Файл: Кондратьев, С. Л. Применение метода функционального моделирования для оценки помехоустойчивости систем связи.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 58

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

в виде весовых коэффициентов используются в формировании решений по параметрам, причем заполняется матрица оценок информативности параметров сигнала. После того как оценены все параметры, вычисление которых возможно в формирователе изображений, выбираются наиболее информативные параметры для использования в режиме распознавания. Для перехода в режим распознавания датчик команд коммутации выполняет необходимые переключения в схеме рецептора и посылает на передатчик радиостанции кодовую комбинацию, сигнализирую­ щую об окончании настройки. Получив этот сигнал, станция корреспондента снимает «точки» и передает информацию от источника сообщения. Так как процедура настройки, а следова­ тельно, и ее длительность могут быть фиксированы, то сигнал об окончании настройки может и не передаваться.

С целью сокращения длительности настройки возможно повы­ шение уровня начальной организации системы. Это достигается запоминанием на магнитной ленте результатов каждой настрой­ ки. После нескольких сеансов связи типичные помеховые ситуа­ ции могут в процессе настройки отождествляться с уже извест­ ными. При этом запоминающие устройства для эталонных гисто­ грамм, оценок мощностей критериев и оценок информативностей параметров заполняются информацией с магнитной ленты.

Как видно из описания работы распознающего устройства, принципы его построения не противоречат возможности приме­ нения других способов повышения верности передачи информа­ ции. В частности, могут использоваться пространственная изби­ рательность, разнесенный прием, режектирование сосредоточен­ ных помех, избыточное кодирование. Из возможных видов мани­ пуляции сигнала следует применять AT, так как различия плот­ ностей распределения «1» и «О» в этом случае наибольшие. Применение частотно-разнесенного приема (ЧРП) обеспечит по­ вышение верности за счет двойной избыточности оборудования, однако может не всегда оказаться эффективным. Окончательно вопросы оценки эффективности распознающего устройства и его детальной структуры могут быть решены только в результате проведения эксперимента.

Рассмотрим некоторые результаты моделирования системы при наличии только шумовых (1-я тест-модель) и сосредоточен­ ных и шумовых (2-я тест-модель) помех.

На рис. 4.10 приведена зависимость вероятности ошибки от

числа отсчетов p=f(m),

используемых

при

построении, гисто­

грамм. При малом числе отсчетов до т

20

из-за

неустойчиво­

сти гистограмм прием практически невозможен

(р = 0,5) при

использовании всех исследуемых параметров

(А,

ср, Дф, Д2 ф) и

по всем критериям. Вследствие случайности начальной фазы импульсов фаза является неинформативной при любом числе отсчетов. Если бы была возможность использовать т= 100-н200, то можно было получить /?=<£• 10~2 (& = 5-М) как по А, так

155


й по Л<р. Параметр ф является в первой помеховой ситуации менее информативным. Критерий Ансэри — Бредли практически неработоспособен, а простой критерий Смирнова не уступает критериям Вилкоксона и Зигангирова по распределению огибаю­ щей. По той же помеховой ситуации, но при неслучайной фазе сигнала в импульсах, распределение фазы становится рабочим параметром, а критерий Ансари — Бредли — работоспособным

1

1Г

к1 1 1

\\

1

1

1

1

1

S 1

•\

1

\

?о5оюогоощ

 

 

 

 

А Ч>

 

Л2</>

а

. а •в

{

 

I

 

в

 

1

 

 

 

 

1С3

 

i

f

>

-, 1—8 1

 

 

 

]

Л

 

 

 

 

 

 

 

1\

С1

 

 

 

 

 

 

1\

 

 

 

\

 

 

 

 

 

 

<

 

 

1 \

i

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

Ч

 

 

 

 

1

 

 

л •

 

 

 

 

1

 

 

V

 

 

 

 

 

 

\

 

 

 

 

\

 

 

1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

 

 

 

 

 

 

 

Ь

 

 

 

 

 

 

 

\

ш

гохюогоо

4оо

4ео205оюогоо Шгоыюогоо \

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

\

 

•в!

 

 

 

p = tf(fn)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

4.10.

 

 

 

 

 

(по ф, Аф и Л2 ф), но непригодным по А. Соответствующий пере-' счет отношения /г2, полученный с учетом необходимой полосы пропускания при лг-отсчетах, показывает, что вероятности оши­ бок в системе распознавания даже при больших т всегда больше тех, которые могут быть получены при согласованной фильтрации.

156


Подробные исследования данной системы, проведенные С. А. Мошенским и автором в условиях второй помеховой ситуа­ ции (дополнительно присутствуют сосредоточенные помехи), показывают, что помехоустойчивость ее значительно выше по­ мехоустойчивости оптимальной (по шумам) системы AT. В усло­ виях, когда система AT становится неработоспособной ( Л п > >'/2-<4с), система распознавания образов может 'обеспечить вероятность ошибки р « 1 0 - 2 , что позволяет применять ее со­ вместно с весьма простым декодирующим устройством, так как система распознавания производит частичную декорреляцию ошибок.

Таким образом, рассмотренная система распознавания всегда проигрывает по помехоустойчивости оптимальной системе AT при нефлуктуирующем сигнале и шумовых помехах, что подтверж­ дает правомерность основных выводов теории потенциальной помехоустойчивости. Она оказывается лучше системы AT при воздействии помех с неравномерным спектром, особенно в тех случаях, когда распределения становятся мультимодальными.

Система способна автоматически переходить в режим «на­ стройка» При изменении характера помех, а после обучения вести передачу информации, используя наиболее информативные параметры.

Несмотря на некоторые положительные качества, система требует дальнейшей доработки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Вработе рассматривались вопросы построения функциональ­ ных моделей и их использование только при исследовании поме­ хоустойчивости и не нашли своего отражения методы моделиро­ вания сложных систем и комплексов связи. Переход к построе­ нию моделей сетей связи основан на использовании моделей каналов связи различной физической природы, а также отобра­ жении потоков поступающей на них информации. Теоретические основы построения таких моделей остаются неизменными, по­ скольку при этом модели сложных структур должны быть подобны оригиналу.

Вкачестве первичных моделей могут быть использованы результаты предварительного моделирования каждого из кана­ лов, представленные, например, потоком ошибок, записанным на НМЛ или другой носитель информации, или обобщенные стати­ стические данные по скорости и верности передачи в определен­ ные отрезки времени.

Аналогично этому можно использовать результаты модели­ рования первой решающей схемы при исследовании эффектив­ ности предлагаемых методов кодирования или любых других методов преобразования сообщений в сложных комплексах. Однако переход к таким моделям возможен лишь при использо­ вании машин, обладающих не только повышенным быстродей­ ствием, но и большой оперативной памятью, так как применение НМЛ приводит к резкому уменьшению быстродействия моделей.

В работе вынужденно не был отражен этап программирова­ ния. Следует подчеркнуть, что не всегда использование, напри­ мер, АЛГОЛ-программ позволяет отобразить все преобразова­ ния, которые осуществляются в моделях. Кроме того, они полу­ чаются явно неэкономичными как по потребной памяти, так и по быстродействию, что вынуждало применять программирование в кодах машин. Поэтому успех моделирования будет еще более явным, если удастся разработать специальный язык моделиро­ вания или хотя бы компилирующие программы.

Использование ЦВМ с развитым математическим обеспече­ нием позволит (как показывают эксперименты на БЭСМ-6) отобразить процесс функционирования систем в реальном, а в некоторых случаях и в ускоренном масштабе времени, что значи­ тельно повысит эффективность функционального моделирования.


ЛИТЕРАТУРА

1.Общая теория овязи. Под ред. Л. М. Фляка. ВАС, 1970.

2.Богатырев Ю. В., Кондратьев С. Л:, Оганян Л. #., Паничев Б. А., Панков Л. В. Функциональное моделирование средств и систем связи на цифровых вычислительных машинах. ВАС, 1969.

3.Кондратьев С. Л. Функциональное моделирование систем передач}! информации. ВАС, 1970.

4.Бусленко Н. П., Шрейдер Ю. А. Метод статистических испытаний (ме­ тод Монте-Карло) и его реализация на цифровых вычислительных машинах. Физматгиз. 1961.

5.Поляк 10. Г. Вероятностное моделирование иа электронных вычисли­ тельных машинах. Энергия, 1971.

6.Быков В. В. Цифровое моделирование в статистической радиотехнике. Сов.'Радио, 1971.

7.

Понтрягин Л. С. Непрерывные

группы. ГИТТЛ, 1954.

8.

Заде Л., Дезоер

Ч. Теория линейных систем. Наука, 1970.

9.

Белецкий А. .Ф.

Основы теории

линейных электрических цепей. Связь,

1967.

10.Веников В. А. Теория подобия и моделирование применительно к зада­ чам электроэнергетики. В. Ш., 1966.

11.Альперт Я. Л. Распространение радиоволн и ионосфера. Изд. АН

СССР, 1960.

12.Теплое Н. Л. Помехоустойчивость систем передачи дискретной инфор­ мации. Связь, 1964.

13.Гаек Я., Шидак 3. Теория ранговых критериев. Наука, 1971.

14.Теория связи. Перевод под ред. Б. Р. Левина. Связь, 1972.

15.Мудрое В. И., Кушко В. Л. Метод наименьших модулей. Знание, 1971.

16.Тихонов В. И: Статистическая радиотехника. Сов. радио, 1966.

17.Кондратьев С. Л., Мошенский С. А. Решающее устройство системы распознавания обрааов. Д-1593, Серия Б, № 10, 1972.


ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стр.

В в о д е « и в

 

 

 

 

 

 

 

г .

 

 

 

 

 

3

Г л а в а

1. Основы функционального

моделирования

 

 

 

 

6

§

1.1. Общность

 

модели с оригиналом и модельные отношения . .

6

§

1.2. Основные

 

функциональные свойства

системы

связи

. . .

 

15

§

1.3. Основные положения

теории

функционального моделирования

30

Г л а в а

2. Определение

и

оценка

критериев

подобия

 

 

 

42

§

2.1. Использование априорной информации при построении моделей

43

§

2.2. Элементы

 

статистической' теории

оценки

параметров

. . .

 

48

§

2.3. Оценка

параметров

сигналов

 

 

 

 

 

 

56

Г л а в а

3. Моделирование

функциональных

элементов

канала

связи .

69

§

3.1. Моделирование сигналов и помех

 

 

 

 

 

69

§

3.2. Моделирование

 

линейных

и

нелинейных

элементов . .

 

. 8 2

§

3.3. Модель

автогенератора

 

 

 

 

 

 

 

 

, 9 5

§

3.4. Моделирование

среды

распространения сигналов . . . .

 

105

§ 3.5. Моделирование

 

узкополосных и миогочастотных систем связи

119

Г л а в а

4. Оценка

 

помехоустойчивости

систем

связи на

функциональных

 

 

 

моделях

 

.

 

. - .

.

 

 

 

 

 

 

 

127

§

4.1. Некоторые вопросы методики и оценка

результатов

модели­

 

 

 

рования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

128

§

4.2. Проверка

качества моделей

по результатам моделирования

.

138

§

4.3. Оценка • помехоустойчивости

системы

распознавания образов

на

 

 

 

функциональных

моделях

 

. . . . . . . . .

 

145

З а к л ю ч е н и е

4

 

,

 

,

.

,

 

 

 

 

 

 

 

.158

Л и т е р . а т у р а

 

.

,

«

.

*

. . . . . . . .

А . .

159

 

Редактор 3.

Л.

Калганова

 

 

Корректор Л. М.

 

Кондратенко

 

Сдано в набор

15 октября 1973 г.

Подписано к печати 30

ноября 1973 г.

Г 853078.

Объем

10

печ. л.

Зак. 802.

 

Бесплатно.

 

 

 

Типография

ВАС