Общая теория электросвязи. Передача и распространение электрических сигналов, помехи, искажения, качество сигналов

рассмотрена задача оценки фазы узкополосного радиосигнала, искаженного замираниями и наблюдаемого на фоне белого шума. Амплитуда и фаза замирающей компоненты сигнала имеют соответственно релеевское и равномерное распределения вероятностей, что соответствует случаю райсовских замираний. При этом замирания считаются быстрыми, т.е. время корреляции замираний значительно меньше длительности сигнала. Найдены аналитические выражения для плотности вероятности оценки, а также для смещения (систематической ошибки) и рассеяния (среднего квадрата ошибки) оценки при наличии замираний

Данная методическая разработка предназначена для самостоятельной подготовки студента заочного факультета к выполнению аудиторной контрольной работы по дисциплине «Цифровая обработка сигналов».

Предлагается метод демодуляции сигналов на основе обработки их совместных распределений, модифицированных процедурами временного нормирования. Приводятся результаты практических экспериментов по демодуляции сигналов частотной манипуляции. Представляются теоретические обоснования применимости разработанного метода

выполнены синтез и анализ квазиправдоподобных алгоритмов оценки времени прихода и длительности сигнала неизвестной формы, наблюдаемого на фоне аддитивного гауссовского белого шума. Исследованы квазиправдоподобные оценки времени прихода и длительности при использовании в приёмном устройстве прямоугольного и ступенчатого опорного сигналов. Выполнено сравнение точности оценок времени прихода и длительности при различных опорных сигналах. На примере оценок параметров прямоугольного импульса со скошенной вершиной даны рекомендации по выбору высоты ступенек опорного сигнала, обеспечивающих наибольшую точность квазиправдоподобных оценок

В учебно-методической разработке приводится систематизированный материал, посвященный оптическим усилителям на основе волокна легированного эрбием. В результате выполнения лабораторной работы студенты получают навыки моделирования оптических усилителей и исследуют зависимость основных параметров усилителей от схемы накачки и характеристик эрбиевого волокна.

Приведен синтез рекуррентных цифровых m-фильтров скользящего окна произвольного динамического порядка, согласованных с базисом функций Виленкина-Крестенсона. Предлагаемый фильтр является многоканальным, т. е. приспособленным к рекуррентной обработке не только скалярных, но и векторных сигналов. Показано, что данные фильтры допускают эффективную вычислительную реализацию и хорошо аппроксимируют желаемую амплитудно-частотную характеристику (АЧХ).

предложен новый подход для повышения скорости передачи информации при заданной достаточно узкой полосе частот канала, основанный на анализе переходных процессов в режекторном фильтре

Предложен метод имитации псевдослучайных сигналов с энергетическими характеристиками, инвариантными к обобщенному временному сдвигу в системах счисления с переменным основанием, использующий каноническое и спектральное представления случайных процессов в базисе обобщенных функций Крестенсона и приводящий к эффективным алгоритмам имитации различной вычислительной сложности.

Актуальность и цели. Повышение точности распознавания речи в условиях наличия шумовых помех представляет собой важную задачу, поскольку существуют области применения систем распознавания речи, где, несмотря на растущую актуальность, существует проблема достижения высокой точности распознавания при наличии различных шумовых воздействий. Объектом исследования являются бортовые системы автоматического распознавания речи. Предметом исследования являются повышение вероятности распознавания речи в условиях шумовых помех. Цель исследования – разработка методов и алгоритмов повышения точности распознавания в условиях наличия шумовых помех Материалы и методы. Исследование методов распознавания речи в условиях шумовых помех выполнено с использованием нейронных сетей и скрытых марковских моделей. Результаты. Разработан метод получения вектора акустических признаков на основе применения мел-частотных кепстральных коэффициентов. Основу разработанного метода составила новая формула обучения линейных однослойных нейронных сетей (ЛОНС), полученная с помощью применения двух целевых функций. Первая целевая функция – это вероятностная функция нормального гауссовского многомерного распределения, вторая целевая функция – это функция вычисления кепстральных коэффициентов на основе применения линейных однослойных нейронных сетей для вычисления средней спектральной мощности. Выводы. Предложен метод получения вектора акустических признаков на основе применения мел-частотных кепстральных коэффициентов. Алгоритм обучения ЛОНС, основу которого составляет формула обучения, полученная на основе применения двух целевых функций, позволил повысить вероятность распознавания речи в условиях шумовых помех.

В учебно-методической разработке приводится систематизированный материал по методу и средствам измерения вносимого затухания ОВ на макроизгибах. Рассмотрены физические механизмы возникновения потерь на макроизгибах и методика теоретического расчета.

Изложены математические основы описания сигналов с помошью разрывных функций, спектрального анализа периодических и непериодических сигналов, теории радиосигналов. Рассмотрены примеры решения задач. Предназначено для студентов, обучающихся по специальности 013800 Радиофизика и электроника и направлению подготовки 550400 Телекоммуникации очной и заочной форм обучения (дисциплины "Аналоговые цепи и сигналы". "Введение в теорию сигналов", блок ОПД. ФТД). Ил. 50. Табл. 1. Библиогр.: 7 назв.

Рассмотрена система приема-передачи информации, основанная на манипуляции статистическими характеристиками (коэффициентами эксцесса и асимметрии) стохастического несущего колебания. Задача извлечения полезной информации из принятого колебания сформулирована в терминах задачи обнаружения изменения свойств случайных процессов (задача «разладки»). Для извлечения полезной информации использован дискриминантный метод анализа. Рассмотрены некоторые варианты построения дискриминантных функций. Путем математического моделирования на ЭВМ рассматриваемого алгоритма найдены характеристики дискриминантной процедуры анализа. Выполнено сравнение полученных характеристик с характеристиками оптимальных алгоритмов

Выполнены синтез и анализ квазиправдоподобного алгоритма оценки регулярного параметра сигнала произвольной формы с неизвестными моментами появления и исчезновения, наблюдаемого на фоне аддитивного гауссовского белого шума. Исследовано влияние априорного незнания моментов появления и исчезновения на точность квазиправдоподобной оценки регулярного параметра. В качестве примера рассмотрены квазиправдоподобные оценки амплитуды и начальной фазы прямоугольного радиосигнала. Найден проигрыш в точности оценки вследствие незнания моментов появления и исчезновения

рассмотрен асимптотически оптимальный алгоритм оценки времени прихода быстро флуктуирующего импульсного радиосигнала, принимаемого на фоне аддитивного широкополосного шума. Сигнал представляет собой отрезок узкополосного стационарного гауссовского случайного процесса, причем время корреляции этого процесса много меньше длительности сигнала. Получены аналитические выражения для плотности вероятности асимптотически оптимальной оценки, а также для смещения и рассеяния оценки с учетом возможных аномальных ошибок. Исследовано влияние аномальных ошибок на точность асимптотически оптимальной оценки. Проведено сравнение точности асимптотически оптимальной оценки и оценки максимального правдоподобия

Синтезированы дискретные отображения беспроводного канала связи в соответствии с критерием минимума среднеквадратической ошибки между сигналами на входе и на выходе образуемого дискретного канала при ограничении на энергию передаваемых сигналов. Вычислены матрицы модуляции и демодуляции для исследуемой модели беспроводного канала связи с использованием математического пакета MathCad. Проведена оценка технического эффекта линейных согласованных модуляции и демодуляции для беспроводного канала связи с замираниями, распределенными по закону Накагами. В качестве канала связи рассматривался канал с импульсной характеристикой идеального полосового фильтра в диапазоне от 1 ГГц до 1,1 ГГц и аддитивным белым гауссовским шумом. Продемонстрировано наличие энергетического выигрыша до 0,68 дБ предлагаемых решений относительно стандартной модуляции гармоническими несущими. Причем наибольший энергетический выигрыш, в том числе и по среднеквадратическому отклонению, наблюдается в области средних отношений средней энергии к спектральной плотности шума (около 10-30 дБ). Отмечено снижение среднеквадратической ошибки вследствие стабилизации коэффициента передачи канала связи и как результат – увеличение отношения сигнал-помеха на выходе демодулятора при заданной средней энергии к спектральной плотности шума.

Сегментация изображений играет важную роль в обработке изображений и компьютерном зрении. Для сегментации анизотропных текстур широко используется градиентный структурный тензор. Среди большого числа методов сегментации метод пороговой сегментации является наиболее универсальным из-за его эффективности и простоты. Как правило, сегментация для градиентного структурного тензора основана на использовании априорных данных. Иерархический метод основан на сравнении меры когерентности локальной ориентации текстуры с наперед заданным порогом. Предложено применить метод Оцу для автоматического выбора оптимальных порогов, чтобы разделить анизотропные текстуры. В соответствии с этим методом оптимальные пороги выбираются путем максимизации межклассовой дисперсии. Однако реализация метода Оцу для многоуровневой пороговой обработки требует много времени из-за неэффективного расчета межклассовой дисперсии. Разработан быстрый алгоритм выбора порогов Оцу на основе табличного метода. Предлагаемый подход обладает не только вычислительной эффективностью, но и не требует априорных предположений о свойствах текстур. Эксперименты на типовых изображениях показали, что предложенный алгоритм обеспечивает конкурентноспособные результаты. Рассмотрены примеры, демонстрирующие эффективность алгоритма для сегментации изображений линейных трасс, получаемых при проведении судебно-криминалистической экспертизы.

Рассмотрены свойства СОК-кодов, представляющие наибольший интерес при проектировании физических экспериментальных установок для исследования крайне редких процессов. Отмечается факт недостаточного исследования математических свойств СОК-кодов при условии использования современной двоичной элементной базы. Авторами вводятся понятия контрольной и модулярной избыточности и ставится математическая проблема построения кода. Предлагается практический алгоритм построения СОК-кода и приводится расчет помехоустойчивости на примере передачи 16-битного сообщения. Полученные результаты могут быть интересны при проектировании и исследовании систем передачи данных с использованием помехоустойчивых свойств модулярных кодов

В статье рассмотрены результаты эксперимента по исследованию шума бистатической радиотехнической системы. Проведен статистический и спектральный анализ полученных данных. Выполнено имитационное моделирование случайного процесса с характеристиками, близкими к полученным экспериментальным данным

Анализируются методы оценки качества передачи речевой информации по каналам связи различной структуры.

Функционирование современных цифровых телекоммуникаций в значительной степени зависит от качественных характеристик синхроинформации, передаваемой по сети. Синхронизация территориально распределенных объектов цифровых телекоммуникаций обеспечивается сетью тактовой синхронизации. Для формирования и распределения тактового синхросигнала по сети используются первичный эталонный генератор и ведомые устройства синхронизации (ВУС). Устройства прецизионного контроля (УПК) выполняют функции мониторинга синхроинформации.

В данном учебном пособии показано, как с помощью встроенных средств MATLAB провести анализ формы сигнала с использованием функции неопределенности для основных типов сигналов, таких как прямоугольный импульс и сигнал с линейной частотной модуляцией.

Предложен новый алгоритм выбора головного кластерного узла с использованием нечеткой логики и диаграмм Вороного для всепроникающих сенсорных сетей (CHSFL–VD). Проведено сравнение с известными алгоритмами LEACH и Fuzzy C–Means. Результаты моделирования показывают, что предложенный алгоритм уменьшает потребление энергии и продлевает жизненный цикл сети по сравнению с известными алгоритмами.

Видеотрафик играет все большую роль при внедрении услуг сетей связи следующего поколения (NGN). В статье рассмотрены особенности видеотрафика для NGN, в которой услуги по передаче видео реализуются на базе технологии IPTV. В основе изучения особенностей трафика IPTV лежат результаты измерений, проведенных на модельной сети ЦНИИС.

Приводится описание автоматизированной системы аппроксимативного корреляционно-спектрального анализа случайных процессов, с помощью которой осуществляется моделирование случайных процессов с заданным видом корреляционной функции, аппроксимация корреляционных функций и спектральных плотностей мощности ортогональными функциями Бесселя, оценка по параметрам модели обобщенных корреляционно-спектральных характеристик.

В данной статье рассматривается задача сегментации изображений в условиях непараметрической априорной неопределенности относительно распределений яркостных классов. Отсчеты изображения предполагаются независимыми. В таких условиях применимы ранговые алгоритмы сегментации, но недостатком таких алгоритмов, оценивающих порог по одной рабочей выборке с фиксированным положением или подбором положения, является значительная чувствительность к взаимному расположению области класса и выборки. В отличие от существующих ранговых методов предлагаемый алгоритм использует критерий максимального правдоподобия, вычисляемого по нескольким выборкам. Также в статье изложен способ эффективного вычисления решающей статистики для предлагаемого метода и метода, использующего подбор положения выборки. Способ заключается в предварительном сопоставлении номера выборки каждому рангу и использовании номера выборки для вычисления приращения логарифмической функции правдоподобия. Работа алгоритма была проверена на моделях изображений с нормальными распределениями классов. Приведены зависимости вероятности ошибки по критерию Котельникова от дисперсии распределений классов, количества наблюдений классов в рабочих выборках и расположения пространственно сгруппированных наблюдений класса относительно выборок. Характеристики подтверждают возможность решения задач сегментации полутоновых изображений устойчиво к изменению положения сгруппированных наблюдений.

Снижение скорости передачи и повышение качества синтезированного широкополосного речевого сигнала по показателям естественности его звучания и узнаваемости говорящего может быть достигнуто за счет учета особенностей восприятия речи человеком. В статье предложен новый метод использования свойств психоакустики. Показана возможность оптимизации распределения информационных ресурсов кодека с переменной структурой

Выполнены синтез и анализ квазиправдоподобных алгоритмов обнаружения разрывного сигнала произвольной формы с неизвестными амплитудой и моментами появления и исчезновения. Предполагалось, что сигнал наблюдается на фоне аддитивного гауссовского белого шума. Выполнен синтез квазиправдоподобного алгоритма обнаружения, использующего вместо неизвестных амплитуды и моментов появления и исчезновения сигнала их ожидаемые значения. Исследована возможность адаптации обнаружителя по неизвестным параметрам. Синтезированы квазиправдоподобные алгоритмы обнаружения с адаптацией по амплитуде и по моментам появления и исчезновения. Получены статистические характеристики эффективности функционирования синтезированных алгоритмов обнаружения: вероятности ложной тревоги и пропуска сигнала

Исследованы алгоритмы обнаружения сигнала произвольной формы с неизвестными амплитудой и длительностью, наблюдаемого на фоне аддитивного гауссовского белого шума. Выполнен синтез квазиправдоподобного алгоритма обнаружения, использующего вместо неизвестных амплитуды и длительности сигнала их ожидаемые значения. Исследована возможность адаптации обнаружителя по неизвестным параметрам. Синтезированы кзиправдоподобные алгоритмы обнаружения с адаптацией по амплитуде и по длительности. Получены статистические характеристики эффективности функционирования синтезированных алгоритмов обнаружения: вероятности ложной тревоги и пропуска сигнала. Выполнен сравнительный анализ алгоритмов обнаружения

Сегментация изображений на основе текстурных признаков играет важную роль в задачах обработки и анализа изображений. Для сегментации анизотропных текстур широко используется градиентный структурный тензор, представляющий собой матрицу вторых моментов производных первого порядка по вертикальному и горизонтальному направлениям двумерной функции яркости. Обычно в алгоритме сегментации на основе градиентного структурного тензора используется нормированная мера когерентности, принимающая значения от 0 до 1. Мера когерентности использует различие собственных значений градиента структурного тензора. Однако применение этой меры когерентности вместо компонент матрицы вторых моментов потенциально ведет к увеличению уровня ошибок сегментации. Для решения проблемы автоматической сегментации анизотропных изображений используется гауссовская аппроксимация совместного распределения компонент градиентного структурного тензора. Оценки параметров гауссовой модели смеси получены с помощью ЕМ-алгоритма, представляющего собой итерационный алгоритм вычисления оценок максимального правдоподобия. EM-алгоритм в значительной степени зависит от начальных условий. Он может сходиться к локальным минимумам и давать ошибочные решения. Для автоматического выбора начальных условий предлагается использовать метод Оцу. Этот метод выбирает оптимальный порог для разделения анизотропных текстур путем максимизации межклассовой дисперсии. Экспериментальные данные показали, что предложенный алгоритм приводит к значительному улучшению точности сегментации анизотропных изображений на основе градиентного структурного тензора.

проведен сравнительный анализ алгоритмов обнаружения прямоугольного импульса на фоне аддитивного гауссовского белого шума при реализации санкционированного и несанкционированного доступа к передаваемой информации. Предполагалось, что передаваемая информация заключается в факте наличия или отсутствия сигнала. Несанкционированный доступ стороннего наблюдателя осуществляется при полном или частичном незнании параметров сигнала. Степень скрытности передаваемой информации характеризуется параметром скрытности, определяющим увеличение порогового отношения сигнал/шум при несанкционированном доступе по сравнению с санкционированным

Рассмотрены вопросы аппроксимации сигналов и функций сложной формы по экстремумам на основе разложения на знакопеременные составляющие. Показано, что на основе аппроксимации "колокольными импульсами" могут быть определены спектральные, времячастотные и другие характеристики сигналов, что является основой ее применения в технических системах.

Разработана модель закона распределения непрерывных случайных величин, принимающих как положительные, так и отрицательные значения, на основе гамма-распределения

Учебное пособие состоит из шести разделов, посвященных основным аспектам детерминированных сигналов и систем: дискретным последовательностям, дискретным линейным системам, описанию сигналов и систем в частотной и z-области. В пособии содержатся сведения по дискретному преобразованию Фурье и спектральному анализу дискретных сигналов. Приводится обобщение основных понятий и методов на двумерные сигналы (изображения). Подготовлено на кафедре геоинформатики и информационной безопасности Самарского университета.

Учебное пособие «Статистическая теория радиотехнических систем» в форме лекций содержит основы статистической теории радиотехнических систем, разработано в соответствии с ФГОС ВО по направлению подготовки бакалавров 11.03.01 - Радиотехника и предназначено для студентов, обучающихся на 4-м курсе для самостоятельной подготовки к практическим и лабораторным занятиям, зачету по курсу. Целью преподавания дисциплины является познакомить студента с теоретическими основами инженерной деятельности в области синтеза радиотехнических систем. При этом главное внимание уделяется методам решения основной задачи решаемой инженером при создании любой современной РТС - извлечению информации из наблюдаемых в шумах и искаженных в процессе передачи сигналов.

Задержка передачи информации по сети связи – один из ключевых показателей, по которому можно делать выводы о качестве функционирования сети и предоставляемых услуг. Для операторов конвергентных сетей, предоставляющих услуги телефонной связи, вопрос обеспечения приемлемых задержек наиболее критичен. В отличие от трафика Интернета, пользовательский и сигнальный трафики в сетях операторов должены соответствовать нормам на ряд показателей, несоблюдение которых приводит как к искажению передаваемой аудио и/или видеоинформации, так и к снижению уровня качества, воспринимаемого пользователями (Quality of experience – QoE) услуг [1].

Описаны основные методы линейной и усредняющей фильтрации цифровых изображений. Методические указания предназначены для студентов специальности 010801 Радиофизика и электроника физического факультета ЯрГУ, изучающих дисциплину специализации «Цифровая обработка изображений». Могут использоваться студентами, обучающимися по специальности 210302 Радиотехника, а также направлению 550440 Телекоммуникации. Материал может быть использован при подготовке студентами курсовых и дипломных проектов. Ил. 11. Библиогр.: 22 назв.

Представлен анализ существенных отличий в технологиях формирования потоков MPEG-2TS и T2-MI, в методах настройки одночастотных сетей первого и второго поколений, обеспечивающих синхронную работу передатчиков в соответствии с международными стандартами цифрового телерадиовещания

Предлагается метод взаимодействия с наземной беспроводной сенсорной сетью с использованием беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Предложенный метод обеспечивает оптимизацию траектории движения с целью минимизации времени доставки информации пользователю. Приводятся сравнительные оценки различных алгоритмов выбора траектории движения для сбора информации с узлов наземной беспроводной сенсорной сети.

К числу широко известных и перспективных методов оценки частотно-временных характеристик сигналов относятся методы, основывающиеся на построении и анализе функции неопределенности. В задачах радионавигации и оценки местоположения источников радиоизлучения такими характеристиками являются взаимная временная задержка и относительный доплеровский сдвиг частоты, возникающие при распространении сигнала от источника до разнесенных в пространстве приемников. Функция неопределенности в данном случае используется для одновременной оценки задержки и доплеровского сдвига частоты. На основе расчета взаимных временных задержек построен разностно-дальномерный метод оценки местоположения объектов, а значение доплеровского сдвига частоты используется для оценки скорости движения излучающего объекта. Одной из серьезных проблем, возникающих при практическом применении функции неопределенности, является большой объем вычислений, требующихся для ее расчета. Основной целью данной работы является разработка вычислительно эффективного метода расчета функции неопределенности с использованием параллельных вычислений на графических процессорах.

Рассмотренывариантыипутисовершенствованиявосходящихлинийсвязиспутниковыхтелекоммуникационных систем с использованием коротких LDPC-кодов. Приведены особенности построения коротких LDPC-кодов, заключающиеся в поиске циклов длины 4 и 6 в проверочных матрицах, что позволяет повысить энергетический выигрыш более чем на 0,5 дБ при вероятности ошибки менее 10-4. Выбраны оптимальные варианты проверочных матриц для коротких кодов LDPC (128,64), (256,128) и (512, 256). Представлены результаты имитационного моделирования, подтверждающие, что короткие LDPC-коды демонстрируют существенный энергетический выигрыш по сравнению с кодами БЧХ и могут быть использованы в перспективных спутниковых системах связи

Об организации спутникового канала связи для корпоративного использования в работе банков.

В статье представлены результаты теоретического исследования шумовых характеристик буферных каскадов (БК), входящих в состав малошумящих автогенераторных модулей, построенных на дифференциальном активном элементе.

Исследован максимально правдоподобный алгоритм обнаружения радиосигнала произвольной формы с неизвестными длительностью, амплитудой и начальной фазой. Выполнен синтез максимально правдоподобного обнаружителя. В результате анализа найдены асимптотические характеристики обнаружения, точность которых увеличивается с ростом отношения сигнал/шум. Приведены результаты статистического моделирования на ЭВМ алгоритма обнаружения радиоимпульса с огибающей колокольной формы, позволяющие определить границы применимости асимптотических выражений для вероятностей ошибок

Рассматривается прием фазоманипулированного широкополосного сигнала (ФМШПС) корреляционным приемником в системах радиосвязи (СРС) в условиях взаимных помех, обусловленных многостанционным доступом, в общем случае, когда начальные фазы полезного и помеховых сигналов случайны, а амплитуды содержат регулярные и флуктуирующие составляющие. Синтезированы алгоритмы формирования выходных эффектов приемника, с использованием которых проведено статистическое моделирование приема ФМШПС в условиях взаимных помех и шумов аппаратуры. Получены оценки вероятности правильного обнаружения для различных априорных данных о параметрах принимаемых сигналов.

В работе предложен метод определения анизотропии изображений на основе анализа двумерных спектров сигналов и спектральных плотностей мощности. Предложены интегральные характеристики анизотропии. Приведены результаты эксперимента на текстурах с различным направлением анизотропии, которые подтвердили применимость предложенного метода

Приведены структурные схемы разработанных алгоритмов приема ФМШПС в информационном канале СРС применительно к наиболее часто встречающимся случаям приема на практике. Учтены флуктуации фазы опорного сигнала, обусловленные шумами канала синхронизации. Показано, что результаты статистического эксперимента хорошо согласуются с теоретическими расчетами

Цель статьи - изыскание метода решения проблемы деления полосы частот речевого сигнала.

В статье рассмотрен подход к декодированию двоичной хаотической последовательности, закодированной с использованием дискретных хаотических отображений, с точки зрения критерия максимального правдоподобия

При пакетной передаче сигналы от источников, имеющие различную длину, "нарезаются" на пакеты определенного размера, что, помимо прочего, вносит характерные изменения в статистическую структуру пакетизированного сигнала. Автором статьи предложен метод расчетов, отражающий названные особенности.

В учебнике изложены основные разделы теории сигналов и теории информации, необходимые для изучения информационных процессов и систем.