DOI: 10.17586/2226-1494-2018-18-6-1074-1083


УДК621.39; 514.742; 519.61

МЕТОД СИНТЕЗА АЛФАВИТОВ ОРТОГОНАЛЬНЫХ СИГНАЛЬНЫХ ШИРОКОПОЛОСНЫХ СООБЩЕНИЙ

Гришенцев А. Ю.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования: Гришенцев А.Ю. Метод синтеза алфавитов ортогональных сигнальных широкополосных сообщений // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. Т. 18. № 6. С. 1074–1083. doi: 10.17586/2226-1494-2018-18-6-1074-1083

Аннотация

Предмет исследования.Разработан метод синтеза алфавитов ортогональных сигнальных широкополосных сообщений. Приведен пример программной реализации. Выполнен анализ некоторых частных и общих свойств синтезированных взаимно ортогональных сигнальных широкополосных символов и образованных на их основе алфавитов. Метод. Выполнена генерация псевдослучайных N-мерных векторов их ортогонализации методом Грама–Шмидта, последующей трансформацией полученных ортонормированных векторов, по заранее определенным правилам, в соответствующие частотные спектры, которые являются образами искомых ортонормированных широкополосных сигналов в частотном пространстве. Результат окончательного синтеза получен в ходе обратного преобразования Фурье. Основные результаты. Приведен пример возможной программной реализации метода в среде MatLab. Показано, что полученные алфавиты ортогональных сигнальных широкополосных сообщений обладают хорошими корреляционными качествами и могут быть применены в системах связи, в которых необходимо устойчивое распознавание сигнальных сообщений при малых значениях отношения сигнал/шум. Синтез сигнальных символов в частотной области позволяет эффективно контролировать спектр сигнала, производить перенос частоты, реализовывать системы с перестройкой частоты, в том числе псевдослучайной перестройкой, применяемой для организации защищенных каналов связи. Практическая значимость. Высокие корреляционные качества позволяют применять полученные сигнальные символы в системах: множественного доступа с параллельным использованием общего ресурса частота–время; реализующих стеганографические каналы связи за счет сокрытия полезного сигнала в шуме радиоэфира; ограниченной мощности передающих устройств.


Ключевые слова: широкополосная радиосвязь, проектирование, цифровая обработка, ортогональные сигналы, радиостеганография, защищенная передача данных, интероперабельность

Список литературы
  1. Johnson H.W., Graham M. Speed Signal Propagation:
    Advanced Black Magic. Prentice Hall, 2003. 800 p.
  2. Ipatov V.P. Spread Spectrum and CDMA. Principles and Applications. Wiley, 2004. 396 p.
  3. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Ленанд, 2016. 528 с.
  4. Голдсмит А. Беспроводные коммуникации. М.: Техносфера, 2011. 904 с.
  5. Батоврин В.К., Гуляев Ю.В., Олейников А.Я. Обеспечение интероперабельности – основная тенденция в развитии открытых систем // Информационные технологии и
    вычислительные системы. 2009. № 5. С. 7–15.
  6. Богатырев В.А., Богатырев С.В. Эффективность резервирования и фрагментации пакетов при передаче по агрегированным каналам // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2017. Т. 60. № 2. С. 165–170. doi: 10.17586/0021-3454-2017-60-2-165-170
  7. Velichko E., Grishentsev A., Korikov C., Korobeynikov A. On interoperability in distributed geoinformational systems // Lecture Notes in Computer Science. 2015. V. 9247.
    P. 496–504. doi: 10.1007/978-3-319-23126-6_43
  8. Гришенцев А.Ю., Коробейников А.Г., Дукельский К.В. Метод численной оценки технической интероперабельности //
    Кибернетика и программирование. 2017. № 3. С. 23–38.doi: 10.25136/2306-4196.2017.3.23540
  9. Книга Е.В., Жаринов И.О. Принципы построения комбинированной топологии сети для перспективных бортовых вычислительных систем // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 6(88). С. 92–98.
  10. Гришенцев А.Ю., Коробейников А.Г., Величко Е.Н., Непомнящая Э.К., Розов С.В. Синтез бинарных матриц для формирования сигналов широкополосной связи //
    Радиотехника. 2015. № 9. С. 51–58.
  11. Гришенцев А.Ю., Коробейников А.Г. Применение
    некоторых вейвлетов для генерации широкополосных сигналов // Известия высших учебных заведений.
    Приборостроение. 2017. Т. 60. № 8. С. 712–720. doi:
    10.17586/0021-3454-2017-60-8-712-720
  12. Гришенцев А.Ю. Способ синтеза и применение шумоподобных широкополосных сигналов в задачах организации защищенных каналов связи // Радиотехника. 2017. № 9. С. 91–101.
  13. Burrus C.S., Frigo M., Johnson S.G., Pueschel M., Selesnick I. Fast Fourier Transforms. Houston: Rice University, Connexions, 2008. 248 p.
  14. Johnson S.G., Frigo M. The Fastest Fourier Transform in the West. Technical Report MIT-LCS-TR-728. MIT, 1997. 18 р.
  15. Arslan H., Chen Z.N., Di Benedetto M.G. Ultra Wideband Wireless Communication. John Wiley & Sons, 2006. 520 p.
  16. Telatar E. Capacity of multi-antenna Gaussian channels // European Transactions on Telecommunications. 1999. V. 10. N 6. P. 585–596.doi: 10.1002/ett.4460100604
  17. Борисов В.И., Зинчук В.М., Лимарев А.Е. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра
    сигналов методом псевдослучайной перестройки рабочей частоты. 2-е изд. М.: РадиоСофт, 2008. 512 с.
  18. Новиков С.П., Тайманов И.А. Современные геометрическиеструктуры и поля. М.: МЦНМО, 2005. 584 с.
  19. Дубровин Б.А., Новиков С.П., Фоменко А.Т. Современная геометрия: Методы и приложения. Том I. Геометрия
    поверхностей, групп преобразований и полей. 4-е изд. М.: Эдиториал УРСС, 1998. 336 с.
  20. Тайманов И.А. Лекции по дифференциальной геометрии. Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2002. 176 с.
  21. Арнольд В.А. Геометрия комплексных чисел, кватернионови спинов. М: МЦНМО, 2009. 40 с.
  22. Ильин В.А., Поздняк Э.Г. Линейная алгебра. М.: Наука, 1974. 296 с.
  23. Di Benedetto M.G., Hua Y., Kaiser T., Wang X. Cognitive radio technology // IEEE Signal Processing Magazine. 2008. V. 25. P. 10–198. doi: 10.1109/MSP.2008.930499
  24. Гришенцев А.Ю., Коробейников А.Г. Алгоритм поиска, некоторые свойства и применение матриц с комплекснымизначениями элементов для стеганографии и синтеза широкополосных сигналов // Журнал радиоэлектроники. 2016. № 5. С. 9.
  25. Dickson D., Jett P. An application specific integrated circuit implementation of a multiple correlator for UWB radio
    applications // Proc. IEEE Military Communications Conf. (MILCOM). Atlantic City, USA, 1999. P. 1207–1210. doi: 10.1109/milcom.1999.821395
  26. Caso G., Le M.T.P., De Nardis L., Di Benedetto M.G.
    Performance comparison of WiFi and UWB fingerprinting
    indoor positioning systems // Technologies. 2018. V. 6. N 1. doi: 10.3390/technologies6010014


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2019 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика