LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Електроніка. Обчислювальна техніка → Узгоджена цифрова фільтрація широкосмугових та кодових сигналів в часовій області з використанням різниць



Національний університет “Львівська політехніка”



ЛОЗИНСЬКИЙ ВАСИЛЬ ІВАНОВИЧ


УДК 621.376.57+621.391.172



УЗГОДЖЕНА ЦИФРОВА ФІЛЬТРАЦІЯ ШИРОКОСМУГОВИХ ТА КОДОВИХ СИГНАЛІВ В ЧАСОВІЙ ОБЛАСТІ З ВИКОРИСТАННЯМ РІЗНИЦЬ


Спеціальність 05.13.05 — Елементи та пристрої обчислювальної

техніки та систем керування





Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

















Львів – 2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Національному університеті “Львівська політехніка” Міністерства освіти і науки України



Науковий керівник:


доктор технічних наук, професор

Рожанківський Ігор Володимирович,

професор кафедри "Автоматизація та комплексна механізація машинобудівної промисловості" Національного університету “Львівська політехніка”



Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор

Самотий Володимир Васильович,

професор кафедри "Комп’ютеризовані системи автоматики"

Національного університету “Львівська політехніка”.

кандидат технічних наук, доцент, старший науковий співробітник

Яворський Богдан Іванович,

завідувач кафедри "Біотехнічні системи" Тернопільського державного технічного університету імені Івана Пулюя.



Провідна установа:

Вінницький державний політехнічний університет



Захист відбудеться “22” червня 2007 року о 16 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.052.08 в Національному університеті “Львівська політехніка” (79013, м. Львів-13, вул. С. Бандери, 12, ауд. 226 головного корпусу).



З дисертацією можна ознайомитись у науково-технічній бібліотеці Національного університету “Львівська політехніка” (79013, Львів, вул. Професорська, 1).



Автореферат розісланий

“__” _______ 2007 р.



Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради, д.т.н., проф.



Луцик Я. Т.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Узгоджена фільтрація (УФ) є ефективним засобом для виявлення різноманітних сигналів, зокрема шумоподібних, на фоні завад. Вона найчастіше використовується в системах керування автоматизованим виробництвом, роботизованому виробництві та телекомунікації для синхронізації інформаційних потоків. Тому модернізація відомих та розроблення нових ефективних методів та засобів УФ, зокрема цифрової, набуває важливого значення та сприяє прогресу в науці і техніці. Цифрова узгоджена фільтрація (ЦУФ) вимагає великого числа математичних операцій для обчислення згортки сигналу і імпульсної характеристики (ІХ) фільтра. Різницеві методи ЦУФ кодових та широкосмугових сигналів дають можливість зменшити розрядність даних і тим самим значно спростити та здешевити апаратурні реалізації фільтрів та збільшити їх швидкодію.

Цифрову фільтрацію можна здійснювати як в часовій, так і в частотній областях. Цифрова узгоджена фільтрація в часовій області є швидшою і точнішою, однак методи вибору параметрів сигналу, аналого-цифрового перетворювача та фільтра для досягнення максимального співвідношення сигнал/шум, зокрема, коли застосовуються різницеві методи, на сьогоднішній день розроблені ще не достатньо.

У зв'язку з цим розроблення методів, алгоритмів та засобів ЦУФ широкосмугових та кодових сигналів в часовій області з використанням різниць є актуальною науковою задачею.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження, подані у дисертаційній роботі, проведені у рамках співпраці між Національним Університетом “Львівська політехніка” (кафедра АКМ, ІІМТ) та АТР (Інститут телекомунікацій), Бидгощ, Польща, затвердженою Порозумінням про наукове та дидактичне співробітництво між ДУ “Львівська політехніка” та АТР від 31.09.1995р. за № 70-01-179.

Дисертаційна робота виконана у рамках наукового напрямку, яким займається кафедра АКМ, а саме – автоматизація виробничих процесів та автоматизація досліджень.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є розроблення різницевих методів і засобів узгодженої цифрової фільтрації широкосмугових та кодових сигналів в часовій області, які дають можливість підвищити співвідношення сигнал/шум на виході фільтрів та скоротити число математичних операцій спеціалізованих процесорів при апаратурній реалізації таких фільтрів.

Задачі дослідження:

1. Дослідження узгодженої цифрової фільтрації частотно-модульованих сигналів в часовій області на основі модифікованої диференційної імпульсно-кодової модуляції.

2. Обґрунтування алгоритму та створення програмного забезпечення для дослідження методу передачі та виявлення шумоподібних кодових послідовностей на основі знакової дельта-модуляції (ДМ).

3. Вироблення рекомендацій щодо вибору параметрів оцифрованих сигналів, кодерів та фільтрів для одержання максимального SNR на виході цифрового узгодженого фільтра.

4. Визначення особливостей застосування додаткових нелінійних операцій при обчисленні згортки для підвищення співвідношення сигнал/шум на виході цифрового узгодженого фільтра.

5. Розроблення принципів побудови ефективних структур спецпроцесорів для цифрової узгодженої фільтрації широкосмугових та кодових сигналів в часовій області з використанням знакової ДМ та модифікованої диференційної імпульсно-кодової модуляції.

Об’єкт дослідження - цифрова узгоджена фільтрація у часовій області.

Предмет дослідження - різницеві методи та алгоритми цифрової узгодженої фільтрації широкосмугових та кодових сигналів у часовій області.

Методи досліджень. Методи дискретної математики для побудови алгоритмів різницевої узгодженої фільтрації, статистичні методи для порівняльних оцінок різних алгоритмів узгодженої фільтрації, елементи структурного та об’єктного програмування для програмної реалізації та комп’ютерного моделювання розроблених моделей.

Наукова новизна одержаних результатів:

  • Розроблено новий метод та математичну модель різницевої цифрової узгодженої фільтрації частотно-модульованих сигналів в часовій області, що дає можливість здійснювати узгоджену фільтрацію у комбінованому форматі модифікованої ДІКМ-ІКМ без перевантаження різницевого кодера на початкових та кінцевих ділянках імпульсної характеристики, а також замінити операції множення на операції зсуву;

  • Запропоновано новий метод передачі і виявлення шумоподібних кодових послідовностей на основі знакової дельта-модуляції, який дає можливість звузити частотний спектр і амплітудний діапазон синхросигналу при передачі його в суміші з аналоговими інформаційними сигналами;

  • Вперше застосовано підходи до підвищення співвідношення сигнал/шум на виході цифрового узгодженого фільтра шляхом здійснення додаткових нелінійних операцій при обчисленні згортки;

  • Запропоновано ефективні структури, в основу роботи яких покладено розроблені метод різницевої цифрової узгодженої фільтрації частотно-модульованих сигналів в часовій області на базі модифікованої ДІКМ та метод передачі і виявлення шумоподібних кодових послідовностей із застосуванням знакової ДМ.

    Практичне значення одержаних результатів. Отримані результати відкрили шлях до створення ефективної цифрової апаратури для узгодженої фільтрації широкосмугових та кодових сигналів в часовій області з використанням різниць, закодованих за допомогою модифікованої диференційної ІКМ та знакової дельта-модуляції. Вони дають можливість розвивати існуючі та ставити нові задачі, що мають


  •