Помощь студентам в учебе
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ, УСТОЙЧИВЫХ К ВОЗДЕЙСТВИЮ КОРОТКОДВИЖУЩИХ ИЛИ СОСРЕДОТОЧЕННЫХ ПО СПЕКТРУ ПОМЕХ
|
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ПОНЯТИЕ ШУМА И ПОМЕХИ СИГНАЛА.
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СИНХРОНИЗАЦИИ СИГНАЛОВ
1.1 Виды шумов и помех сигнала
1.2 Кратковременные помехи 9
1.3 Типы синхронизации
1.4 Роль синхронизации в современных сетях
1.5 Тактовая синхронизация
1.6 Символьная синхронизация 20
ГЛАВА 2 ФОРМИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ, УСТОЙЧИВЫХ К ВОЗДЕЙСТВИЯМ КОРОТКОЖИВУЩИХ ИЛИ СОСРЕДОТОЧЕННЫХ ПО СПЕКТРУ ПОМЕХ
2.1 О классе сигналов, допускающих восстановление одних фрагментов по остальным
ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ФОРМИРОВАНИЯ
СИГНАЛОВ НА БАЗИСЕ СОБСТВЕННЫХ ВЕКТОРОВ СУБПОЛОСНОЙ МАТРИЦЫ УСТОЙЧИВЫХ К ВОЗДЕЙСТВИЮ КОРОТКОЖИВУЩИХ ИЛИ СОСРЕДОТОЧЕННЫХ ПО СПЕКТРУ ПОМЕХ 37
3.1 Исследование разработанной технологии 37
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ГЛАВА 1 ПОНЯТИЕ ШУМА И ПОМЕХИ СИГНАЛА.
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СИНХРОНИЗАЦИИ СИГНАЛОВ
1.1 Виды шумов и помех сигнала
1.2 Кратковременные помехи 9
1.3 Типы синхронизации
1.4 Роль синхронизации в современных сетях
1.5 Тактовая синхронизация
1.6 Символьная синхронизация 20
ГЛАВА 2 ФОРМИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ, УСТОЙЧИВЫХ К ВОЗДЕЙСТВИЯМ КОРОТКОЖИВУЩИХ ИЛИ СОСРЕДОТОЧЕННЫХ ПО СПЕКТРУ ПОМЕХ
2.1 О классе сигналов, допускающих восстановление одних фрагментов по остальным
ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ФОРМИРОВАНИЯ
СИГНАЛОВ НА БАЗИСЕ СОБСТВЕННЫХ ВЕКТОРОВ СУБПОЛОСНОЙ МАТРИЦЫ УСТОЙЧИВЫХ К ВОЗДЕЙСТВИЮ КОРОТКОЖИВУЩИХ ИЛИ СОСРЕДОТОЧЕННЫХ ПО СПЕКТРУ ПОМЕХ 37
3.1 Исследование разработанной технологии 37
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
C увеличением потребления цифрового контента каждый день в мире увеличивается потребность в качественном обеспечении передачи информационных сигналов. В связи с этим данная система должна обладать определенными критериями, одним из которых является корректная работа всей системы в целом.
Под сигналом понимается некоторая функция времени, в параметрах которой закодирована информация, предназначенная определенным пользователям (коммуникационные сигналы). Сигналы нашли широкое применение в телекоммуникациях, телемеханике, дистанционном управлении объектами и т.д. Наблюдающаяся тенденция возрастания интенсивности информационного обмена между различными пользователями привела к необходимости решения проблемы искажений одних сигналов другими, которые в таком контексте называются помехами.
Достаточно часто искажениям подвергаются либо отдельные временные фрагменты сигналов либо фрагменты их спектров. В первом случае речь идет о воздействиях короткоживущих помех, тогда как во втором- о сосредоточенных по спектру Фурье помехах. Короткоживущие по сравнению с длительностью сигнала помехи достаточно часто возникают при замираниях в каналах их передачи, например при многолучевом распространении радиоволн или переотражениях в условиях городской постройки. Возникновение узкополосных помех также может быть обусловлено различными причинами, среди которых основное место занимают источники электромагнитного излучения. Важно то, что искажения из- за воздействий других сигналов возникают непредсказуемо, хотя их можно фиксировать в процессе передачи/приема собственных сигналов. Таким образом, борьба с этими помехами приобретает все большую актуальность
Актуальностью выпускной квалификационной работы выступает спрос в постоянной и качественной работе беспроводной сети. Для этого необходима согласованная работа всей беспроводной системы связи, что обеспечивается благодаря борьбе с помехами.
Целью работы является разработка технологии формирования сигналов, устойчивых к воздействию короткодвижущих или сосредоточенных по спектру помех. Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Провести анализ современных методов формирования информационного сигнала устойчивого к воздействию короткодвижущих или сосредоточенных по спектру помех;
2. Изучить информацию о классе сигналов, допускающих восстановление одних фрагментов по остальным;
3. Исследовать возможность использования собственных векторов субполосных ядер в поставленной задаче;
4. Разработать программный код, реализующих технологию формирования сигналов, устойчивых к воздействию короткодвижущих или сосредоточенных по спектру помех на основе базиса собственных векторов субполосных ядер;
5. Провести анализ полученных результатов реализации и выполненной работы, сделать выводы;
Предметом исследования является процесс передачи информационного сигнала в современных системах связи.
Объектом исследования являются методы формирования сигналов устойчивых к воздействию помех.
В главе 1 рассмотрено понятие шума и помехи сигнала, последствия их воздействия на информационный сигнал, методы борьбы с ними, а также современные методы синхронизации сигналов в системах связи.
В главе 2 исследованы классы сигналов, допускающих восстановление одних фрагментов по остальным на основе базиса собственных векторов субполосной матрицы.
Глава 3 рассматривает программную реализацию технологии формирования сигналов, устойчивых к воздействию короткодвижущих или сосредоточенных по спектру помех на основе базиса собственных векторов субполосных ядер, а также вывод по полученным результатам программной реализации
Под сигналом понимается некоторая функция времени, в параметрах которой закодирована информация, предназначенная определенным пользователям (коммуникационные сигналы). Сигналы нашли широкое применение в телекоммуникациях, телемеханике, дистанционном управлении объектами и т.д. Наблюдающаяся тенденция возрастания интенсивности информационного обмена между различными пользователями привела к необходимости решения проблемы искажений одних сигналов другими, которые в таком контексте называются помехами.
Достаточно часто искажениям подвергаются либо отдельные временные фрагменты сигналов либо фрагменты их спектров. В первом случае речь идет о воздействиях короткоживущих помех, тогда как во втором- о сосредоточенных по спектру Фурье помехах. Короткоживущие по сравнению с длительностью сигнала помехи достаточно часто возникают при замираниях в каналах их передачи, например при многолучевом распространении радиоволн или переотражениях в условиях городской постройки. Возникновение узкополосных помех также может быть обусловлено различными причинами, среди которых основное место занимают источники электромагнитного излучения. Важно то, что искажения из- за воздействий других сигналов возникают непредсказуемо, хотя их можно фиксировать в процессе передачи/приема собственных сигналов. Таким образом, борьба с этими помехами приобретает все большую актуальность
Актуальностью выпускной квалификационной работы выступает спрос в постоянной и качественной работе беспроводной сети. Для этого необходима согласованная работа всей беспроводной системы связи, что обеспечивается благодаря борьбе с помехами.
Целью работы является разработка технологии формирования сигналов, устойчивых к воздействию короткодвижущих или сосредоточенных по спектру помех. Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Провести анализ современных методов формирования информационного сигнала устойчивого к воздействию короткодвижущих или сосредоточенных по спектру помех;
2. Изучить информацию о классе сигналов, допускающих восстановление одних фрагментов по остальным;
3. Исследовать возможность использования собственных векторов субполосных ядер в поставленной задаче;
4. Разработать программный код, реализующих технологию формирования сигналов, устойчивых к воздействию короткодвижущих или сосредоточенных по спектру помех на основе базиса собственных векторов субполосных ядер;
5. Провести анализ полученных результатов реализации и выполненной работы, сделать выводы;
Предметом исследования является процесс передачи информационного сигнала в современных системах связи.
Объектом исследования являются методы формирования сигналов устойчивых к воздействию помех.
В главе 1 рассмотрено понятие шума и помехи сигнала, последствия их воздействия на информационный сигнал, методы борьбы с ними, а также современные методы синхронизации сигналов в системах связи.
В главе 2 исследованы классы сигналов, допускающих восстановление одних фрагментов по остальным на основе базиса собственных векторов субполосной матрицы.
Глава 3 рассматривает программную реализацию технологии формирования сигналов, устойчивых к воздействию короткодвижущих или сосредоточенных по спектру помех на основе базиса собственных векторов субполосных ядер, а также вывод по полученным результатам программной реализации
В ходе выполнения выпускной работы была достигнута установленная цель, а именно: была разработана технология формирования сигналов, устойчивых к воздействию короткодвижущих или сосредоточенных по спектру помех.
Для достижения цели были реализованы все поставленные задачи. Была рассмотрена проблема формирования сигналов, одни из фрагментов которых могут быть восстановлены по остальным. Показано, что класс таких сигналов не пуст и может быть реализован на основе собственных функций симметричных интегральных операторов. Получены интегральные уравнения Фредгольма второго рода, которым удовлетворяют восстанавливаемые фрагменты и установлены условия существования их решений.
По итогам реализации были получены следующие выводы:
1. Погрешность восстановления собственного вектора при отсутствии добавления белого шума к отчетам неиспорченного фрагмента исходного вектора дает полное восстановления вектора
2. При увеличении соотношения шум/сигнал относительная погрешность восстановления увеличивается
3. Чем более ортогонален собственный вектор субполосного ядра, тем менее значимо на него влияет соотношение шум/сигнал, соответственно использование данных векторов наиболее приемлемо в поставленной задаче
Рассмотрены вычислительные аспекты восстановления. Приведены результаты вычислительных экспериментов, иллюстрирующие влияние на доступные к восстановлениям длительности фрагментов свойств исходных ядер (аппроксимирующих матриц).
В качестве важной конкретизации предлагаемого подхода рассмотрен класс интегральных операторов на основе субполосных ядер [8]. Эти интегральные операторы являются обобщением операторов, рассмотренных в работе [9] Собственные функции этих ядер позволяют сформировать сигналы не только с восстанавливаемыми фрагментами по другим фрагментам, но и восстанавливать фрагменты их спектров Фурье. Получены соотношения, позволяющие реализовать такие восстановления.
Актуальность полученных результатов обусловлена тем, что в настоящее время существенно возрастает количество источников электромагнитных излучений, которые оказывают искажающее воздействие друг на друга. В частности воздействиям электромагнитных излучений, которые генерируются посторонними источниками, подвержены управляющие и коммуникационные сигналы. Разработанный в статье подход к формированию сигналов является вкладом в решение проблемы электромагнитной совместимости при реализации взаимодействия на расстоянии
Для достижения цели были реализованы все поставленные задачи. Была рассмотрена проблема формирования сигналов, одни из фрагментов которых могут быть восстановлены по остальным. Показано, что класс таких сигналов не пуст и может быть реализован на основе собственных функций симметричных интегральных операторов. Получены интегральные уравнения Фредгольма второго рода, которым удовлетворяют восстанавливаемые фрагменты и установлены условия существования их решений.
По итогам реализации были получены следующие выводы:
1. Погрешность восстановления собственного вектора при отсутствии добавления белого шума к отчетам неиспорченного фрагмента исходного вектора дает полное восстановления вектора
2. При увеличении соотношения шум/сигнал относительная погрешность восстановления увеличивается
3. Чем более ортогонален собственный вектор субполосного ядра, тем менее значимо на него влияет соотношение шум/сигнал, соответственно использование данных векторов наиболее приемлемо в поставленной задаче
Рассмотрены вычислительные аспекты восстановления. Приведены результаты вычислительных экспериментов, иллюстрирующие влияние на доступные к восстановлениям длительности фрагментов свойств исходных ядер (аппроксимирующих матриц).
В качестве важной конкретизации предлагаемого подхода рассмотрен класс интегральных операторов на основе субполосных ядер [8]. Эти интегральные операторы являются обобщением операторов, рассмотренных в работе [9] Собственные функции этих ядер позволяют сформировать сигналы не только с восстанавливаемыми фрагментами по другим фрагментам, но и восстанавливать фрагменты их спектров Фурье. Получены соотношения, позволяющие реализовать такие восстановления.
Актуальность полученных результатов обусловлена тем, что в настоящее время существенно возрастает количество источников электромагнитных излучений, которые оказывают искажающее воздействие друг на друга. В частности воздействиям электромагнитных излучений, которые генерируются посторонними источниками, подвержены управляющие и коммуникационные сигналы. Разработанный в статье подход к формированию сигналов является вкладом в решение проблемы электромагнитной совместимости при реализации взаимодействия на расстоянии