. Под ред. проф. В. И. Тихонова. М.: Сов. Радио, 1972.
- Ван Трис Г. Теория обнаружения оценок и модуляции. Том 2. Пер с англ. Под ред. проф. В. Т. Горяинова.- М.: Сов. радио, 1975. 344 с.
- Ван Трис Г. Теория обнаружения, оценок и модуляции. Том 3. Пер с англ. Под ред. проф. В. Т. Горяинова. -М.: Сов. Радио, 1977. -664 с.
- Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. М.: Радио и связь, 1985.-384 с.
- Горяинов В.Т., Журавлев А. Г., Тихонов В. И. Статистическая радиотехника: Примеры и задачи. Учеб. пособие для вузов по статистической радиотехнике./ Под ред. В. И. Тихонова.- 2-е изд., перераб. и доп. М.Сов.Радио. -1980, — 544 с.
- Журавлев В.И. Поиск и синхронизация в широкополосных системах. М.: Радио и связь, 1986.
- Казаринов Ю.М., Соколов А. И., Юрченко Ю. С. Проектирование устройств фильтрации радиосигналов. -Л.:ЛГУ, 1985.
- Кловский Д.Д. Передача дискретных сообщений по радиоканалам. М.: Радио и связь, 1982. — 304 с.
- Петрович Н.Т., Размахин М. К. Системы связи с шумоподобными сигналами. -М.: Сов. радио, 1969.
- Поляков П.Ф. Широкополосные аналоговые системы связи со сложными сигналами. М.: Радио и связь, 1981, — 152 с.
- Помехозащищенность радиосистем со сложными сигналами. /Под ред. Г. И. Тузова. М: Радио и связь, 1985.
- Самолетные навигационные системы: Пер. с англ./Под ред. В. Ю. Полякова -М.: Воениздат, 1973.
- Свириденко С.С. Основы синхронизации при приеме дискретных сигналов. -М.: Связь, 1974.
- Сосновский A.A., Хаймович И. А. Радиоэлектронное оборудование летательных аппаратов. Справочник. М.: Транспорт, 1987, — 256 с.
- Стейн С., Джонс Дж. Принципы современной теории связи и их применение к передаче дискретных сообщений: Пер. с англ. /Под ред. Д. М. Финка. -М: Связь, 1971, 376 с.
- Стиффлер Д.Д. Теория синхронной связи: Пер. с англ. /Под ред. Э. М. Габидулина. -М: Связь, 1975.
- Теория обнаружения сигналов. /Под редакцией П. А. Бакута М: Радио и связь, 1984 г, -440 с.
- Тихонов В.И. Нелинейные преобразования случайных процессов. М.: Радио и связь, 1986.-296 с.
- Тихонов В.И. Оптимальный прием сигналов. М.: Радио и связь, 1986.-320 с.
- Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Радио и связь, 1982.-624 с.
- Тихонов В.И., Кульман Н. К. Нелинейная фильтрация и квазикогерентный прием сигналов. -М.: Сов. радио, 1975, 704 с.
- Тихонов В.И., Харисов В. Н. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем: Учеб. пособие для вузов. -М.: Радио и связь, 1991. 608 с.
- Тузов Г. И. Статистическая теория приема сложных сигналов. -М.: Сов. радио, 1977, — 400 с.
- Яворский Б.М., Детлаф A.A. Справочник по физике. М.: Физматгиз, 1963. — 848 с.
- Ярлыков М.С., Болдин В. А., Богачев A.C. Авиационные радионавигационные устройства и системы М.: ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского, 1980.2. Статьи
- Анисимов Ф., Георгиев С. Системы связи, навигации и опознавания. Техника и вооружение, 1981, N 9, с.8−9.
- Бакаев Ю.Н., Здравомыслова O.A., Паршиков В. И. Направления разработки единой системы распределения тактической информации. Сборник статей «Перспективы развития авиационной радиосвязи» под ред. академика Федосова Е. А. НИИАС. Москва. 1989 г.
- Белоусов E. J1., Харисов В. Н. Оптимальный прием частотно-манипулированных сигналов с минимальным сдвигом -Радиотехника и электроника т. 29, N3, 1984, с. 440−449.
- Жагров Д.А., Здравомыслова O.A. Исследование алгоритмов точной синхронизации в объединенной системе связи и навигации. Тезисы докладов Межотраслевой научно-технической конференции Средства связи в авиации. Горький. 1989 г, с. 74.
- Жагров Д.А., Здравомыслова O.A. Синтез алгоритмов точной синхронизации в объединенной системе связи и навигации. Техника средств связи. Серия «Техника радиосвязи». Выпуск 2. Москва. 1990 г, с.35−42.
- Жагров Д.А., Здравомыслова O.A. Исследование алгоритмов точной синхронизации с уменьшенным временем вычислений для объединенной системы связи и навигации.
- Тезисы докладов всесоюзной научно-технической конференции «Компьютерный методы исследования проблем теории и техники передачи дискретных сигналов по радиоканалам». Москва. «Радио и связь». 1990 г, с. 63.
- Жагров Д.А., Здравомыслова O.A. Принципы построения подсистемы синхронизации в объединенной системе связи и навигации. Техника средств связи. Серия «Техника радиосвязи». Выпуск 2. Нижний Новгород. 1991 г. с.39−46.
- Нижний Новгород, 1998 г., с. 75.
- Жагров Д.А., Здравомыслова O.A. Синтез алгоритма интерполяции сигнальной задержки в объединенной системе связи и навигации. Системы обработки информации и управления. Межвузовский сборник научных трудов. Выпуск 4. Н. Новгород, 1998 г, с.149−157.
- Здравомыслова O.A., Михайлов В. А., Корчагин В. М. Оптимизация параметров стохастического канала со случайной временной задержкой. Тезисы докладов международной конференции по информационным системам. Новосибирск, 1991 г.
- Здравомыслова O.A., Катин A.A. Исследование навигационных сетей с различными видами доступа сообщений в радиоканал. Тезисы докладов второй Всесоюзной конференции по информационным системам множественного доступа. Минск. 1990 г.
- Зелигер А.Н. Системы тактовой синхронизации (обзор). Электросвязь, 1975, N 3, с.56−60.
- Зингер P.A. Оценка характеристик оптимального фильтрадля слежения за пилотируемой целью. Зарубежная радиоэлектроника, 1971, N8, с. 40−57.
- Крохин В.В., Беляев В. Ю., Гореликов A.B., Дрямов Ю. А., Муравьев С. А. Методы модуляции и приема цифровых частотно-манипулированных сигналов с непрерывной фазой.-Зарубежная радиоэлектроника, 1982, N 4, с. 58−72.
- Лукин В.Н., Мищенко И. Н., Молочко C.B. Основные направления создания интегрированной авиационной бортовой радиоэлектронной аппаратуры систем связи, навигации опознавания в США. -Зарубежная радиоэлектроника, 1987, N 8, с. 3−22.
- Лосев В.В. Методы синхронизации по задержке (обзор). -Изв. ВУЗов СССР. Радиоэлектроника, 1979, t.22,N 1, с.3−13.
- Мареха A.C., Корчагин В. М. Двухэтапный вход в синхронизмв широкополосной системе радиосвязи. Научно-методические материалы по статистической радиотехнике. -М.: ВВИА им. Н. Е. Жуковского, 1986, с.86- 90.
- Тихонов В.И., Харисов В. Н., Смирнов В. А. Оптимальная фильтрация дискретно-непрерывных процессов. Радиотехника и электроника. — Радиотехника и электроника, 1978, т.23, N 7, с. 1441−1452.
- Уорд Р.В. Различение псевдослучайных сигналов методом последовательной оценки. Зарубежная радиоэлектроника, N8, 1966 г,
- Федоров А.П., Бовбель Д. О. Алгоритм синхронизации цифровых систем связи по информационным импульсам. Научно методические материалы по статистической радиотехнике. /Под ред. А. И. Яковлева. -ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского, 1988, с.119−124.
- Фишер Дж. и др. Техника широкополосных пакетных радиосетей. -ТИИЭР, 1987, т.75, N 1, с.120−139.
- Харисов В.Н., Мареха А. С. Алгоритмы входа в синхронизм в широкополосных системах радиосвязи и их характеристики.-Научно методические материалы по статистической радиотехнике. /Под ред. В. А. Болдина. -ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского, 1985, с. 167−176.
- Харисов В.Н., Яковлев А. И., Глущенко А. Г. Оптимальная фильтрация координат подвижного объекта. Радиотехника и электроника, 1984, т.29, N 10, с.1939−1947.
- Clive A. Putman, Stephen S. Rappoport, Donald L. Schillihg.
- A comparison of schemes for coarse acquisition of Frequency Hopped Spread-Spectrum Signals.- IEEE Transactions on Communication, vol. 31, N2, 1983, pp. 183−190.
- Dell R. Imagine JTIDS An overview of the system design and Implementation. IEEE Plans 1976, pp. 212−215.
- Fried W.R. Principles, simulations results and interoperability of JTIDS Relative Navigation. IEEE Plans 1976, pp. 216−222.
- Kwakernaak H. Optimal Filtering in Linear System with Time Delays. IEEE Trans. Autom. Control, 1967, Vol. AC-12, No 2, pp. 169−173.
- Rubin J. JTIDS DTDMA Command and Control Terminal. Principles and Operational Aspects of Precision Position Determination Systems.- NATO AGAR Dograph, 1979, n.245, July, p.381−387.
- Rubin J. Distributed TDMA and Approach to JTIDS II. Determination Systems. NATO AGAR Dograph, 1978, part 3, paper 4B, p.37.
- Rubin J. DTDMA an Advanced Communications Technique Application to C3 and Integrated CNI. IEEE National Telecommunications Conference, 1977.
- Rubin J. The development of JTIDS Distributed TDMA (DTDMA). Advanced Development Model (ADM) Terminal. IEEE Plans, 1982, pp 75−83
- CM I, J. := S * AM [I, J] - end-procedure UMV- var I, J: integer- beginfor I:=1 to N do begin
- CV1. := 0- for J:=l to N do
- CV1.: = CV I. + AM [I, J] * BV[J]- end- end-procedure UVV- var I, J: integer- beginfor I:=l to N dofor J:=1 to N do
- CMI, J. :=0 — for K:=l to N do
- S := AM1,1. * (AM[2,2]*AM[3,3] AM[2,3]*AM[3,2]) — S := S — AM[1,2] * (AM[2,1]*AM[3,3] -AM[2,3]*AM[3,1]) —
- D := S + AM1,3. * (AM[2,1]*AM[3,2] -AM[2,2]*AM[3,1]) — end-end (* case *)else writeln ('MATLIB: size not legal in DET') — end-procedure OBM- var I, J? integer-1. S? extended-begin1. DET (AM, S)-if abs (s) > 1E-500 then case N of2: begin
- CM1,1. := AM[2,2]/S- CM[1,2] := -1.*AM[1,2]/S- CM[2,1] := -1.*AM[2,1]/S- CM[2,2] := AM[1,1]/S — end-3: begin
- SI, S2, SUM1, SUM2 .-real-begin1141. Y :=RANDOM-1. Y<0.999 999 THEN
- Y :=R*(-LN (1-Y)) — EXR:=Y1. END-end.
- ПРОГРАММА РАСЧЕТА ЭЛЕМЕНТОВ МАТРИЦЫ И ПРИ ПОСТОЯННОМ ПЕРИОДЕ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВprogram Rteor- uses MATLIB, Crt-исходные параметры модели *)const
- Q = 10.0 — (* отношение сигнал/шум *) Те = 200е-09- (* длительность чипа, с *) SKZVU = 333.3- (* скорость звука м/с *) SKSVE = 3.0е08- (* скорость света — м/с *) MAXSKO = 6.0- (* максимальная относительная скорость в махах*)
- GE = 9.8- (* ускорение свободного падения м/с**2
- MAXPER = 10.0- (* максимальная взаимная перегрузка в g *)
- PERBK = б.5е-03- (* период следования импульсоввбазовом канале в сек *) KOLBK =1- (* количество базовых каналов вканале *)параметры случайной модели задержки *) ALFA = 0.05- BETA = 0.1-var Fрезультатов*)1. Sizm DELTAT
- SAmax задержки *) Na шума *)
- R0: matrix- (* матрица корреляционная начальная *)
- TRM (A, Ml) — OPM (R1,M1,'*', M2) — 0PM (A, M2,'*', Ml) — 0PM (Ml, F,' + ', R2) -end-procedure MRapost (R1:matrix- var R2: matrix)-var K1: real-begin
- K1 := SQR (Sizm)/(SQR (Sizm)+R11, 1.) — UMS (R1,R2,K1) — end-1. BEGINорганизуем массив для вывода результатов *) assign (F, 1REZ. DAT') — rewrite (F)-определяем СКО измерения, максимальное СКОускорения задержки, интенсивность формирующегошума *)
- Sizm := SQRT (1.0/(Q*SQR (0.5*Pi/Te))) — SAmax := (MAXPER * GE) / (3. 0*SKSVE) — Na := 4.0 * BETA * SQR (SAmax) —
- Сформируем начальную матрицу R *) { RO1,1. := SQR (T e)-}1. R01, 1. = SQR (S izm)-1. R01, 2. = 0−1. R01, 3. = 0−1. RO 2, 1. = 0-
- RO 2, 2. = (MAXSKO*SKZVU/SKSVE
- RO 2, 2. = SQR (R0 [2,2]), 1. RO 2, 3. = 0−1. RO 3, 1. = 0−1. RO 3, 2. = 0−1. RO 3, 3. = SQR (SAmax)-определим период следования импульсов в канале *) 0ЕЪТАТ := PERBK/KOLBK-определим постоянные матрицы *)формируем матрицу, А *)
- K: integer- (* текущие индексы *) A, FI: matrix- (* матрицы коэффициентов *) Rl, R2, Rapr :matrix- (* корреляционные матрицы *) temp: real-procedure MRapr (A, F, Rl :matrix- var R2? matrix) — var Ml, M2: matrix-begin
- TRM (A, Ml) — OPM (R1,M1, '*', M2) — 0PM (A, M2,'*', Ml) — 0PM (Ml, F,'+', R2)-end-procedure MRapost (R1:matrix- var R2: matrix)-var Kl: real-begin
- Kl := SQR (Sizm)/(SQR (Sizm)+R11,1.) — UMS (Rl, R2, Kl) — end-1. BEGINорганизуем массив для вывода результатов *) assign (F,'Rexstr2.DAT') — rewrite (F)-определяем СКО измерения, максимальное СКОускорения задержки, интенсивность формирующегошума *)
- Sizm := SQRT (1.0/(Q*SQR (0.5*Pi/Te))) —
- SAmax := (MAXPER * GE) / (3. 0 * S KS VE) — Na := 4.0 * BETA * SQR (SAmax) —
- Сформируем начальную матрицу R *) { RO1,1. := SQR (T e)-}1. R0 1, 1. = SQR (S izm)-1. R0 1, 2. = 0−1. R0 1, 3. = 0−1. R0 2, 1. = 0-
- ПРОГРАММА РАСЧЕТА КОЛИЧЕСТВА ИМПУЛЬСОВ В СПЗ И ТС1, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ЗАДАННУЮ ОШИБКУ ЭКСТРАПОЛЯЦИИ НА ЭТАПАХ ТС1 И ТС2 ПРИ ПОСТОЯННОМ ПЕРИОДЕ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВprogram Nvxod- uses MATLIB, Crt-исходные параметры модели *)const
- Q = 10.0 — (* отношение сигнал/шум *) Те = 200е-09- (* длительность чипа, с *) SKZVU = 333.3- (* скорость звука м/с *) SKSVE = 3.0е08- (* скорость света — м/с *) MAXSKO = 6.0- (* максимальная относительная скорость в махах*)
- GE = 9.8- (* ускорение свободного падения м/с**2
- MAXPER = 10.0- (* максимальная взаимная перегрузка в g *)
- Sizm: real- (* СКО измерения задержки *) DELTA Т: real- (* период следования импульсов
- S A max: real- (* максимальное СКО ускорениязадержки *)
- Na: real- (* интенсивность формирующегошума *) 1. c2: integer- (* значение степени двойки вмаске TC2 *)
- Ttc2: real- (* период следования импульсов1. TC2 *) 1. cl: integer- (* текущее значение степенидвойки в маске TCI *)
- Ttcl: real- (* текущий период следованияимпульсов TCI *)
- Asp3, FIsp3? matrix — (* постоянные матрицы наэтапе СПЗ *)
- Atcl, FItcl? matrix — (* постоянные матрицы наэтапе TCI *)
- Atc2, FItc2? matrix — (* постоянные матрицы наэтапе TC2 *)
- Nsp3: integer- (* количество импульсов СПЗ*)
- Ntcl: integer- (* количество импульсов ТС1*)
- Flag: integer- (* флаг выполнения условия *)
- RO: matrix- (* матрица корреляционнаяначальная *)
- К: integer- (* текущие индексы *)
- Rlsp3,R2sp3,Raprsp3 ?matrix- (* корреляционные матрицы для СПЗ*)
- Rltcl, R2tcl, Raprtcl: matrix- (* корреляционные матрицы для TCI*)
- Rltc2,R2tc2,Raprtc2 :matrix- (* корреляционные матрицы для TC2*)temp: real-label XAXA, XOXO-procedure MRapr (A, F, R1: matrix- var R2? matrix)-var Ml, M2: matrix-begin
- TRM (A, Ml) — OPM (R1,M1,'*', M2) — 0PM (A, M2,'*', M1) — OPM (Ml, F, ' + ', R2) -end-procedure MRapost (R1:matrix- var R2: matrix)-var Kl: real-begin
- Kl := SQR (Sizm)/(SQR (Sizm)+R11,1.) — UMS (Rl, R2, Kl) — end-шумаорганизуем массив для вывода результатов *) assign (F,'REZ.DAT') — rewrite (F) -определяем СКО измерения, максимальное СКОускорения задержки, интенсивность формирующего
- Sizm := SQRT (1.0/(Q*SQR (0.5*Pi/Te))) — SAmax := (MAXPER * GE) / (3. 0*SKSVE) — Na := 4.0 * BETA * SQR (S A max) —
- Сформируем начальную матрицу R *)
- R01,1. R0[1,2] RO[1,3] R0[2,1] RO[2,2] RO[2,2] RO [2,3] RO[3,1] RO[3,2] RO[3,3]1. S izm) — {(T e)-}1. SQR 0, 0 0
- ALFA*DELTAT- DELTAT- 0- 0−10 BETA*DELTA T-формируем матрицу FI *)
- Atc21,1. Atc2[1,2] Atc2[1,3] Atc2[2,1] Atc2[2,2] Atc2[2,3] Atc2[3,1] Atc2 [3,2] Atc2[3,3]1−1. Ttc2−0.5*SQR (Ttc2) — = 0-
- ALFA*Ttc2- = Ttc2- = 0- = 0−10 BETA*Ttc2-формируем матрицу FI FItc2 1,1.: = 0.5*Na*SQR (Ttc2)*SQR (Ttc2)*Ttc2/20.0-
- FItc21,2. FItc2[1,3] FItc2[2,1] FItc2[2,2] FItc2[2,3] FItc2[3,1] FItc2[3,2] FItc2[3,3]0.5*Na*SQR (Ttc2)*SQR (Ttc2)/8.0−0.5*Na*SQR (Ttc2)*Ttc2/6.0−1. FItc21,2.-20 * FItc21,3.-0.5*Na*SQR (Ttc2)/2.0−1. FItc21,3.-1. FItc2 2,3.-0.5*Na*Ttc2-
- Ttcl := DELTAT- writeln (' Nbk= ', Inbk, 1. Ttc21. c2= ', Itc2,' Ttc2=организуем цикл по периоду следования импульсов ТС1 *)
- FOR Itcl:=1 ТО Itc2 DO begin1. Ttcl:=Ttcl*2.0-определим постоянные матрицы на этапе TCIформируем матрицу, А *)
- Atel1,1. Atel[1,2] Atel[1,3] Atel[2,1] Atel[2,2] Atel[2,3] Atel[3,1] Atel[3,2] Atel[3,3]1- = Ttcl-0.5*SQR (Ttcl) — = 0-
- ALFA*Ttcl- = Ttcl- = 0- = 0−10 BETA*Ttcl-формируем матрицу FI *) FItcl 1,1.: = 0.5*Na*SQR (Ttcl)*SQR (Ttcl)*Ttcl/2 0.0-
- Nsp3 := 1- Flag :=1- while (Flag=l) DObegin
- Rlsp3:=R0- FOR I:=1 to Nsp3 DO begin
- MRapr (Asp3,FIsp3,Rlsp3,Raprsp3 ^ MRapost (Raprsp3,R2sp3) — Rlsp3:=R2sp3- temp:=sqrt (Rlsp3 1,1.) — end- Flag:= 0- Rltcl:= Rlsp3−1. FOR I:=1 to 20 DO begin
- Ntcl := 1- Flag :=1- while (Flag=l) DObegin
- Rltcl:=Rlsp3- FOR I:=1 to Ntcl DO begin
- MRapr (Atcl, FItcl, Rltcl, Raprtcl) — MRapost (Raprtcl, R2tcl) — Rltcl:=R2tcl- temp:=sqrt (Rltcl1,1.) — { gotoxy (1,1)-writeln (' ', Nsp3,' ', Ntcl,'temp)-}end- Flag := 0- Rltc2 := Rltcl- FOR I:=1 to 20 DO begin
- MRapr (Atc2,Fitc2,Rltc2,Raprtc2) — temp:=sqrt (Raprtc21,1.) — if (sqrt (Raprtc2[1,1])>Sekstr)then Flag := 1- MRapost (Raprtc2,R2tc2) —