Методы формирования ансамблей сложных сигналов с улучшенными взаимокорреляционными свойствами для систем радиосвязи с кодовым разделением каналов

Abstract

RU: Диссертационная работа посвящена уменьшению внутрисистемных помех в системах радиосвязи с кодовым разделением каналов за счет использования сложных сигналов с улучшенными взаимокорреляционніми свойствами на основе кодовых последовательностей с минимальным энергетическим взаимодействием. Одной из основных проблем, возникающих при функционировании систем передачи информации с кодовым разделением каналов является возникновение внутрисистемных (взаимных) помех. Эти помехи обусловлены неортогональностью сигналов при асинхронной работе. В системах с кодовым разделением каналов, работающих в общей полосе частот, построение ортогональных в усиленном смысле ансамблей сигналов принципиально невозможно и используются квазиортогональные сигналы. В условиях значительного динамического диапазона уровней принимаемых в данной точке квазиортогональных сигналов, боковые лепестки взаимокорреляционных функций (ВКФ) могут быть соизмеримы с уровнем основного лепестка функции автокорреляции полезного сигнала, что создает неприемлемо высокий уровень внутрисистемных (взаимных) помех. Это определяет актуальность разработки методов формирования ансамблей сигналов с улучшенными взаимокорреляционными свойствами. Условие минимального энергетического взаимодействия (МЭВ) видеопоследовательностей коротких импульсов определяется значением максимальных выбросов боковых лепестков апериодической функции взаимной корреляции. При этом будем использовать последовательности видеоимпульсов, которые удовлетворяют следующим требованиям: количество коротких импульсов в последовательностях является неодинаковым, но близким по значению, длительности импульсов в каждой последовательности равны, периоды следования импульсов в каждой последовательности подобраны таким образом, что скважности каждой последовательности значительно больше 1. Была получена формула, согласно которой рассчитываются периоды следования импульсов. Период следования импульсов определяется максимальным количеством импульсов в кодовых последовательностях, их длительностью и скважностью. Разработан алгоритм, реализующий формирование кодовых последовательностей с МЭВ. Минимальное энергетическое взаимодействие может быть обеспечено для любой формы кодовых последовательностей при соответствующем выборе их периода. При этом от выбора кодовых последовательностей взаимокорреляционные свойства не зависят. В то же время, автокорреляционные свойства сигналов определяются автокорреляционными свойствами кодовых последовательностей. Для исследования ВК свойств разработанных последовательностей была разработана методика, основанная на анализе статистических характеристик уровней максимальных выбросов боковых лепестков взаимокорреляционных функций взаимодействующих сигналов. С целью улучшения энергетических характеристик радиосетей с кодовым разделением каналов при использовании разработанных последовательностей с МЭВ необходимо либо применять передатчики, работающие в импульсном режиме, либо производить модификацию формируемых последовательностей. Современные средства радиосвязи традиционно ориентированы на использование передатчиков с ограниченной пиковой мощностью. Поэтому было принято решение о разработке методов модификации полученных псевдослучайных последовательностей с МЭВ. Модификацию псевдослучайных последовательностей с минимальным энергетическим взаимодействием можно производить, применяя частотное ограничение спектров последовательностей путем их полосовой фильтрации. Методы формирования ансамблей сигналов, сформированных на основе использования участков спектров псевдослучайных последовательностей коротких видеоимпульсов с минимальным энергетическим взаимодействием основаны на выделении достаточно узких одинаковых полос спектров последовательностей в одном частотном диапазоне или в различных областях частотного спектра с последующим переносом в общую область частот. Применение сложных сигналов с улучшенными взаимокорреляционными свойствами, полученных на основе полосовой фильтрации спектров кодовых последовательностей коротких видеоимпульсов с минимальным энергетическим взаимодействием в системах радиосвязи множественного доступа дает возможность значительно снизить уровень внутрисистемных помех. Это достигается за счет уменьшения значений боковых лепестков взаимокорреляционных функций полученных сигналов.

EN: Dissertatin work is devoted to development of methods of formation of ensembles of aggregate signals with improved mutual correlation properties which are applied in systems of a radio communication with code division of channels with the purpose of reduction of intrasystem handicapes. Ensembles of aggregate signals with improved mutual correlation properties are formed on the basis of the developed ensembles of code sequences with the minimal power interaction. The minimal power interaction is reached by a corresponding arrangement of pulses in code sequences on a timebase.