Метод оптимізації цифрових систем передачі за критерієм мінімуму ймовірності помилки передачі при обмеженні на пікову потужність і впливі процесу синхронізації

Abstract

UА: Дисертація присвячена розробці та дослідженню методу підвищення завадостійкості цифрових систем зв’язку при обмеженому енергетичному потенціалі за рахунок його оптимального розподілу між роздільними інформаційним та синхронізуючим каналами з урахуванням дестабілізуючих процесів в каналі синхронізації. Розроблені методи та технічні рішення дозволяють врахувати вплив якості функціонування підсистем тактової синхронізації на завадостійкість цифрових систем зв’язку, підвищити точність пристроїв синхронізації. Показано, що застосування оптимального розподілу енергетичного потенціалу між інформаційним та синхронізуючим каналами дозволяє підвищити завадостійкість цифрових систем зв’язку. RU: Диссертация посвящена разработке и исследованию методов повышения помехоустойчивости цифровых систем связи при ограниченном энергетическом потенциале за счет его оптимального распределения между раздельными информационным и синхронизирующим каналами с учетом дестабилизирующих процессов. Необходимым условием функционирования современных цифровых систем и сетей передачи данных является наличие качественной, надежной системы синхронизации. Однако при этом влияние системы синхронизации на помехоустойчивость цифровых систем передачи (ЦСП) в современной литературе исследовано в недостаточной степени. В работе обоснована необходимость учета влияния качества функционирования подсистемы синхронизации на помехоустойчивость ЦСП, что позволило поставить и решить задачу оптимального распределения энергетического потенциала между информационным и синхронизирующим каналами по критерию минимума вероятности ошибки передачи при ограничении по пиковой мощности передатчика. На основе этого подхода был разработан метод оптимального согласования параметров информационного и синхронизирующего каналов ЦСП, позволяющий повысить помехоустойчивость не менее чем на 2 порядка по сравнению с существующими системами. Также была доказана и обоснована целесообразность выбора манчестерского кода с использованием разработанного устройства инвертирования импульсов нулей. При сохранении преимуществ в помехозащищенности, манчестерские коды обеспечивают стабильность амплитуды выделяемой гармоники тактовой частоты. При этом увеличивается точность устройства выделения тактовой частоты (ВТЧ), а также уменьшается влияние джиттера, обусловленного помехами. Использование оптимального метода и средства кодирования сигнала по критерию максимума энергетического потенциала канала синхронизации позволяет гарантированно сохранить 50% энергии сигнала тактовой частоты, что не может обеспечить ни один из других методов линейного кодирования из-за невозможности работы в противофазе с ВТЧ. Получены аналитические зависимости числовых характеристик дестабилизирующей амплитудной модуляции от дисперсии джиттера, на основе чего доказана необходимость повышения внимания к стабилизации амплитуды сигнала на входе фазового детектора одной из лучших систем ФАПЧ с предыдущим УПЧ и с синхронным детектором В диссертационной работе проведен системный анализ влияния джиттера и вандера в канале синхронизации на помехоустойчивость ЦСП, что позволило обосновать необходимость разработки методов компенсации влияния данных дестабилизирующих явлений. При этом предложены: 1) методы и средства компенсации джиттера, обусловленного помехой; 2) метод и средство для цифрового дискриминатора ФАПЧ, компенсирующие влияние помехи; 3) метод контроля вандера на основе критерия Аббе. EN: The thesis is devoted to developing and researching methods to improve noise immunity of digital communication systems with limited energy potential due to its optimal distribution between separate information and synchronizing channels, taking into account the parasitic processes. The developed methods and technical solutions allow to consider the influence of the quality of functioning of subsystem clock synchronization on the noise immunity of digital communication systems, improve the accuracy of synchronization devices. It is shown that the use of the optimal distribution of energy potential between information and synchronizing channels can improve the noise immunity of digital communication systems.