Для авторов
Найти
Результаты поиска
Найдено результатов: 9.
-
ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ СИСТЕМЫ MIMO-OFDM К АКТИВНЫМ ПОМЕХАМ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ АДАПТИВНОГО АЛГОРИТМА ОБРАБОТКИ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫХ СИГНАЛОВ
В.П. Федосов , А. В. Циркуленко227-2362025-10-01Аннотация ▼Современные системы связи часто работают в условиях сложной помехово-сигнальной обстановки, при этом существуют разные способы уменьшения ошибки восстановленного сигнала. Часть способов касается непосредственно математических алгоритмов обработки в приемнике, таких, однако есть и другие подходы, основанные на пространственной фильтрации сигналов.
В частности, в последние годы активно получил развитие подход, основанный на весовой обработке сигналов, полученных с разных антенн, с использованием корреляционной матрицы входного сигнала, что позволяет более эффективно использовать информацию с антенн за счет выбора антенны с максимальным уровнем полезного сигнала и более низкими уровнями шумов и помех, что представляет собой физически формирование эквивалентной диаграммы направленности приемной антенной решетки с максимумом на путь с максимальным уровнем полезного сигнала и минимумами на другие. Применение этого подхода представляет практический интерес, особенно в системах с наличием активных помех, например, от станций радиоэлектронной борьбы, так как способно повысить качество восстановления сигнала. Отдельно следует отметить, что в случае наличия активных помех для выбора собственного вектора для весовой обработки следует использовать метод, основанный на минимуме среднеквадратической ошибке восстановления пилот-тонов (что возможно в OFDM), так как в случае выбора максимального собственного числа неизвестно – оно будет являться сигнальным или помеховым в случае ее большого уровня. В настоящей работе приводится экспериментальное исследование адаптивного алгоритма обработки пространственно-временных сигналов для системы связи MIMO-OFDM с различными уровнями активной помехи от станции радиоэлектронной борьбы (РЭБ). При этом эксперименты проводятся как в нисходящем (Downlink, от базовой станции к мобильной), так и восходящем (Uplink, от мобильной станции к базовой станции) канале с применением адаптации как на стороне БС, так и на стороне МС, и обоих. Показано, что применение алгоритма способно улучшить качество обработки сигнала и снизить уровень вероятности ошибки битов (BER – bit error rate) для широкого диапазона отношений сигнал-шум (SNR – signal-to-noise ratio) даже при неидеальной оценке канала (по пилот-поднесущим). -
АДАПТИВНЫЙ АЛГОРИТМ ОБРАБОТКИ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫХ СИГНАЛОВ С КОДИРОВАНИЕМ РИДА-СОЛОМОНА ДЛЯ ТРЕХМЕРНОЙ МОДЕЛИ БЕСПРОВОДНОГО КАНАЛА РАДИОСВЯЗИ
В.П. Федосов , Мохаммедтаки М. Джавад Аль-Мусави Висам , С.В. Кучерявенко81-902025-07-24Аннотация ▼Уменьшение вероятности возникновения ошибок при передаче сообщений имеет значение в спутниковых, беспроводных и космических системах связи. Уменьшение вероятности битовых ошибок в беспроводной системе связи возможно при применении кодирования отправляемых данных. Использование канального кодирования позволяет обнаружить и исправить ошибки при передаче сообщения в зашумленном канале. Целью работы является исследование влияния применения кодов Рида-Соломона и алгоритма пространственно-временной обработки сигналов в приемнике с использованием адаптивной антенной решетки на повышение помехоустойчивости в беспроводных системах радиосвязи. При наличии сложных путей распространения сигнала это позволяет выполнять пространственную фильтрацию в каналах с отражениями. Метод адаптации, рассматриваемый в этой статье, основан на теории векторов и собственных значений пространственной корреляционной матрицы. Для кодов Рида-Соломона результаты моделирования показывают значительное уменьшение показателей битовой ошибки за счет исправления ошибок передачи. Используя совместно адаптивные алгоритмы для систем «один вход - множественный выход» с мультиплексированием с ортогональным частотным разделением каналов
(SIMO-OFDM) и систем «множественный вход - множественный выход» с мультиплексированием с ортогональным частотным разделением каналов MIMO-OFDM и код Рида-Соломона для передаваемого сообщения, достигнуто увеличение отношения сигнал/шум для фиксированного уровня битовой ошибки до значений 8 дБ и 5 дБ соответственно. Результаты показывают, что адаптивный алгоритм с одновременным применением кода Рида-Соломона может увеличить пропускную способность при одновременном значительном снижении вероятности ошибки.
В условиях многопутного распространения сигнала можно утверждать, что использование адаптивных пространственно-временных алгоритмов улучшает помехоустойчивость приемной системы при обработке сигналов -
АДАПТИВНЫЙ АЛГОРИТМ ОБРАБОТКИ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫХ СИГНАЛОВ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В КАНАЛЕ 3D WIMAX НА ОСНОВЕ ПРИНЦИПОВ SIMO-OFDM
В.П. Федосов , Аль-Мусави Висам Мохаммедтаки М. Джавад, С.В. Кучерявенко2025-01-30Аннотация ▼Развитие телекоммуникационной отрасли сосредоточено на использовании систем беспро-
водной широкополосной связи, позволяющих увеличить скорость передачи информации. Для реше-
ния этой задачи разработаны новые технологии с высокими передающими способностями. Огра-
ничение спектра сигнала и замирание сигнала в зонах Френеля из-за многопутных компонентов в
беспроводной системе, развернутой в городских кварталах с плотной застройкой, представляют
собой значительные проблемы при проектировании систем беспроводной связи, а также появле-
ние эффекта Доплера в результате движения мобильной станции и затухание сигнала при рас-
пространении в канале в различных частотных диапазонах. Чтобы увеличить скорость и пропу-
скную способность, можно использовать процедуру передачи и приема сигналов для формирова-
ния каналов с одним входом и несколькими выходами SIMO (Single Input Multiple Output), обеспечи-
вающих пространственную фильтрацию при выборе пути с максимальной мощностью сигнала.
В статье представлен анализ и моделирование передачи данных на основе системы SIMO беспро-
водного канала 3D WiMAX. Результаты сравнения обработки сигналов этим методом с использо-
ванием адаптивного алгоритма и без него, полученный по критерию максимума отношения сиг-
нал/шум (SNR ‒ Signal to Noise Ratio) представлены зависимостями вероятности появления бито-
вой ошибки (BER ‒ Bit Error Rate) от отношения сигнал/шум (SNR). В результате моделирования
был сделан вывод, что для одной и той же системы вероятность ошибки чувствительна к изме-
нению типа модуляции, иными словами, BER изменяется в соответствии с изменением вида моду-
ляции сигнала. Также можно сделать вывод, что системы SIMO чувствительны к многопутному
распространению сигнала (multipath) для одного и того же типа модуляции, а BER растет с уве-
личением количества приемников поскольку снижается отношение сигнал/шум SNR -
РАНГОВАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ ДАТЧИКА ВИБРАЦИЙ ДЛЯ СИГНАЛИЗАЦИИ ПРИВОДНЕНИЯ САМОЛЕТА-АМФИБИИ В УСЛОВИЯХ АПРИОРНОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ
В.П. Федосов , А. И. Приходченко2023-02-27Аннотация ▼Цель работы – использование ранговой модели обработки сигналов для сигнализации
приводнения самолета-амфибии. Ранговая обработка относится к непараметрическим
методам обнаружения сигнала на фоне помех. Непараметрические методы используются,
если неизвестен функциональный вид распределения входных данных и указаны только са-
мые общие различия между наличием и отсутствием сигнала. Практически все непара-
метрические обнаружители содержат в качестве составного элемента устройства, осу-
ществляющие некоторое инвариантное преобразование S массива выборочных значений X.
В результате этого преобразования образуется новый массив , распределение эле-
ментов которого при отсутствии сигнала точно известно. Преобразование S, которое
выбирается эвристически, позволяет свести задачу обнаружения сигнала на фоне помех с
неизвестным распределением к задаче проверки простой гипотезы относительно распре-
деления массива Z. Задачи исследования: 1) предварительная цифровая фильтрация запи-
сей полетов самолета-амфибии для применения ранговой обработки; 2) проведение экспе-
римента для получения характеристик рангового обнаружителя, используемого для сигна-
лизации приводнения самолета-амфибии; 3) анализ полученных результатов. Предложена
модель обработки сигналов датчика вибраций для сигнализации приводнения самолета амфибии. Модель состоит из полосового фильтра (ПФ), вычислителя СКО, делителя, ран-
гового обнаружителя и формирователя опорной выборки. Ранговый обнаружитель позво-
ляет свести задачу обнаружения сигнала датчика вибраций на фоне помех к задаче про-
верки простой гипотезы относительно распределения рангов. Для принятия решения о
наличии сигнала приводнения применяется непараметрический критерий согласия Ватсо-
на. Предложенная модель обработки обеспечивает следующие параметры системы сигна-
лизации приводнения: 1) нечувствительность к изменяющимся характеристикам сигналов
и помех, 2) алгоритм принятия решения гарантирует высокое качество обнаружения в
условиях существенной априорной неопределенности. Результаты проведенных исследова-
ний показывают: 1) распределение рангов в ситуации отсутствия сигнала всегда аппрок-
симируется равномерным законом распределения. В ситуациях, когда в смеси присутству-
ет сигнал, равномерное распределение разрушается, и наличие сигнала определяется уста-
новленным порогом, 2) датчик на основе ранговых критериев обеспечивает высокое каче-
ство обнаружения сигнала приводнения самолета-амфибии. Предлагаемый подход к реше-
нию задачи обнаружения может найти место во многих прикладных задачах, где имеет
место быть априорная неопределенность. Например, в радиолокации, гидролокации, связи,
медицине и других областях науки и техники. -
АЛГОРИТМ ОБРАБОТКИ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫХ СИГНАЛОВ НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ MIMO-OFDM В УСЛОВИЯХ АКТИВНЫХ ПОМЕХ
В.П. Федосов , Т. Т. Пацюк2023-02-17Аннотация ▼Рассмотрен алгоритм обработки пространственно-временных сигналов на основе
MIMO-OFDM-системы связи при наличии активных помех. Приведены теоретические вы-
кладки, уникальные подходы, необходимые для повышения пропускной способности канала
связи при нахождении в нём точечного источника активных помех. Задача является акту-
альной в условиях плотной городской застройки, а также неуклонно растущих потребно-
стей в улучшении помехоустойчивости и качества связи без расширения полосы пропуска-
ния. Для обработки информации в MIMO-OFDM-системе без помех инженерами преиму-
щественно используется критерий максимума отношения сигнал/шум, однако при наличии
активных помех применяется винеровский критерий. Он обеспечивает минимум средне-
квадратической погрешности воспроизведения пилот-сигнала в OFDM. В этом случае вы-
бирается сигнальное собственное число, собственный вектор, производится весовая обра-
ботка, принимается сигнал, который затем проверяется по критерию минимума ошибки.
Технология мультиплексирования с ортогональным частотным разделением подразумева-
ет наличие пилот-поднесущих, известных на приёмной стороне по частоте и коду модуля-
ции. В расшифрованном коде производится сравнение по СКО, обеспечивается пороговая
обработка. При большой ошибке происходит отказ от этого собственного числа. Мето-
дом перебора на основе пилота ищется минимальная приемлемая ошибка. Собственный
вектор найденного сигнала будет использоваться для весовой обработки. Представлены
эксперименты по детектированию сигнала в канале связи с адаптацией и без адаптации с
использованием винеровского критерия и наличия помехи при двух видах модуляции (QAM-4,
BPSK). Результаты показывают, что адаптация позволяет достичь снижения BER (час-
тоты ошибки битов) на всей линии кривой зависимости и для всех ОСШ. Разработанный
алгоритм может быть использован для систем связи и управления беспилотными лета-
тельными аппаратами (БПЛА) при наличии активных помех. -
АНАЛИЗ ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ИЗОБРАЖЕНИЯ В РЕЖИМЕ ДОПЛЕРОВСКОГО ОБУЖЕНИЯ ЛУЧА
Р.Р. Ибадов , В.П. Федосов , С.Р. Ибадов2022-11-01Аннотация ▼Радар на основе сканирования с реальным лучом широко используется как в гражданской,
так и в военной сфере. Однако трудно реализовать высокое разрешение по азимуту стацио-
нарной платформы или платформы с неравномерным движением с помощью традиционных
алгоритмов обработки сигналов. Технология Доплеровского обужения луча (ДОЛ) представля-
ет собой сочетание высокого разрешения и производительностью в реальном времени по срав-
нению с технологией РЛС с синтезированной апертурой (САР), которая вдоль азимутального
направления использует доплеровский сдвиг между эхо-сигналами от объектов на подстилаю-
щей поверхности, вызванный движением радиолокационной платформы. К сожалению, тради-
ционный алгоритм визуализации ДОЛ, конструирующий доплеровский фильтр с помощью БПФ,
имеет низкое разрешение по азимуту и высокий уровень боковых лепестков, что ограничивает
дальнейшее улучшение разрешения по азимуту. В статье исследован алгоритм построения
карты подстилающей поверхности в направлении движения носителя РЛС на основе ДОЛ и
проведен анализ изображения карты с помощью преобразования Фурье. Показан трехмерный
вид карты подстилающей поверхности с распределением значений на изображениях. Предме-
том исследования являются метод и алгоритм построения карты подстилающей поверхности
в режиме доплеровского обужения луча и выявление цепочных структур на основе анализа пре-
образования Фурье. Объектом исследования является набор тестовых изображений карты
местности. Результатом исследования является разработка алгоритма построения карты с
целью выявления цепочных структур на подстилающей поверхности. Новизной работы являет-
ся алгоритм, позволяющий построить карту подстилающей поверхности на основе ДОЛ с
учётом слепой зоны в направлении движения носителя РЛС. Полученные результаты позволя-
ют выявлять также цепочные структуры в интересующей области. Проверена возможность
оценки периодичности элементов изображения с использованием Фурье-преобразования. В ре-
зультате решения сформулированных задач можно сделать следующие выводы: – разра-
ботан алгоритм построения карты подстилающей поверхности на основе ДОЛ с коррек-
цией изображения в направлении движения носителя РЛС; – анализ результатов проведён-
ного исследования показал, что предложенный алгоритм позволяет выявить цепочные
структуры на карте местности. -
ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ В КАНАЛЕ 3D WIMAX НА ОСНОВЕ SISO-OFDM И MIMO-OFDM
В. П. Федосов , Джамил Джалил Садун Джамил, С.В. Кучерявенко2021-02-13Аннотация ▼Рассматривается инфраструктура беспроводной мобильной связи с использованием Advanced-WiMAX. Проведен сравнительный анализ пропускной способности мобильных систем для 3D SISO на основе 3D MIMO-модели канала для крупного массива городской застройки. В настоящее время существует заинтересованность в исследовании MIMO и SISO обработки данных при проектировании мобильных систем для работы в трехмерной модели с учетом азимута, так как оценка плоскости высоты для производительности MIMO и SISO систем в 3D-модели канала не требуется. Моделирование битового уровня выполняется для канала в WiMAX, работающего на частоте 2,5 ГГц. Результаты указы-вают на точность модели 3D-канала, также показана оценка производительности сис-темы 3D-канала. Прогнозируемая высокая пропускная способность для 3D-канала получена при небольших изменениях в параметрах SISO-обработки и низким параметрам простран-ственной корреляции для случая MIMO. Были проанализировано поведение системы при различных скоростях передвижения мобильных пользователей, эффект сдвига Доплера, несколько путей распространения и затухание сигнала на расстоянии и с увеличением частоты. Измеряется время проведения моделирования при многосекционной модуляции для систем SISO и MIMO. Выявлено отрицательное влияние на помехозащищенность уве-личение количества пространственных потоков. Выявлено влияние на помехозащищен-ность увеличение количества антенн на передатчиках и приемниках.
Система «один вход один выход» (Single Input Single Output SISO); система «множественный вход множественный выход» (Multiple Input Multiple Output MIMO); вероятность битовых ошибок (Bit Error Rate BER); мультиплексирование с ортогональ-ным частотным разделением каналов (Orthogonal Frequency Division Multiplexing OFDM); совместимость для микроволнового доступа (Worldwide Interoperability for Microwave Access WiMAX); многопутность. -
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕФЕКТОВ И СЛЕПОЙ ЗОНЫ НА ИЗОБРАЖЕНИЯХ ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ДЛЯ БОРТОВЫХ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИСТЕМ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ НА ОСНОВЕ ДОПЛЕРОВСКОГО ОБУЖЕНИЯ ЛУЧА
Р.Р. Ибадов , С.Р. Ибадов , В. П. Федосов2021-02-13Аннотация ▼Проблема формирования радиолокационного изображения (РЛИ) земной поверхности
в реальном времени остается одной из актуальных при решении задач радиовидения, не-
смотря на появление большого количества публикаций в этой области, отражающих це-
лый спектр новых методов и алгоритмов обработки траекторного сигнала с целью повы-
шения качества изображений. Основная цель при формировании РЛИ – достижение мак-
симальной разрешающей способности и качества изображения в условиях реальных огра-
ничений, связанных с уходом параметров принимаемого траекторного сигнала (время син-
тезирования), неточностью измерения и изменчивостью летных характеристик (ско-
рость, ускорение, траектория полета), воздействием широкого спектра шумов и помех,
как внешних, так и внутренних, на фоне маломощного принимаемого сигнала от удаленных
радиоотражателей (энергетические ресурсы). В статье исследован алгоритм построения
и восстановления изображений подстилающей поверхности и разработана его программ-
ная реализация. Показана эффективность нового подхода на нескольких примерах для раз-
личных областей подстилающей поверхности со слепой зоной. Предметом исследования
являются методы и алгоритмы построения карты местности и реконструкции потерян-
ных участков изображений. Объектом исследования является набор из тестовых изобра-
жений. Результатом исследования является разработка метода восстановления изобра-
жений с целью восстановления потерянной области. Новизной работы является алго-
ритм, позволяющий повысить качество восстановления изображений на основе нейронной
сети. Полученные результаты позволяют восстановить области. Оценка эффективности
метода восстановления изображений проводилась с помощью статистического критерия
среднеквадратического отклонения результата обработки от истинного изображения.
В результате решения поставленных задач можно сделать выводы: Разработан метод
построения и восстановления изображений подстилающей поверхности на основе поиска
похожих блоков с последующим их объединении нейронной сетью. Анализ результатов
проведённого исследования показал, что предложенный метод позволяет улучшить каче-
ство реконструкции изображений. -
ЦИФРОВОЙ УМНОЖИТЕЛЬНО-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ НЕСТАБИЛЬНОСТИ ЧАСТОТЫ КОЛЕБАНИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ СРЕДЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ LABVIEW
Хасинто Мба Бийе Нсуе , В. П. Федосов , С. В. Кучерявенко2020-10-11Аннотация ▼Статья нацелена на измерение параметров гармонического процесса умножительно-
преобразовательным методом. Моделирование осуществилось благодаря использованию про-
граммной среды LabVIEW, применительно к цифровому умножительно-преобразовательному
методу, главные моменты которого представим в виде прогрессирующей цепочки: а) выра-
ботка первого гармонического процесса; б) перемножение показателя первого гармонического процесса на четыре; в) поступление к полосовому фильтру ПФ1, настроен-
ному на наивысшую частоту, в данном случае . г) Параллельно с помощью генератора
Г2 генерируется второй исходный сигнал ; д) Это колебание испытывает возведение
в пятую степень, е) используя фильтр ПФ2, настроенный на частоту 5 , выделяем пя-
тую гармонику ё) Полученные на выходах фильтров сигналы складываются и результат
суммы подвергается нелинейному преобразованию ж) Отсюда из результирующего квад-
рата суммы сигналов и используя полосовой фильтр ПФ3, извлекаем лишь низкочастотную
гармонику, обладающую частотой з) Затем посредством преобразования Гильберта из
гармоники извлекаем полную мгновенную фазу и она становится объектом операции про-
изводной, что приводит нас к получению функции мгновенной частоты, характеризующей-
ся фиксированной дисперсией. и) Результирующий после использования умножительно-
преобразовательных операций закон флуктуаций частоты сравнивается с заданной час-
тотой, и приступаем к определению математического ожидания и среднеквадратическо-
го отклонения. Заключение о нестабильности частоты делается исходя из полученных
расхождений. Применив нелинейные преобразования колебаний, похожих по нестабильно-
сти генераторов и получив тем же путём колебания заданной частоты, устанавливается
измеряемая нестабильность по частоте. Если применить этот способ много раз к колеба-
ниям высокостабильных устройств, удаётся выработать колебание с повышенной неста-
бильностью, а затем оценить ее доступным измерительным оборудованием. Таким обра-
зом, обходим без больших затрат, выполняя эту операцию. Далее определить первона-
чальную нестабильность формулами, приведенными в этой статьи.
1 - 9 из 9 результатов
