Анотація до роботи:

Кожухар І.Ф. Ефективність використання методів нелінійної обробки сигналів для систем з корелятивним кодуванням. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.12.02 – телекомунікаційні системи та мережі. Одеська національна академія зв’язку ім. О.С. Попова, Одеса, 2005.

Дисертація присвячена розробленню методів підвищення ефективності систем з корелятивним кодуванням шляхом оптимізації кодеків і синтезатора сигнальної функції та розробці економічних алгоритмів оптимального декодування.

Розроблено новий алгоритм оптимізації передаточної характеристики та коефіцієнтів передавального і приймального кодеків для систем з парціальним кодуванням. Проведено аналіз передаточної функції парціального кодера та її оптимального розподілення між передавачем і приймачем в лінійних системах з шумами.

Проведено дослідження ефективності алгоритму Вітербі для корелятивного кодування в порівнянні з пороговим декодуванням. Розроблено новий алгоритм оптимального декодування по сумарному абсолютному критерію, що сприяє зменшенню складності реалізації корелятивних кодеків.

Запропоновано аналітичний метод синтезу оптимальних сигналів з мінімальною енергією міжсимвольних спотворень при лінійних спотвореннях каналу зв’язку та корелятивному кодуванні. Представлено методику синтеза та апаратного відтворення сигналів з корелятивним кодуванням. Запропоновано методику аналізу достовірності відтворення при апроксимації сигнальних функцій сигналів з корелятивним кодуванням. Проведено обґрунтування вибору структури цифрового формуючого фільтру для практичної реалізації в системах з корелятивним кодуванням.

Запропоновано новий алгоритм визначення передавальних характеристик корелятивного кодера який дозволяє отримати аналітичні вирази для вагових коефіцієнтів передаточних функцій передавального та приймального кодерів, та визначити оптимальні функції передачі корелятивних кодерів для каналу з лінійними спотвореннями і шумами з точки зору їх співпадання з заданою ідеальною наскрізною функцією передачі. Аналіз отриманих результатів показує, що значні зміни коефіцієнтів передавального кодера можуть призвести до неприпустимого спотворення спектральних характеристик сигналу. Тому оптимізацію слід проводити шляхом послідовних наближень, з накладенням певних обмежень на передавальний кодер, які враховують задані спектральні характеристики сигналу на передачі, та наступним вибором коефіцієнтів приймального кодера для максимізації відхилення від заданої ідеальної наскрізної передаточної функції.

Розроблено методику дослідження ефективності використання нелінійної обробки корелятивного сигналу при обмеженні смуги частот в каналі з гаусівським шумом. Показано принципову можливість економії до 30% смуги сигналу, що
передається, за рахунок корелятивного кодування та використання нелінійного прийому який дозволяє отримати енергетичний виграш в співвідношенні сигнал/шум до 3 дБ по відношенню до класичних методів прийому. При цьому обмеження спектру може бути як „знизу” (при використанні корелятивного кодування класу 1 - D), так і „зверху” (при корелятивному кодуванні 1 + D ). Результати моделювання показали, що для систем з корелятивним кодуванням і декодером Вітербі використання око-діаграми для візуальної оцінки якості роботи є мало ефективним так як в цьому випадку задовільна якість роботи може бути при майже повному закритті око-діаграми.

Запропоновано новий метод декодування корелятивних сигналів за алгоритмом Вітербі, заснований на використанні сумарного абсолютного критерію. Показано, що запропонований метод еквівалентний за ефективністю декодування класичному алгоритму Вітербі, але дозволяє отримати виграш в простоті реалізації за рахунок зменшення обчислювального завантаження сигнального процесора і відповідно збільшити швидкість обробки в реальному масштабі часу.

Розроблено аналітичний метод синтезу оптимальних сигналів з мінімальною енергією між символьних спотворень при корелятивному кодуванні і лінійними спотвореннями в каналі зв’язку. Запропоновано метод синтезу та апаратного відтворення сигналів з заданими спектральними властивостями в системах з корелятивним кодуванням. Проведено обґрунтування доцільності вибору базисних ортогональних rect-функцій для апроксимації сигнальної функції, який обумовлено простотою апаратної реалізації rect-функцій в порівнянні з іншими кусочно-постійними типами функцій та можливістю довільного розбиття інтервалу апроксимації на n частин, в той час інші задаються на фіксованому розбитті інтервалу при n = 2^р.

Розроблено алгоритм аналізу достовірності відтворення сигнальної функції rect-функціями, який базується на оцінці величини міжсимвольних спотворень, що виникають за рахунок помилки апроксимації. Встановлено, що рівень таких між символьних спотворень залежить не тільки від кількості rect-функцій, які приймають участь в інтерполяції, а від їх розташування на фіксованому відрізку інтерполяції. Проведено обґрунтування вибору структури цифрового синтезатора для практичної реалізації відтворення сигнальної функції в системах з корелятивним кодуванням.

Розроблені в роботі алгоритми визначення та оптимізації функції передачі корелятивного кодера, алгоритми оптимального декодування та метод синтезу сигнальних функцій знайшли впровадження в обладнанні спряження аналогових РРСП з ЦСП зі швидкістю 6х2 Мбіт/с „ОСА 62”, та модемі на швидкість 34 Мбіт/с „ЦМД-34” для цифрових радіорелейних систем зв’язку і можуть сприяти більш широкому впровадженню методів корелятивного кодування для практичної реалізації в системах зв’язку.

Публікації автора:

1. Кисель В. А., Одинцов Б. В., Кожухарь И. Ф.Предельные характеристики передающего и приемного кодировщиков для систем с парциально-откликовым кодированием (совместная оптимизация). //Труды УНИИРТ. – 1995. - № 2. – С.28-32. (Особистий внесок – розробка моделі каналу, розгляд окремих випадків, визначення виразів для коефіцієнтів кодера).

2. Кисель А. В., Кожухарь И. Ф. Сигналы с минимальной энергией межсимвольных искажений для скоростей передачи выше Найквиста // Труды УНИИРТ. – 1996. – № 3 (7). – С.11-15. (Особистий внесок – визначення виразу для мінімізації енергії лінійних спотворень).

3. Кисель А. В., Мухин П. В., Кожухарь И. Ф. Повышение спектральной эффективности цифровых систем передачи // Труды УНИИРТ. – 1998. - № 2 (14). – С.79-82. (Особистий внесок - моделювання каналу з декодуванням за алгоритмом Вітербі).

4. Кисель В. А., Михайлов Н. К., Кисель А. В., Мухин П. В., Кожухарь И. Ф. Декодирование многоуровневых сигналов частичного отклика по абсолютной метрике // Труды УНИИРТ. – 1999. - №2 (18). – С.19-21. (Особистий внесок – аналіз алгоритму для вхідного сигналу з чотирьма рівнями).

5. Кисель В. А., Михайлов Н. К., Кисель А. В., Мухин П. В., Кожухарь И. Ф. Алгоритм нелинейного приема сигнала данных // Зв’язок. – 2000. - №2(22). –– С. 49-51. (Особистий внесок – моделювання алгоритму сумарного абсолютного критерію для 4-х рівневого сигналу).

6. Сукачёв Э. А., Кожухарь И. Ф. Синтез и воспроизведение сигнальных функций в системах связи с коррелятивным кодированием // Труды УНИИРТ. – 2000. - № 4 (24). – С. 37 – 42. (Особистий внесок – аналіз вірності відтворення корелятивного сигналу, апаратна реалізація кодера).

7. Артюх Н.Г., Кожухарь И. Ф. Повышение эффективности использования радиочастотного ресурса для радиорелейных систем передачи // Труды УНИИРТ. 2004. – №2 (38). – С. 35 – 40. (Особистий внесок – оптимальне декодування корелятивного сигналу 1-D в відповідності з алгоритмом Вітербі).

8. Кисель В. А., Михайлов Н. К., Кисель А. В., Мухин П. В., Кожухарь И. Ф. Оптимальный прием парциально-кодированных сигналов по суммарному абсолютному критерию // Труды конференции ССПОИ-98. 2-ая Международная научно-практическая конференция «Системы и средства передачи и обработки информации». – Одесса. - 1998. – С. 51-52. (Особистий внесок – моделювання алгоритму прийому для вхідного сигналу з чотирьма рівнями).

9. Сукачёв Э. А., Скопа А.А., Кожухарь И. Ф Влияние фазо-частотных искажений на передачу цифровых сигналов методом ЧМ с непрерывной фазой // Труды Международной конференции «Спутниковые системы связи и вещания: Перспективы развития в Украине». UkrSatCom-93. – Одесса. - 1993. – С. 161-164. (Особистий внесок – аналіз спотворень, як наслідок нерівномірності ФЧХ, при передаванні в коді АМІ).

10. Кожухарь И. Ф. Методы ограничения полосы частот сигналов в цифровых системах радиосвязи // Материалы первой Международной научно-технической конференции «Перспективы развития систем радиосвязи и телевизионного вещания». – Одесса. - 1993. – С. 6,7.

11. Михайлов Н.К., Кожухарь И. Ф. Передача дискретных сообщений методом ЧМ с непрерывной фазой // Материалы первой Международной научно-технической конференции «Перспективы развития систем радиосвязи и телевизионного вещания». – Одесса. - 1993. – С. 8-10. (Особистий внесок – розрахунок спектральної ефективності для різних видів частотного імпульсу).

12. Сукачев Э.А., Кожухарь И.Ф., Ланько А.А. Аппаратная реализация сигнальных функций в телекоммуникационных системах с коррелятивным кодированием класса 4 // Труды конференции ССПОИ-2000. 4-ая Международная научно-практическая конференция «Системы и средства передачи и обработки информации». – Одесса, 2000. – С. 21, 22. (Особистий внесок – розрахунок спектрів для різних фільтруючих вікон).

13. Сукачев Э.А., Кожухарь И.Ф., Мухин П.В. Тенденции развития радиорелейных систем передачи // Труды IV Международной научно-технической конференции по телекоммуникациям «НТК-Телеком-99». – Одесса, 1999. – С. 155-157. (Особистий внесок – методи узгодження ЦСП з аналоговими РРСП).

14. Кожухарь И. Ф. Новые подходы к разработке и внедрению цифровых РРСП в Украине // Труды IV Междунпродной научно-технической конференции по телекоммуникациям «НТК-Телеком-99». – Одесса. - 1999. – С.175, 176.

15. Кожухарь И. Ф. Тенденции развития цифровых радиорелейных систем передачи // Труды УНИИРТ. – 2000. - № 2 (22). – С.32-34.

16. Кожухарь И. Ф. Результаты испытаний цифрового телефонного радиоудлинителя // Труды УНИИРТ. – 1995. - № 1. – С. 113-115.

17. Кожухарь И. Ф. Расчет весовых коэффициентов передающего и приемного парциальных кодеров конечной длины // Труды УНИИРТ. – 2005. - № 1 (41). – С. 63-65.

18. Кожухарь И.Ф. Декодирование сигналов с коррелятивным кодированикм по критерию максимального правдоподобия // Труды УНИИРТ. – 2005. - № 2 (42). – С. 122 – 124.