Анотація до роботи:

Решетняк О.А. Демодуляція широкосмугових сигналів з оцінкою параметрів нестаціонарного радіоканалу адаптивним фільтром Калмана. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.12.13 – радіотехнічні пристрої та засоби телекомунікацій. – Одеська національна академія зв’язку ім. О.С. Попова, Одеса, 2006.

У дисертаційній роботі вирішується задача оцінювання параметрів нестаціонарного радіоканалу адаптивним фільтром Калмана за пілот-сигналом. Задача оцінювання параметрів каналу (коефіцієнта передачі, набігу фази і затримки сигналу) вирішується для забезпечення оптимальної демодуляції широкосмугових сигналів у системах зв’язку з рухомими об’єктами, канали яких відносяться до класу нестаціонарних. У роботі досліджені властивості фільтра Калмана і розроблений скалярний рекурентний алгоритм адаптивної фільтрації Калмана. Розроблений алгоритм володіє утричі меншою обчислювальною складністю у порівнянні з відомими алгоритмами. Також розроблені метод та схеми оцінювання параметрів нестаціонарного радіоканалу адаптивним фільтром Калмана за пілот-сигналом: схема відновлення несівного коливання і схема тактової синхронізації. Ефективність розроблених схем визначена в результаті комп’ютерного моделювання системи зв’язку з рухомими об’єктами стандарту UMTS, для чого розроблена відповідна математична модель.

У дисертаційній роботі вирішена задача оцінювання параметрів нестаціонарного радіоканалу адаптивним фільтром Калмана за пілот-сигналом. Задача оцінювання параметрів каналу повинна вирішуватися для забезпечення оптимальної демодуляції сигналів, та її рішення дуже ускладнюється у нестаціонарних радіоканалах. Оскільки використання класичних методів оцінювання параметрів нестаціонарного радіоканалу за інформаційним сигналом з використанням систем автоматичного керування можна вважати вкрай не ефективним, то були розроблені метод та схеми оцінювання параметрів адаптивним фільтром Калмана за пілот-сигналом і визначена їх ефективність.

У процесі вирішення поставленої задачі були отримані наступні результати:

1. проведено аналіз статистичних характеристик параметрів каналів зв’язку з рухомими об’єктами різних типів і встановлено аналітичний зв’язок між швидкістю руху абонента і шириною спектра параметрів;

2. розроблена математична модель системи зв’язку з рухомими об’єктами, алгоритми комп’ютерного моделювання нестаціонарних параметрів каналу зв’язку та написана комп’ютерна програма-модель;

3. отримані аналітичні вирази інтервалу кореляції і дисперсії процесу, сформованого різницевим рівнянням 1-го порядку;

4. отримані вирази виграшу фільтра Калмана і межі коефіцієнта підсилення фільтра Калмана у стаціонарному випадку;

5. досліджені робастні властивості фільтра Калмана;

6. розроблено алгоритм адаптивної фільтрації Калмана, тобто отримані рекурентні вирази оцінок параметрів фільтра Калмана (коефіцієнта підсилення, дисперсії шуму спостереження, коефіцієнта передачі моделі спостереження);

7. доведена стійкість і досліджена збіжність розробленого алгоритму адаптивної фільтрації Калмана;

8. розроблені схеми оцінювання коефіцієнта передачі каналу, набігу фази у каналі і затримки розповсюдження сигналу у каналі;

9. на основі енергетичного підходу отримано аналітичний вираз завадостійкості Rake-приймача у разі ідеального оцінювання параметрів каналу зв’язку з рухомими об’єктами;

10. в результаті комп’ютерного моделювання визначена завадостійкість Rake-приймача у разі оцінювання параметрів каналу адаптивним фільтром Калмана, RC-фільтром, ПІФ і визначено, що адаптивний фільтр Калмана забезпечує енергетичний виграш у 8 дБ;

11. визначена ефективність оцінювання параметрів каналу зв’язку за пілот-сигналом з використанням адаптивного фільтра Калмана, яка складає 8 дБ у порівнянні з класичними схемами когерентної і некогерентної демодуляції сигналів ОФМ-2 без пілот-сигналу.

Таким чином, поставлена у роботі задача розробки ефективного методу та схем оцінювання параметрів нестаціонарного радіоканалу була вирішена. Результат рішення задачі, тобто схеми оцінювання параметрів нестаціонарного радіоканалу, може бути використаний у будь-якій системі передавання широкосмугових сигналів. Для практичного впровадження розроблених схем у сучасних системах зв’язку немає необхідності заміни апаратної частини, достатньо розробити відповідне програмне забезпечення.

Публікації автора:

1. Решетняк О. А. Корреляционные свойства широкополосных сигналов // Праці УНДІРТ. – 2001. – №4(28). – С. 25-26.

   Решетняк О. А. Радиоинтерфейс спутникового сегмента UMTS // Праці УНДІРТ. – 2002. – №3(31). – С. 57-58.

   Решетняк О. А. Оценка количества абонентов в одной соте сети UMTS // Праці УНДІРТ. – 2003. – №1(33). – С. 28-34.

   Иващенко П.В., Решетняк О.А. Моделирование каналов наземной подвижной связи // Наукові праці ОНАЗ ім. О.С. Попова. – 2003. – №1. – С. 52-57.

   Решетняк О.А. Моделирование каналов наземной и спутниковых систем подвижной связи // Праці УНДІРТ. – 2003. – №2(34)-3(35). – С. 14-16.

   Решетняк О. А. Анализ методов демодуляции сигналов в системах подвижной связи с кодовым разделением // Наукові праці ОНАЗ ім. О.С. Попова. – 2003. – №4. – С. 50-56.

   Иващенко П.В., Решетняк О.А. Исследование фильтра Калмана и его робастных свойств // Наукові праці ОНАЗ ім. О.С. Попова. – 2004. – №2. – С. 27-31.

   Решетняк О. А. Разработка алгоритма адаптивной фильтрации Калмана // Наукові праці ОНАЗ ім. О.С. Попова. – 2004. – №3. – С. 46-50.

   Решетняк О.А. Завадостійкість приймання широкосмугових сигналів у системах рухомого зв’язку // Матеріали VII Міжнародної науково-практичної конференції "Наука і освіта 2004". – Том 63. Технічні науки. – Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2004. – С. 58-59.

   Решетняк О. А., Иващенко П. В. Демодуляция сигналов с оценкой параметров радиоканала адаптивным фильтром Калмана // Сборник научных трудов 2-го Международного форума "Прикладная радиоэлектроника. Состояние и перспективы развития". – Том IV. Международная конференция "Телекоммуникационные технологии и сети". – Харьков: ХНУРЕ, 2005. – С. 197-200.