SCI Библиотека

Обоснование. Необходимость применения средств перестановочного декодирования в системах радиосвязи объясняется повышенными возможностями этого метода по исправлению ошибок. При этом сложные матричные вычисления в ходе поиска эквивалентных кодов по классической схеме перестановочного декодирования заменяются списком готовых решений. Эти решения вычисляются априори и заносятся в когнитивные карты процессора декодера, что делает метод удобным инструментом в процедуре обеспечения информационной надежности при управлении, например, беспилотными средствами по радиоканалам. По сути, матричные вычисления на борту заменяются поиском в списке когнитивных карт нужного решения, соответствующего в реальном времени текущей перестановке нумераторов надежных символов. Однако обработка данных в когнитивной карте декодера требует специального описания.

Цель. Исследование способов идентификации перестановок нумераторов символов кодовых векторов для их эффективного преобразования в системе когнитивных карт перестановочного декодера.

Методы. Раскрывается тонкая структура когнитивных карт производительных и непроизводительных перестановок нумераторов, которая позволяет на регулярной основе получить альтернативное решение для перехода в множество производительных перестановок при получении приемником непроизводительной перестановки, исключая тем самым использование метода проб и ошибок.

Результаты. Повышается эффективность работы перестановочного декодера за счет реализации перестановок, попавших первоначально в множество решений, внесенных в когнитивную карту непроизводительных перестановок.
Заключение. Предложено семейство микроконтроллеров для реализации принципа взаимодействия когнитивных карт с системой альтернативных решений.

Обоснование. Многие современные системы связи работают по каналам с межсимвольной интерференцией. В этом плане представляет интерес сравнительный анализ алгоритмов поэлементного приема при работе в таких каналах.

Цель. Целью данной работы являются характеристики качества субоптимальных демодуляторов на основе правила обобщенного максимального правдоподобия и демодуляторов на основе линейных выравнивателей.

Методы. Для получения этих характеристик качества был использован метод имитационного компьютерного моделирования. При моделировании были использованы модели однолучевого и двухлучевого канала связи при повышенной удельной скорости манипуляции (быстрее чем скорость Найквиста).

Результаты. Были рассмотрены оптимальные и субоптимальные алгоритмы переборного типа, а также алгоритмы на основе линейных выравнивателей. Получены характеристики качества на основе имитационного компьютерного моделирования.

Заключение. Результаты имитационного моделирования показали, что применение обратной связи по решению улучшает помехоустойчивость переборных алгоритмов, несмотря на эффект размножения ошибок. Демодуляторы на основе линейных выравнивателей имеют характеристики качества, сопоставимые с демодуляторами переборного типа. При этом также наблюдалось положительное влияние обратной связи по решению.

Работа является продолжением исследований по поиску точных формул для вычисления параметров Бхаттачарьи Z координатных каналов W полярного кода в случае, когда канал передачи является двоичным симметричным и без памяти, требующих полиномиального числа операций. Для этого необходимо уметь строить такие базисы подпространств Zi-1, порожденных первыми i - 1 строками поляризационной матрицы GN полярного кода длины N, и подпространств Ui+1, порожденных последними N - i строками матрицы GN, что вес Хемминга является аддитивной функцией на векторах базиса (или близкой к ней). Эти задачи решаются для двух последовательностей i = 2m + 1 и i = 2m - 1, а также при i≥ N/2. Как следствие, мы находим короткие и полиномиальные формулы для Z W2m+1 и Z W2m-1 а также полиномиально-экспонециальные для Z при i ≥ N/2. В заключении приводится список формул для вычисления всех параметров Бхаттачарьи кода длины 32.

Обсуждены особенности фотоупругого эффекта и показано, что они могут быть использованы для измерения параметров лазера и фотоприемника, которые являются основными узлами любого оптоэлектронного изделия. Проведен краткий обзор известных методов измерения параметров лазера и фотоприемника, отмечены некоторые ограничения в их применениях. Теоретически обоснована возможность использования особенностей фотоупругого эффекта для измерения параметров инерционности фотоприемника. Формула для расчета отклика на выходе акустооптического процессора на прямоугольное входное воздействие выведена и использована для раздельной оценки времени пересечения оптического пучка упругим волновым пакетом и инерционности фотоприемника. Также доказано, что путем выбора короткого входного воздействия особенностей фотоупругого эффекта можно использовать для определения конфигурации поперечного сечении лазерного пучка и закона распределения плотности потока мощности в нем. Результаты теоретических исследований апробированы численными расчетами и подтверждены экспериментальными измерениями.

Акцентируется высокое научно-практическое значение проблемы быстрого обнаружения и измерения параметров радиосигналов в широкой полосе частот. Оцениваются особенности дифракции Брэгга в контексте синтеза мелкомасштабного быстродействующего измерителя радиочастот. Обсуждается схема измерителя радиочастот, которая составлена на основе дифракции Брэгга. Проводится схемно-математическое моделирование алгоритма функционирования предложенного устройства.

Доказывается возможность реализации многоканального приема радиоимпульсов путем подбора углов падения оптических пучков в апертуру фотоупругой ячейки, что позволяет использовать широкую полосу рабочих частот акустооптического модулятора в полном объеме. Сформулированные утверждения апробируются численными экспериментами. Результаты схемно-математического моделирования и расчетов натурно исследуются. Некоторые результаты натурных экспериментов приводятся в виде таблицы и осциллограмм, которые обсуждаются в контексте мелкомасштабного частотного анализа в заданном диапазоне.

Фотоупругий эффект обсуждается в контексте демодуляции амплитудно-модулированного сигнала. Разработана физико-математическая интерпретация физических процессов формирования сигнала на выходе демодулятора. Доказано, что при согласовании параметров полезного сигнала с параметрами взаимодействующих оптической и упругой волн сигнал на выходе фотодетектора повторяет форму сообщения во входном амплитудно-модулированном сигнале. Это утверждение обсуждается в полосе частот ниже частоты среза, которая формируется диаметром считывающего светового пучка и скоростью распространения упругой волны в фотоупругой среде. Описаны теоретические и экспериментальные методы определения частоты среза акустооптического амплитудного демодулятора.

Рассматривается проблема контроля фрагментов космического мусора техногенного происхождения. Для динамичных низкоорбитальных фрагментов исследуются алгоритмы цифровой статистической обработки коротко-экспозиционных изображений, получаемых в безизбыточной матрице апертурного синтеза. Специфические особенности оптической передаточной функции (ОПФ) безизбыточной матрицы, а именно, ее «островной» характер, приводят к трудностям восстановления неискаженного атмосферой пространственного спектра объекта контроля во всей пространственно-частотной области матрицы. Показано, что для восстановления неискаженного атмосферой модуля пространственного спектра объекта во всей области пространственных частот матрицы необходимо использовать модифицированный нами алгоритм метода Лайбери. Для восстановления фазы пространственного спектра объекта на «островах» пространственно-частотной области необходимо использовать модифицированный алгоритм метода Нокса-Томпсона, а для сшивания фаз, полученных в «островах», по всей области пространственных частот матрицы и восстановления фазы пространственного спектра от объекта необходимо использовать модифицированный алгоритм метода тройных корреляций.

Частотная эффективность, помехоустойчивость и сложность реализации являются важнейшими параметрами передачи двоичных сообщений. Одним из направлений повышения частотной эффективности является сознательное или контролируемое введение в передаваемый сигнал межсимвольной интерференции при приемлемом снижении помехоустойчивости. Целью работы является моделирование передачи двоичных сообщений узкополосными перекрывающимися сигналами с использованием при приеме взаимного базиса. Рассмотрено формирование передаваемого сигнала, предварительная обработка принимаемого сигнала с применением взаимного базиса и окончательная обработка. Произведена оценка помехоустойчивости передачи при воздействии помехи в виде полосового белого шума. Рассматриваемый способ передачи двоичных сообщений обеспечивает хорошую частотную эффективность без использования формирователя спектра при достаточно высокой помехоустойчивости.

В настоящей работе предлагается новый принцип модуляции, называемый биортогональная позиционно-импульсная модуляция для систем связи со сверхширокой полосой пропускания. Множество сигналов N=2k+1 с биортогональной позиционно-импульсной модуляцией формируется на основе множества 2k ортогональных сигналов с позиционно-импульсной модуляцией с помощью использования прямо противоположной версии ортогональных сигналов с позиционно-импульсной модуляцией. Пропускная способность канала связи при передаче биортогональных сигналов с позиционно-импульсной модуляцией определяется для систем связи со сверхширокой полосой пропускания при псевдослучайном переключении временных интервалов в случае наличия многостанционного доступа и обнаружения несущей частоты. Определены верхние граничные значения вероятности ошибки для сценария с многостанционным доступом и обнаружением несущей частоты при наличии множества пользователей. Показывается, что при использовании многомерной биортогональной позиционно-импульсной модуляции сверхширокополосная система связи обладает лучшими вероятностными характеристиками по сравнению с использованием многомерной позиционно-импульсной модуляции при одном и том же значении пропускной способности. Компьютерные затраты при этом снижаются приблизительно в два раза.