Разработка моделей обработки информации учитывающих шумовые и дезинформирующие воздействия на каналы связи (ФНИ, направление 5 «Теоретическая информатика и дискретная математика» ... «в области синтеза, надежности, контроля и защиты дискретных систем обработки информации», раздел 1) Разработка методов преобразования, анализа и структуризации данных, методов построения и анализа высокоскоростных кодов малой плотности проверки на четность и полярных кодов (ФНИ, направление 5 «Теоретическая информатика и дискретная математика» ... «в области в области обработки и анализа изображений и сигналов», раздел 4.
4.1. Анализ моделей спутниковых линий связи.
4.2. Разработка алгоритмов формирования сигналов и их некогерентного приема.
4.3. Создание моделей спутниковых систем передачи информации с использованием разработанных сигнальных конструкций.
4.4. Разработка и создание цифровых систем связи.
Решаемые проблемы связаны с разработкой методов помехоустойчивой передачи информации, включая данные от датчиков ДЗЗ, по спутниковым каналам связи. Особенности данных методов определяются требованиями обеспечения высокоскоростной передачи информационного потока (до 1 Гбит/с и более) и обеспечения высоких вероятностно-энергетических характеристик передачи при наличии сложных канальных помех. Для данных информационных скоростей передачи требуется повышение частотной полосы сигналов до 300 МГц и более и применение сигнальных «созвездий» высокого порядка (ФМ8, КАМ16, APSK32). Достижение требуемых вероятностных характеристик, близких к предельно-возможным характеристикам шенноновской пропускной способности каналов, обеспечивается путем применения класса эффективных помехоустойчивых кодов (коды с алгоритмами итеративного декодирования (турбо-коды, низкоплотностные коды, др.)) в сочетании с сигнальными «созвездиями». В качестве базовых моделей рассматривается канал с аддитивным белым гауссовским шумом (АБГШ) в сочетании с моделями тропосферных и ионосферных линий передачи, вносящих дополнительные сложные межсимвольные и межканальные помехи. Для повышения помехоустойчивости рассматриваемых линий спутниковых систем связи, для увеличения информационной скорости передачи, для снижения эффективности многолучевости применяются методы передачи информации с использованием сигналов с расширенным частотным спектром.
В современной теории связи выделяются следующие методы расширения частотной полосы сигналов:
- прямое расширение спектра сигналов модуляцией несущей псевдослучайной последовательностью (ПСП);
- программное переключение рабочей частоты (ППРЧ);
- использование сигналов с ортогональным частотным мультиплексированием (OFDM сигналы - orthogonalfrequency- divisionmultiplexing).
Сигналы с прямой модуляцией несущей псевдослучайной последовательностью формируется путем умножения сигнала на ПСП с тактовой частотой, превышающей ширину полосы информационных сигналов. Этот метод применяется в современных системах сотовой связи (в системах с кодовым разделением каналов CDMAOne (2G), CDMA200 (3G)), в современных системах спутниковой связи (в спутниковой системе с кодовым разделением MUOS). При методе ППРЧ расширение спектра обеспечивается путем перестройки центральной частоты в выделенном диапазоне частот. Метод ППРЧ применяется в современных сотовых системах цифровой связи (в системе с временным разделением каналов GSM (2G), в системе мобильной связи WiMax (стандарт 802.16е)). OFDM-сигналы представляют сумму парциальных гармонических сигналов, ортогональных на интервале времени определения. Метод передачи с использованием OFDM-сигналов применяется в современных системах цифровой связи (в системе спутникового телевидения DVB-SH, в системах цифрового радиовещания DAB, DAB-T, в системе связи стандарта IEEE 802.11a). Передача с
использованием сигналов с ортогональным частотным мультиплексированием в сочетании с пространственным разнесением MIMO и пространственно-временным кодированием используется в ряде современных системах мобильной связи (например, в системе связи WiMax (802.16е), в сетях мобильной связи LTE, в сетях 4G, 5G). Помехоустойчивые коды, используемые в современных системах связи различного назначения, можно отнести к следующим общим классам:
А) Блоковые циклические коды в двоичных и недвоичных полях (коды БЧХ, коды Рида-Соломона).
Б) Сверточные коды с алгоритмами оптимального декодирования (алгоритм декодирования Витерби).
В) Коды в двоичных и недвоичных полях с алгоритмами итеративного декодирования: сверточные турбо-коды; блоковые турбо- коды; низкоплотностные коды; турбоподобные коды на основе последовательного каскадирования простейших блоковых кодов.
Наиболее эффективными помехоустойчивыми кодами относительно их вероятностно-энергетических характеристик являются коды с алгоритмами итеративного декодирования - их применение обеспечивает достижение вероятностных характеристик, близких к предельным характеристикам Шенноновской пропускной способности каналов АБГШ (отличия от предельных значений не превышают 0.5-2 дБ). Ожидаемые результаты развиваемого направления помехоустойчивой передачи информации, включая данные ДЗЗ, по спутниковым линиям связи со сложными помехами сравнимы с аналогичными мировыми разработками относительно вероятностно-энергетических характеристик и сложности реализации разработанных методов средствами цифровой вычислительной техники. Ожидаемые результаты при решении проблем развития моделей тропосферной и ионосферной линий спутниковых систем цифровой связи сравнимы с аналогичными мировыми разработками относительно их функциональности, в частности, относительно возможностей оценивания эффективности разрабатываемых помехоустойчивых спутниковых систем цифровой связи широкого назначения (низкоорбитальных, среднеорбитальных, высокоорбитальных, др.) с применением этих моделей.
1. Назаров Л.Е., Зудилин А.И. Влияние нелинейностей передатчика на многочастотные сигналы с ортогональным частотным мультиплексированием.// Журнал радиоэлектроники (электронный журнал РАН, http://jre.cplire.ru/dec10/2/text.pdf). 2010. No12.
2. Назаров Л.Е., Головкин И.В. Алгоритмы итеративного декодирования кодов-произведений с проверкой на четность.// Журнал радиоэлектроники (электронный журнал РАН, http://jre.cplire.ru/jan11/3/text.pdf). 2011. No1.
3. Назаров Л.Е., Зудилин А.И. Оценка мощности интермодуляционных помех для сигналов с частотным ортогональным мультиплексированием// Журнал радиоэлектроники (электронный журнал РАН, http://jre.cplire.ru/jul11/2/text.pdf). 2011. No7.
4. Зудилин А.С., Назаров Л.Е. Влияние нелинейностей передатчика на сигналы с ортогональным частотным мультиплексированием. Труды 5 Всероссийской конференции “Радиолокация и радиосвязь”. 2011. 21-25 ноября, г.Москва.
5. Головкин И.В., Назаров Л.Е. Программно-аппаратная реализация помехоустойчивых кодов формата CCSDS. Труды 5 Всероссийской конференции “Радиолокация и радиосвязь”. 2011. 21-25 ноября, г.Москва.
6. Назаров Л.Е., Головкин И.В., Моисеев Н.И., Романовский М.И. Разработка низкоплотностных кодов с пониженной сложностью алгоритмов декодирования. // Труды IV Всероссийской научно-технической конференции “Актуальные проблемы ракетно-космического приборостроения и информационных технологий”. 15-17 июня. 2011. Москва. CD-ROM.
7. Назаров Л.Е., Зудилин А.С., Головкин И.В., Маныкин Д.Н., Моисеев Н.И., Романовский М.И. Способы снижения влияния нелинейностей передатчика на OFDM сигналы // Труды IV Всероссийской научно-технической конференции “Актуальные проблемы ракетно-космического приборостроения и информационных технологий”. 15-17 июня. 2011. Москва. CD-ROM.
8. Головкин И.В., Маныкин Д.Н., Назаров Л.Е.Моисеев Н.И., Романовский М.И. Программно-аппаратная реализация кодеков низкоплотностных (LDPC) кодов, рекомендованных в стандарт CCSDS/ // Труды IV Всероссийской научно-технической конференции “Актуальные проблемы ракетно-космического приборостроения и информационных технологий”. 15-17 июня. 2011. Москва. CD-ROM.
9. Назаров Л.Е., Головкин И.В. Устройство для приема дискретных сигналов. Патент на полезную модель. No107613 U1. Опубликовано 20.08.2011. 10. Назаров Л.Е., Головкин И.В., Назарова З.Т., Панова Н.А. Устройство для приема дискретных сигналов. Патент на полезную модель. No111941 U1. Опубликовано 09.2011.
11. Головкин И.В., Назаров Л.Е., Назарова З.Т., Маныкин Д.Н., Щеглов М.А. Программно-аппаратная реализация сверточных турбо-кодов стандарта CCSDS. // Электросвязь, 2012. No2. С.25-28.
12. Назаров Л.Е., Шишкин П.В. Алгоритмы некогерентного приема сигнально-кодовых конструкций на основе блоковых турбо-кодов.// Журнал радиоэлектроники (электронный журнал РАН, http://jre.cplire.ru/jul12/2/text.pdf). 2012. No7. Июль.
13. Назаров Л.Е., Шишкин П.В. Прием сигнально-кодовых конструкций с неопределенной начальной фазой. Труды V Всероссийской научно-технической конференции “Актуальные проблемы ракетно-космического приборостроения и информационных технологий”. 5-7 июня. 2012. Москва. CD-ROM. Стр.162.
14. Назаров Л.Е., Маныкин Д.Н., Моисеев Н.И., Романовский М.И., Головкин И.В. Опыт реализации помехоустойчивых кодов, входящих в стандарты спутниковых систем связи.// Труды V Всероссийской научно-технической конференции “Актуальные проблемы ракетно- космического приборостроения и информационных технологий”. 5-7 июня. 2012. Москва. CD-ROM. Стр.152.
15. Зудилин А.С., Моисеев Н.И., Назаров Л.Е., Романовский М.И. Помехоустойчивая система связи с использованием сигнально-кодовых конструкций на основе OFDM сигналов. Труды V Всероссийской научно-технической конференции “Актуальные проблемы ракетно-космического приборостроения и информационных технологий”. 5-7 июня. 2012. Москва. CD-ROM. Стр.162.
16. Зудилин А.С., Назаров Л.Е. Оценивание мощности интермодуляционных помех для сигналов с ортогональным частотным мультиплексированием.// Труды 17-о1 Международной научно-технической конференции «Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций». 6-8 мая 2012. г.Рязань. Стр.82-84.
17. Зудилин А.С., Назаров Л.Е. Алгоритмы компенсации сосредоточенных по спектру помех для OFDM сигналов.// 6-я Всероссийская конференция «Радиолокация и радиосвязь». Москва. 2012.
18. Назаров Л.Е., Шишкин П.В. Некогерентный прием сигнально-кодовых конструкций на основе блоковых турбо-кодов. // 6-я Всероссийская конференция «Радиолокация и радиосвязь». Москва. 2012.
19. Назаров Л.Е., Зудилин А.С. Оценивание мощности интермодуляционных помех для сигналов с ортогональным частотным мультиплексированием. // Телекоммуникации. 2013. No1. Стр.21-26.
20. А.С.Зудилин, Н.И.Моисеев, Л.Е.Назаров. Помехоустойчивая система связи с использованием сигнально-кодовых конструкций на основе OFDM сигналов. // Научное издание «Ракетно-космическое приборостроение и информационные технологии». Труды V Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы ракетно-космического приборостроения и информационных технологий». 2013. М: Радиотехника. Стр. 195-204.
21. Л.Е.Назаров, П.В.Шишкин. Прием сигнально-кодовых конструкций с неопределенной начальной фазой. // Научное издание «Ракетно-космическое приборостроение и информационные технологии». Труды V Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы ракетно-космического приборостроения и информационных технологий» . 2013. М: Радиотехника. Стр. 205- 210.
22. Игошин Е.В., Зудилин А.С., Романовский М.И., Назаров Л.Е. Опыт разработки, реализации и полевой апробации сигнально-кодовой конструкции для БПЛА. Сборник тезисов докладов Международной научно-технической конференции «Научно-технические проблемы построения систем и комплексов землеобзора, дозора и управления и комплексов с беспилотными летательными аппаратами». Москва. 2013. 23 Мая. Стр.64-65.
23. Назаров Л.Е., Зудилин А.С. Оценка мощности интермодуляционных помех при предельном ограничении огибающей сигналов с ортогональным частотным мультиплексированием.// Журнал радиоэлектроники (электронный журнал). No6. 2013. http://jre.cplire.ru/jre/jun13/1/text.pdf.
24. Зудилин А.С., Романовский М.И., Моисеев Н.И., Назаров Л.Е. Алгоритмы синхронизации для помехоустойчивой системы связи с использованием сигнально-кодовых конструкций на основе OFDMсигналов.// Тезисы докладов V1 Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы ракетно-космического приборостроения и информационных технологий» . 5-7 июня 2013. М.:Физматлит. Стр.152.
25. Назаров Л.Е., Касьяненко Е.Е., Шишкин П.В., Головкин И.В. Алгоритмы некогерентного приема сигнально-кодовых конструкций на основе турбо-кодов.// Тезисы докладов V1 Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы ракетно-космического приборостроения и информационных технологий» . 5-7 июня 2013. М.:Физматлит. Стр.173.
26. Зудилин А.С., Щеглов М.А., Назаров Л.Е. Программно-аппаратная реализация кодеков турбо-кодов с высокой избыточностью. // Тезисы докладов V1 Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы ракетно-космического приборостроения и информационных технологий» . 5-7 июня 2013. М.:Физматлит. Стр.174.
27. Назаров Л.Е., Игошин Е.В., Зудилин А.С. Разработка и реализация сигнально-кодовой конструкции для высокоскоростного каналам БПЛА-Земля.// Журнал радиоэлектроники (электронный журнал). No7. 2013. http://jre.cplire.ru/jre/jul13/1/text.pdf.
28. Назаров Л.Е., Зудилин А.С. Алгоритмы компенсации сосредоточенных по спектру помех для сигналов с ортогональным частотным мультиплексированием. // Известия Вузов. Электроника. 2013. No6.
29. Зудилин А.С., Назаров Л.Е. Алгоритмы первоначального вхождения в синхронизм для помехоустойчивых систем связи на основе OFDM-сигналов.// 7-ая Всероссийская конференция «Радиолокация и радиосвязь». 25-27 ноябрь. 2013.
30. Назаров Л.Е., Шишкин П.В., Батанов В.В. Алгоритмы некогерентного приема сигнально-кодовых конструкций на основе турбо-кодов и сигналов Уолша. //7-ая Всероссийская конференция «Радиолокация и радиосвязь». 25-27 ноябрь. 2013.
31. Назаров Л.Е., Игошин Е.В., Зудилин А.С., Щеглов М.А. Разработка, реализация и испытания сигнально-кодовых конструкций для высокоскоростной радиолинии связи с БПЛА. // 7-ая Всероссийская конференция «Радиолокация и радиосвязь». 25-27 ноябрь. 2013.
32. Назаров Л.Е., Шишкин П.В., Батанов В.В. Алгоритмы некогерентного приема сигнально-кодовых конструкций на основе последовательного турбо-кода с большой избыточностью.// Известия Вузов. Электроника. 2014. No6. Стр.60-66.
33. Назаров Л.Е., Зудилин А.С. Методики оценивания мощности интермодуляционных помех для сигналов с ортогональным частотным мультиплексированием.// Радиотехника и электроника. 2014. Т.59. No2. Стр. 173-178.
34. Назаров Л.Е., Игошин Е.В., Зудилин А.С., Щеглов М.А. Разработка, реализация и испытания сигнально-кодовых конструкций для высокоскоростной радиолинии связи с БПЛА. // Успехи современной радиоэлектроники. 2014. No8. Стр. 68-74.
35. Назаров Л.Е., Батанов В.В., Кузнецов О.О. Алгоритмы итеративного посимвольного приема блоковых турбо-кодов на основе кодов с проверкой на четность. // Журнал радиоэлектроники (электронный журнал). 2014. No9. http://jre.cplire.ru/jre/sep14/1/text.pdf.
36. Назаров Л.Е., Зудилин А.С. Применение текущего спектрального анализа для вхождения в синхронизм подвижных систем связи на основе OFDM-сигналов. Труды VIII Всероссийской научно-технической конференции. 24-26 ноября 2014 г., г.Москва. Стр. 128-131.
37. Назаров Л.Е., Батанов В.В., Зудилин А.С., Шишкин П.В. Эмпирические и статистические модели каналов спутниковых подвижных систем связи. Труды VIII Всероссийской научно-технической конференции. 24-26 ноября 2014 г., г.Москва. Стр. 131-134.
38. Назаров Л.Е., Шишкин П.В. Некогерентный посимвольный прием сигналов с относительной фазовой манипуляцией. Труды VIII Всероссийской научно-технической конференции. 24-26 ноября 2014 г., г.Москва. Стр. 134-137.
39. Назаров Л.Е., Батанов В.В. Алгоритмы приема последовательных турбо-кодов на основе ОФМ в системах связи с переключением частоты. Труды VIII Всероссийской научно-технической конференции. 24-26 ноября 2014 г., г.Москва. Стр. 297-299.
40. Назаров Л.Е., Зудилин А.С. Оценивание мощности и эффективности интермодуляционных помех при ограничении огибающей OFDM-сигналов. // Радиотехника и электроника. 2015. Т.60. No5. Стр. 522-528.
41. Назаров Л.Е., Щеглов М.А. Вероятностные характеристики итеративного приема дискретных сигналов на основе помехоустойчивых блоковых низкоплотностныхкодов.// Журнал радиоэлектроники (электронный журнал). //jre.cplire.ru/jre/apr15/5/text.pdf. 2015. No4.
42. Назаров Л.Е., Батанов В.В. Назарова З.Т.Характеристики ионосферных и тропосферных линий спутниковых систем связи.// Журнал радиоэлектроники (электронный журнал). //jre.cplire.ru/jre/sep15/6/text.pdf. 2015. No9.
43. Назаров Л.Е., Батанов В.В., Зудилин А.С., Саворский В.П. Модели ионосферных и тропосферных линий спутниковых систем связи. 13-ая Всероссийская конференция «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса» (16-20 ноября 2015г., г. Москва). Тезисы докладов. CD-R, стр.51.
44. Назаров Л.Е., Батанов В.В., Зудилин А.С. Модели многолучевости распространения сигналов в линиях спутниковых систем связи. 13-ая Всероссийская конференция «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса» (16-20 ноября 2015г., г. Москва). Тезисы докладов. CD-R, стр.50.
45. Назаров Л.Е., Батанов В.В, Зудилин А.С. Модели линий спутниковых систем связи. IX Всероссийская конференция «Радиолокация и радиосвязь» (23-25 ноября 2015 г., г.Москва.
46. Назаров Л.Е, Щеглов М.А. Вероятностные характеристики полных и укороченных помехоустойчивых низкоплотностных кодов на основе конечных геометрий. IX Всероссийская конференция «Радиолокация и радиосвязь» (23-25 ноября 2015 г., г.Москва.