B-CDMA: синтез и анализ систем фиксированной радиосвязи - Архипкин В.Я.
ISBN 5-88405-038-0
Скачать (прямая ссылка):
ШАРУ
б)
Z(y)
<ь
а
і г
O-
сф
ПУ
T
ШАРУ
Рис. 1.4. Оптимальные алгоритмы обработки: неадаптивный (слева) и адаптивный (справа) в негауссовой АФМП (а) и адаптивная АПС при широкополосных АФМП (б)
Если же помеха нормальная, то Z (у) + ау = у(\ - г2) и обнаружитель сводится к линейному, изображенному на рис. 1.5, а. Вероятность правильного обнаружения тем выше, чем больше q (см. (1.43)):
g-. 1 (*.)_ ((Z') + af
?„х G\+2a(XZ)-2y(yZ) + a
Z'=^ V21=(Z2)-(Z)2. (1.50)
Опуская громоздкий анализ первых и вторых производных q(r), укажем только, что при негауссовой помехе существует не более трех экстремумов, величины и расположение которых зависят от вида нелинейности, коэффициента корреляции г и параметров схемы. При гауссовой помехе экстремумов нет, Paa тем выше (и круче растет с увеличением qm), чем ближе коэффициент корреляции г к единице (рис. 1.5, б). "ЛАВА 1 су|НТЕЗ ОПТИМАЛЬНЫХ АДАПТИВНЫХ СИСТЕМ РАДИОСВЯЗИ B-CDMA 37
Рис. 1.5. Оптимальный адаптивный компенсатор-обнаружитель в нормальной белой помехе (а) и характеристики обнаружения (б)
1.5. Выводы
Итак, в главе 1 сделано следующее:
1. Получены многомерные совместные плотности вероятностей векторных совокупностей сигналов радиосвязи B-CDMA-3G-4G.
2. Рассмотрено много примеров реальных сигналов и помех, подтверждающих существенную негауссовость и нестационарность сигналов связи и помех.
3. Изучены статистические характеристики квадратур, показывающие негауссовость распределений квадратур и их нормализацию при увеличении мощности сигналов.
4. Изучены смешанные моменты АФМП и доказана нестационарность моментов любого порядка.
5. Решена проблема синтеза оптимальных адаптивных систем связи B-CDMA-3G-4G в гауссовых коррелированных помехах и доказано существование и высокоэффективных процедур компенсации мешающих сигналов и помех.
6. Решена теоретическая проблема оптимального выделения сигналов связи B-CDMA-3G^G на фоне негауссовых помех с эффективными процедурами компенсации.
Полученные результаты исследований являются базой для синтезирования оптимальных адаптивных алгоритмов выделения сигналов на фоне коррелированных
гауссовых и негауссовых помех сигналов B-CDMA-3G, заложенных в структуру
систем фиксированной связи «СТС-Исток» и будущих модификаций.
І Глава 2
СИНТЕЗ КВАЗИОПТИМАЛЬНЫХ СИСТЕМ И ОПТИМИЗАЦИЯ РЕАЛЬНО ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ЦИФРОВЫХ СИСТЕМ B-CDMA-3G ТИПА «СТС-ИСТОК 3/5.0»
2.1. Введение в проблему
В этой главе продолжается теоретический синтез оптимальных алгоритмов систем радиосвязи B-CDMA; исследования сконцентрированы на цифровых системах третьего поколения с максимальной степенью детализации оптимальных алгоритмов обработки сигналов и их модификаций с компенсацией мешающих сигналов в пачке B-CDMA-3G.
Особенности аппарата синтеза оптимальных адаптивных систем радиосвязи B-CDMA-3G, на который сильнейшим образом влияет цифровая система сигналов, заставляют развивать, по сути, новый аппарат исследования случайных дискретно-цифровых сигналов связи.
Из методологических соображений сначала излагается наиболее простой подход, основанный на полученной в гл. 1 формуле (1.40); затем развивается метод анализа статистических характеристик цифровых сигналов и на базе полученных результатов синтезируются оптимальные цифровые алгоритмы обработки сигналов B-CDMA-3G. После этого рассматривается более общий и трудный случай синтеза алгоритмов с использованием гауссова функционала вероятностей (цифровые сигналы на фоне коррелированных или собственных шумов) и наиболее общий подход с применением всей статистики массивов сигналов B-CDMA, приводящий к наиболее эффективным алгоритмам обработки. В завершение приводятся оценки и результаты сравнения оптимальных и известных (классических) компенсаторов помех, показывающих необычайно высокую эффективность оптимальных процедур компенсации (при некоторых условиях).
2.2. Оптимальные алгоритмы выделения полезных сигналов B-CDMA-3G с компенсацией помех и мешающих сигналов на фоне гауссовых помех
Теория статистических решений (TCP) позволяет [33-35] оптимизировать прием. Поскольку приемная аппаратура системы связи CDMA считается заданной и из-
СИН
вес
тая
огр;
стаї
доп
пах
для
те кг
пом
расі
лезі
мат]
Z =
X =
D =
K2i
K
Ko-
KK
cD(z ПОМІ
жет обоз
ОДИІ
усре НИИ, P
сцНТЕЗ КВАЗИОПТИМАЛЬНЫХ СИСТЕМ B-CDMA ТИПА «СТС-ИСТОК 3/5.0»
рестной, опустим рассмотрение трактов СВЧ, гетеродинов, преобразователей, считая их линейными, что справедливо при умеренной мощности сигналов CDMA, и ограничимся диапазоном ПЧ или видеочастот. Поскольку основной интерес представляет пик сжатого сигнала и несколько ближайших чипов, то достаточно правдоподобной будет гипотеза нормализации помеховых сигналов CDMA в этих чипах, за исключением одного из них, являющегося полезным (информационным) для данного коррелятора или согласованного с ними фильтра. В целом отсюда вытекает возможность синтеза оптимальной системы выделения сигналов S на фоне помех X и мешающих сигналов в предположении гауссовости их многомерных распределений вероятностей. Используем сразу алгоритм (1.40) обнаружения X полезного сигнала B-CDMA, который после естественного однократного разбиения матричного корреляционного массива К имеет следующий вид:
