Это обстоятельство обуславливает необходимость применения при синтезе робастных сигналов и устройств обработки методов многокритериальной оптимизации, разработанных в работах Л.С. Гуткина, А.Г. Зюко, В.К. Маригодова и др. [23,…, 27].
Многокритериальный подход позволяет уменьшить чувствительность синтезированных сигналов и устройств обработки к воздействию мешающих факторов. Полученные в этом случае решения являются потенциально возможными, однако при их практической реализации, как правило, не удается полностью реализовать все заложенные в них свойства [8]. Кроме того, качественные показатели полученных решений начинают сильно зависеть от точности задания исходных данных, причем при заданной точности возможно существование нескольких решений с различными свойствами.
К таким задачам относится: задача синтеза фильтра по заданной форме отклика [28], задача восстановления изображений по радоновским образам [29], задача синтеза спектральной плотности мощности (СПМ) сигналов для обнаружения пространственно распределенных объектов [30].
Оптимальные решения этих задач возможны при использовании метода регуляризации А.Н. Тихонова [28], позволяющего получать устойчивые к неточному заданию исходных данных результаты синтеза с минимальным ухудшением других характеристик. Высокая эффективность этого метода впервые была продемонстрирована при решении задач синтеза антенн в работах В.И. Поповкина и Л.Д. Бахраха [31, 32 и др.]. Дальнейшее развитие теории многокритериального синтеза на основе метода регуляризации сигналов и устройств обработки осуществлено в [33].
В связи с широким использованием дискретных сигналов в современных РТС актуальной становится задача синтеза робастных к искажениям дискретных сигналов и устройств их обработки. Данная задача включает в себя как синтез сигналов [5, 34, 35], робастных к искажениям отдельных символов, так и повышение эффективности использования существующих РТС с дискретными сигналами. Последнее возможно за счет использования эффективных устройств обработки [36], робастных к действию мешающих факторов, и более эффективного использования частотного ресурса [37], что также повышает помехоустойчивость РТС. Кроме того, развитие современной элементной базы, особенно сигнальных микропроцессоров и однокристальных ЭВМ, позволяет строить эффективные устройства формирования и обработки дискретных сигналов. Однако, как показано в [38, 39], выбор соответствующих микропроцессоров и ЭВМ представляет собой отдельную многокритериальную задачу.
Все вышесказанное показывает актуальность разработки методов и алгоритмов многокритериального синтеза сигналов и устройств обработки, обеспечивающих робастные качественные показатели РТС, что позволит повысить качество функционирования и помехоустойчивость РТС различного назначения.
Цель работы. Основной целью работы является разработка методов многокритериального синтеза сигналов и устройств обработки, обеспечивающих робастные качественные показатели системы, в интересах повышения качества функционирования и помехоустойчивости РТС.
Поставленная цель работы включает решение задач:
- синтеза устройств обработки, робастных к искажению формы передаточной функции канала связи;
- синтеза сигналов, робастных к искажению спектра;
- синтеза сигналов для радиоканалов с амплитудными замираниями;
- регуляризации решений задач синтеза сигналов и устройств обработки, робастных к действию мешающих факторов;
- разработки алгоритма восстановления внутреннего температурного распределения биологических объектов одночастотным мультипозиционным сканированием;
- разработки методов синтеза фазоманипулированных (ФМн) сигналов и устройств их обработки, робастных к действию мешающих факторов.
Методы исследования. В работе использовались методы статистической радиотехники и математической статистики, вариационного и матричного исчисления, решения некорректно поставленных задач и вычислительной математики. Данные теоретические методы сочетались с экспериментальными исследованиями на основе имитационного моделирования.
Научная новизна. В рамках данной работы были получены следующие новые научные результаты:
1. Предложены на основе критерия максимума удельной энтропии процедуры синтеза устройств обработки, робастных к искажению передаточной функции канала связи и сигналов, робастных к искажению спектра.
2. Синтезированы сигналы для радиоканалов с мультипликативными искажениями амплитуды.
3. Осуществлена регуляризация решений задач синтеза сигналов и устройств обработки, робастных к влиянию различного рода искажений.
4. Предложен алгоритм восстановления внутреннего температурного распределения биологического объекта на основе одночастотного мультипозиционного сканирования измеряемой области.
5. Предложен алгоритм синтеза ФМн сигналов и устройств их обработки, робастных к действию различных мешающих факторов.
Практическая ценность.
Представленные в работе алгоритмы многокритериального синтеза сигналов и устройств их обработки, робастных к действию мешающих факторов, могут быть использованы в таких РТС, как системы передачи информации, радиолокационные системы, медицинские системы диагностики и т.д. Реализация результатов работы позволит снизить чувствительность параметров РТС к влиянию помех и искажений.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Алгоритмы многокритериального синтеза на основе критерия максимума удельной энтропии робастных сигналов и устройств обработки.
2. Процедура синтеза сигналов для радиоканалов с амплитудными замираниями.
3. Алгоритмы регуляризации решений задач синтеза сигналов и устройств обработки, робастных к действию мешающих факторов.
4. Алгоритм восстановления глубинного распределения температуры биологических объектов при одночастотном мультипозиционном сканировании.
5. Процедура многокритериального синтеза модулирующей функции символов ФМн сигналов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.