×
10.11.2019
219.017.dfa4

СПОСОБ АДАПТИВНОГО ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО ПАРАМЕТРА АЛГОРИТМА КОРРЕКЦИИ ПО ОЦЕНКЕ ПРИЕМА В ЦЕЛОМ ИНФОРМАЦИОННОГО СИГНАЛА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в системах передачи данных с адаптивной коррекцией сигналов для выбора параметра алгоритма коррекции. Техническим результатом является повышение точности оценки оптимального значения алгоритма коррекции выбор оптимального параметра алгоритма коррекции на основе анализа разброса фаз корректируемого информационного сигнала сигналов, без знания априорной информации о мощности шума, отношении сигнал/шум и корректируемого информационного сигнала. Для этого, используя алгоритм на основе поступившего тестового сигнала u(t) рассчитывают импульсную характеристику корректирующего фильтра h(t,α), с помощью импульсной характеристики корректирующего фильтра h(t,α), используя алгоритм корректируют информационный сигнал u(t) с фазовой манипуляцией, переносящий N информационных символов, в результате чего получают откорректированный информационный сигнал K(t,α), который посимвольно демодулируют, получая последовательность бит b(n,α), n=1…N, последовательность бит b(n,α), n-1…N модулируют, получая сигнал вычисляют значение коэффициента корреляции после чего определяют зависимость от параметра α, путем изменения значения этого параметра, в результате чего получают оптимальное значение параметра α, соответствующее максимуму 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в системах передачи данных с адаптивной коррекцией сигналов для выбора значения параметра алгоритма коррекции.

Во многих системах передачи данных для компенсации искажений, внесенных каналом связи, применяют алгоритмы адаптивной коррекции сигналов. Для этого в передаваемый сигнал осуществляют периодические вставки известного на приемной стороне тестового сигнала. Такой подход используется, например, в стандарте авиационной передачи данных ARINC-635 [1].

Известно большое количество различных методов, алгоритмов и их модификаций, используемых для коррекции сигналов, например, метод наименьших квадратов или алгоритм LMS [2], алгоритм RLS [3], метод регуляризации Тихонова [4]. Во всех этих и многих других алгоритмах для обеспечения устойчивости и сходимости вводят некоторый параметр, в частности, параметр регуляризации (алгоритм RLS, метод регуляризации Тихонова), размер шага сходимости (алгоритм LMS). Выбор того или иного параметра оказывает существенное влияние не только на устойчивость решения, но и на его точность и как следствие на вероятность ошибки на бит после демодуляции откорректированного сигнала, т.е. на помехоустойчивость.

Как известно задача адаптивной коррекции сводится к решению двух уравнений, которые можно записать в следующей форме:

где K(t) - передаваемый тестовый сигнал, u(t) - принимаемый тестовый сигнал, Km(t) - передаваемый информационный сигнал, um(t) - принимаемый информационный сигнал, h(t) - импульсная характеристика канала, * - оператор свертки.

Из уравнения (1) получают приближенную импульсную характеристику канала в общем случае в виде:

а результат коррекции в этом случае можно записать в виде:

- некоторый алгоритм расчета, α12 - параметры, используемые для устойчивости алгоритма. Отметим, что в большинстве практических случаев допустимо принять:

тогда вместо (5) запишем:

Известны различные способы выбора оптимального значения этого параметра.

Известен способ невязки описанный, в [5]. Этот способ часто применяют для выбора параметра регуляризации в методе регуляризации Тихонова. В условиях (3) (6) способ невязки заключается в том, что, используя алгоритм на основе поступившего тестового сигнала u0(t) рассчитывают импульсную характеристику канала h(t,α) и корректирующего фильтра hкop(t,α), с помощью которой, используя алгоритм корректируют поступивший информационный сигнал um(t), в результате чего получают откорректированный информационный сигнал Km(t,α), после чего определяют значение ошибки е, в качестве которой служит разница среднеквадратичного уклонения откорректированного информационного сигнала Km(t,α), свернутого с рассчитанной импульсной характеристикой канала h(t,α), от принятого информационного сигнала um(t) и дисперсии шумовой составляющей Δu, т.е. после чего определяют зависимость значения ошибки е от параметра α, путем изменения значения этого параметра, в результате чего получают оптимальное значение параметра αopt, обеспечивающего минимальное значение ошибки е.

Недостатком указанного способа является необходимость знания определенной априорной информации, а именно дисперсии шумовой составляющей, оценка которой является отдельной достаточно сложной задачей и имеет определенную погрешность. Кроме того при вычислении значения ошибки е вносится дополнительная погрешность при свертке приближенных (рассчитанных) значений Km(t,α) и h(t,α).

Известен способ адаптивного выбора оптимального параметра алгоритма коррекции сигналов описанный в патенте РФ №2653485 от 08.05.2018 и принятый за прототип. Способ адаптивного выбора оптимального параметра алгоритма коррекции сигналов заключается в том, что, используя алгоритм на основе поступившего тестового сигнала u0(t) рассчитывают импульсную характеристику корректирующего фильтра hкop(t,α), с помощью импульсной характеристики корректирующего фильтра hкop(t,α), используя алгоритм корректируют поступившие тестовые сигналы u1(t)…un(t), задержанные на интервал, равный длине информационного сигнала LИ, в результате чего получают откорректированные тестовые сигналы K1(t,α)…Kn(t,α), определяют значения ошибки е1…en, в качестве которой служит среднеквадратичное уклонение откорректированного тестового сигнала K1(t,α)…Kn(t,α) от образцового тестового сигнала K(t), т.е. после чего определяют зависимость значения ошибки е1…en от параметра α, путем изменения значения этого параметра, в результате чего получают массив значений параметров α1…αn, обеспечивающие соответствующее минимальное значение ошибки е1…en для каждого откорректированного тестового сигнала K1(t,α)…Kn(t,α), после чего из массива α1…αn осуществляют окончательный выбор оптимального значения параметра αopt, в качестве которого, в зависимости от конкретного алгоритма и диапазона значений параметров α1…αn, берут среднее арифметическое значение или медианное значение из массива α1…αn.

Недостатком прототипа является то, что в каналах с быстрыми замираниями импульсная характеристика канала для тестовых сигналов пришедших много «раньше» или много «позже» обрабатываемого в данный момент тесового сигнала может значительно отличаться от текущей импульсной характеристики канала, а, следовательно, и полученная текущая импульсная характеристика корректирующего фильтра не будет являться оптимальной для более «ранних» и «поздних» тестовых сигналов. Это приведет к сильной погрешности в оценках значений ошибки е1…en, соответствующих более «ранним» и «поздним» тестовым сигналам, и соответствующей погрешности в определении оптимального значения алгоритма коррекции. Чтобы избежать данного эффекта, можно уменьшить число анализируемых тестовых сигналов при вычислении значений ошибок е1…en, однако при малых отношениях сигнал/шум объема поучаемой статистики е1…en может быть недостаточно для получения достаточно точной оценки оптимального значения алгоритма коррекции.

Целью изобретения является выбор оптимального параметра алгоритма коррекции сигналов на основе анализа разброса фаз корректируемого информационного сигнала без знания априорной информации о мощности шума, отношении сигнал/шум и корректируемого информационного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что способ адаптивного выбора оптимального параметра алгоритма коррекции по оценке приема в целом информационного сигнала заключается в том, что, используя алгоритм на основе поступившего тестового сигнала u0(t) рассчитывают импульсную характеристику корректирующего фильтра hкop(t,α), при этом с помощью импульсной характеристики корректирующего фильтра hкop(t,α), используя алгоритм корректируют информационный сигнал um(t) с фазовой манипуляцией, переносящий N информационных символов, в результате чего получают откорректированный информационный сигнал Km(t,α), который посимвольно демодулируют, получая последовательность бит b(n,α), n=1…N, последовательность бит b(n,α), n=1…N модулируют, получая сигнал вычисляют значение коэффициента корреляции после чего определяют зависимость от параметра α, путем изменения значения этого параметра, в результате чего получают оптимальное значение параметра αопт, соответствующее максимуму

На фиг. 1 представлена структурная схема способа адаптивного выбора оптимального параметра алгоритма коррекции на основе разброса фаз корректируемого сигнала. Она содержит:

1 - первая линия задержки;

2 - блок расчета импульсной характеристики;

3 - корректирующий фильтр;

4 - демодулятор;

5 - модулятор;

6 - блок вычисления коэффициента корреляции;

7 - решающее устройство.

Работа способа осуществляется следующим образом.

На вход линии задержки 1 поступает сигнал, содержащий периодически повторяющиеся тестовые и информационные сигналы. Структура такого сигнала представлена на фиг. 2. С первого выхода первой линии задержки 1 на первый вход блока расчета импульсной характеристики 2 подают поступивший тестовый сигнал u0(t) и, используя алгоритм рассчитывают импульсную характеристику корректирующего фильтра hкop(t,α). Полученную импульсную характеристику корректирующего фильтра hкop(t,α) с выхода блока расчета импульсной характеристики 2 подают на второй вход корректирующего фильтра 3. Со второго выхода линии задержки 1 на первый вход корректирующего фильтра 3 подают поступивший информационный сигнал um(t) с фазовой манипуляцией, переносящий N информационных символов. В результате на выходе корректирующего фильтра 3, используя алгоритм получают откорректированный информационный сигнал Km(t,α). При этом в блоке расчета импульсной характеристики 2 и корректирующем фильтре 3 используют один и тот же алгоритм обозначенный ранее как

Откорректированный информационный сигнал Km(t,α) подают на вход демодулятора 4, осуществляющий посимвольную демодуляцию поступившего сигнала Km(t,α). На выходе демодулятор 4 получают последовательность бит b(n,α), n=1…N, которую передают на вход модулятора 5, получая на выходе модулятора 5 сигнал . С выхода модулятора 5 сигнал подают на первый вход блок вычисления коэффициента корреляции 6, на второй вход которого подают откорректированный информационный сигнал Km(t,α). В блок вычисления коэффициента корреляции 6 вычисляют значение коэффициента корреляции

Полученное на выходе блока вычисления коэффициента корреляции 6 значение подают на вход решающего устройства 7, в котором определяют зависимость от параметра α, путем изменения значения этого параметра на первом выходе решающего устройства 7, и передаче его на второй вход блока расчета импульсной характеристики 2 и третий вход корректирующего фильтра 3. В результате на втором выходе решающего устройства 9 получают оптимальное значение параметра αопт, соответствующее максимуму

Техническим результатом является выбор оптимального параметра алгоритма коррекции сигналов на основе анализа разброса фаз корректируемого информационного сигнала, не требующий знания априорной информации о мощности шума, отношении сигнал/шум и корректируемого информационного сигнала.

Список источников

1. ARINC Characteristic 635-4. HF Data Link Protocol. - Dec., 2003.

2. Джиган В.И. Адаптивная фильтрация сигналов: теория и алгоритмы. М.: Техносфера, 2013. - 528 с.

3. Sayed А.Н. Adaptive filters. - New Jersey: Hoboken: John Wiley & Sons, Inc., 2008. - 786 c.

4. Тихонов A.H., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач / Учебное пособие для вузов. - Изд. 3-е испр. - М.: Наука, 1986. - 288 с.

5. Верлань А.Ф., Сизиков B.C. Методы решеня интегральных уравнений с программами для ЭВМ. Справочное пособие. - Киев: Наукова думка, 1978. - 292 с.

Способ адаптивного выбора оптимального параметра алгоритма коррекции по оценке приема в целом информационного сигнала заключается в том, что, используя алгоритм на основе поступившего тестового сигнала u(t), рассчитывают импульсную характеристику корректирующего фильтра h(t,α), отличающийся тем, что с помощью импульсной характеристики корректирующего фильтра h(t,α), используя алгоритм , корректируют информационный сигнал u(t) с фазовой манипуляцией, переносящий N информационных символов, в результате чего получают откорректированный информационный сигнал K(t,α), который посимвольно демодулируют, получая последовательность бит b(n,α), n=1…N, последовательность бит b(n,α),n=1…N модулируют, получая сигнал вычисляют значение коэффициента корреляции после чего определяют зависимость от параметра α, путем изменения значения этого параметра, в результате чего получают оптимальное значение параметра α, соответствующее максимуму .
СПОСОБ АДАПТИВНОГО ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО ПАРАМЕТРА АЛГОРИТМА КОРРЕКЦИИ ПО ОЦЕНКЕ ПРИЕМА В ЦЕЛОМ ИНФОРМАЦИОННОГО СИГНАЛА
СПОСОБ АДАПТИВНОГО ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО ПАРАМЕТРА АЛГОРИТМА КОРРЕКЦИИ ПО ОЦЕНКЕ ПРИЕМА В ЦЕЛОМ ИНФОРМАЦИОННОГО СИГНАЛА
СПОСОБ АДАПТИВНОГО ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО ПАРАМЕТРА АЛГОРИТМА КОРРЕКЦИИ ПО ОЦЕНКЕ ПРИЕМА В ЦЕЛОМ ИНФОРМАЦИОННОГО СИГНАЛА
СПОСОБ АДАПТИВНОГО ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО ПАРАМЕТРА АЛГОРИТМА КОРРЕКЦИИ ПО ОЦЕНКЕ ПРИЕМА В ЦЕЛОМ ИНФОРМАЦИОННОГО СИГНАЛА
СПОСОБ АДАПТИВНОГО ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО ПАРАМЕТРА АЛГОРИТМА КОРРЕКЦИИ ПО ОЦЕНКЕ ПРИЕМА В ЦЕЛОМ ИНФОРМАЦИОННОГО СИГНАЛА
СПОСОБ АДАПТИВНОГО ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО ПАРАМЕТРА АЛГОРИТМА КОРРЕКЦИИ ПО ОЦЕНКЕ ПРИЕМА В ЦЕЛОМ ИНФОРМАЦИОННОГО СИГНАЛА
СПОСОБ АДАПТИВНОГО ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО ПАРАМЕТРА АЛГОРИТМА КОРРЕКЦИИ ПО ОЦЕНКЕ ПРИЕМА В ЦЕЛОМ ИНФОРМАЦИОННОГО СИГНАЛА
СПОСОБ АДАПТИВНОГО ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО ПАРАМЕТРА АЛГОРИТМА КОРРЕКЦИИ ПО ОЦЕНКЕ ПРИЕМА В ЦЕЛОМ ИНФОРМАЦИОННОГО СИГНАЛА
СПОСОБ АДАПТИВНОГО ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО ПАРАМЕТРА АЛГОРИТМА КОРРЕКЦИИ ПО ОЦЕНКЕ ПРИЕМА В ЦЕЛОМ ИНФОРМАЦИОННОГО СИГНАЛА
СПОСОБ АДАПТИВНОГО ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО ПАРАМЕТРА АЛГОРИТМА КОРРЕКЦИИ ПО ОЦЕНКЕ ПРИЕМА В ЦЕЛОМ ИНФОРМАЦИОННОГО СИГНАЛА
СПОСОБ АДАПТИВНОГО ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО ПАРАМЕТРА АЛГОРИТМА КОРРЕКЦИИ ПО ОЦЕНКЕ ПРИЕМА В ЦЕЛОМ ИНФОРМАЦИОННОГО СИГНАЛА
СПОСОБ АДАПТИВНОГО ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО ПАРАМЕТРА АЛГОРИТМА КОРРЕКЦИИ ПО ОЦЕНКЕ ПРИЕМА В ЦЕЛОМ ИНФОРМАЦИОННОГО СИГНАЛА
СПОСОБ АДАПТИВНОГО ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО ПАРАМЕТРА АЛГОРИТМА КОРРЕКЦИИ ПО ОЦЕНКЕ ПРИЕМА В ЦЕЛОМ ИНФОРМАЦИОННОГО СИГНАЛА
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-5 of 5 items.
13.01.2019
№219.016.aeff

Способ частотного зондирования, совмещенный с процессом передачи данных

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в дуплексных и полудуплексных асинхронных системах передачи данных с каналом обратной связи. Технический результат заключается в повышении надежности системы передачи данных за счет контроля за состоянием выделенного частотного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676868
Дата охранного документа: 11.01.2019
20.05.2019
№219.017.5ca2

Способ определения доплеровского сдвига частоты по информационному фазоманипулированному сигналу на основе анализа отклонения разности фаз 2 порядка

Изобретение относится к области электрорадиотехники, а именно к технике радиосвязи, и может быть использовано в системах одночастотной передачи данных, а также в системах радиозондирования для измерения доплеровского смещения несущей частоты сигнала в информационно-измерительных устройствах без...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002687884
Дата охранного документа: 16.05.2019
04.07.2019
№219.017.a4cd

Способ адаптивного выбора оптимального параметра алгоритма коррекции на основе разброса фаз корректируемого сигнала

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в системах передачи данных с адаптивной коррекцией сигналов для выбора параметра алгоритма коррекции. Техническим результатом является выбор оптимального параметра алгоритма коррекции сигналов на основе анализа разброса фаз...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693286
Дата охранного документа: 02.07.2019
24.11.2019
№219.017.e689

Способ оценки параметров модели замираний радиоканала по закону накагами по многочастотному сигналу

Изобретение относится к области электрорадиотехники и связи и может быть использовано в системах передачи данных, использующих многочастотные сигналы с ортогональным частотным разделением каналов, для оценки параметров канала связи. Техническим результатом заявленного изобретения является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002706939
Дата охранного документа: 21.11.2019
29.11.2019
№219.017.e77a

Способ уменьшения пик-фактора многочастотного сигнала с относительной фазовой модуляцией

Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано в системах передачи данных и системах радиолокации и предназначено для снижения пик-фактора многочастотного сигнала с относительной фазовой модуляцией, что позволяет более эффективно использовать мощность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002707271
Дата охранного документа: 26.11.2019
Showing 1-10 of 33 items.
20.03.2013
№216.012.3066

Способ частотного зондирования, совмещенный с процессом передачи данных

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в дуплексных и полудуплексных асинхронных системах передачи данных с каналом обратной связи. Сущность способа частотного зондирования состоит в том, что процесс передачи данных на выбранной частоте перемежается с передачей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477925
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.06.2013
№216.012.4a24

Бортовая декаметровая антенна подвижного объекта

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к бортовым декаметровым антеннам (БДМА) подвижных объектов (ПО). Техническим результатом является повышение КПД бортовой декаметровой антенны за счет более эффективного участия в излучении металлического корпуса подвижного объекта. Бортовая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484560
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.12.2013
№216.012.8e2a

Способ оценивания отношения сигнал/помеха на длительности отрезка гармонического колебания

Способ оценивания отношения сигнал/помеха на длительности отрезка гармонического колебания относится к области радиотехники, а именно к технике радиосвязи, и может быть использован в системах передачи данных, в режиме, когда на длительности элементарной посылки применяется одночастотный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502077
Дата охранного документа: 20.12.2013
10.04.2014
№216.012.b0b3

Способ передачи данных по многолучевому каналу связи с адаптивной настройкой корректирующего фильтра по информационным сигналам

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в системах передачи данных, для последовательной передачи данных с адаптивной коррекцией внесенных каналом искажений на приемной стороне. Техническим результатом является отсутствие необходимости частой передачи зондирующих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510950
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.08.2014
№216.012.ec3b

Способ определения вероятности ошибки на бит по флуктуациям фазы информационных сигналов

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к технике радиосвязи, и может быть использовано в системах передачи данных. Техническим результатом является обеспечение непрерывной передачи полезной информации во всей выделенной частотной полосе, получение оценки вероятности ошибки на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526283
Дата охранного документа: 20.08.2014
20.11.2014
№216.013.068c

Способ передачи информации с внутрисимвольной псевдослучайной перестройкой рабочей частоты

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в системах передачи данных с повышенными требованиями к разведзащищенности и защите от организованных и непреднамеренных помех. Техническим результатом способа является повышение скорости передачи информации по сравнению с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533077
Дата охранного документа: 20.11.2014
27.02.2015
№216.013.2ca8

Способ установления синхронизации псевдослучайных последовательностей

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в системах передачи данных. Технический результат - быстрое установление синхронизации псевдослучайных последовательностей при малой вероятности ложной синхронизации при наличии ошибок в принятой последовательности. Для этого из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542900
Дата охранного документа: 27.02.2015
10.04.2015
№216.013.40a0

Способ оценивания отношения сигнал/шум при использовании сигналов с фазовой модуляцией

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано в системах передачи данных для оценки качества канала связи. Способ оценивания отношения сигнал/шум (ОСШ) при использовании при передаче данных сигналов с фазовой модуляцией основывается на восстановлении плотности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548032
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.08.2015
№216.013.68c6

Устройство управления передачей данных по радиоканалу

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в узлах коммутации сообщений сети передачи данных автоматизированной системы управления при управлении передачей данных по широковещательному многоточечному радиоканалу. Технический результат - повышение качества...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558375
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6e10

Способ определения параметров модели замирания радиоканала по закону райса по информационному многочастотному сигналу

Изобретение относится к области электрорадиотехники и связи и может быть использовано в системах передачи данных, использующих многочастотные сигналы с ортогональным частотным разделением каналов, для оценки параметров канала связи. Техническим результатом заявленного изобретения является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559734
Дата охранного документа: 10.08.2015
+ добавить свой РИД