Исследование помехоустойчивости приемников сигналов с дискретной фазовой модуляцией в условиях помех с угловой модуляцией и шумов

DOI: 10.34759/trd-2023-129-16

Авторы

Паршуткин А. В.^*, Бучинский Д. И.^*, Комлык Д. А.^*

Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского, Санкт-Петербург, Россия

*e-mail: vka@mil.ru

Аннотация

Статья посвящена исследованию помехоустойчивости когерентных квадратурных приемников, использующих сигналы с дискретной фазовой модуляцией. В статье рассмотрено воздействие аддитивной смеси белого гауссовского шума и непреднамеренной помехи с угловой модуляцией во время приема BPSK и QPSK сигналов. Ширина спектра помехи с угловой модуляцией и ее центральная частота совпадают с шириной спектра и центральной частотой полезного сигнала. В качестве показателя качества функционирования приемника использовалась вероятность битовой ошибки. В статье приводится аналитичческое исследование зависимости вероятности битовой ошибки от отношения мощности полезного сигнала и мощностей воздействующих на приёмник непреднамеренной помехи с угловой модуляцией и белого гауссовского шума. Приведена связь полученных выражений с известными выражениями описывающими воздействие отдельно белого гауссовского шума и непреднамеренной помехи с угловой модуляцией на когерентный приемник сигналов с дискретной фазовой модуляцией. В статье приведено, как указанные выражения могут быть получены из полученных путем предельного перехода. С помощью полученных выражений показано, что при определённых мощностях непреднамеренной помехи возможно существенное изменение характера зависимости вероятности битовой ошибки от отношения сигнал-шум. Полученные аналитические зависимости вероятности битовой ошибки при приеме BPSK и QPSK сигнала на фоне непреднамеренных помех и белого гауссовского шума могут быть использованы для оценки электромагнитной совместимости систем связи, использующих сигналы с дискретной фазовой модуляцией.

Ключевые слова:

помехоустойчивость, помеха с угловой модуляцией, электромагнитная совместимость, вероятность битовой ошибки, BPSK, QPSK

Библиографический список

1. Казак П.Г., Шевцов В.А. Принципы построения энергоэффективной системы сотовой связи и беспроводного широкополосного доступа в Интернет для Арктики // Труды МАИ. 2021. № 118. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=158239. DOI 10.34759/trd-2021-118-06
2. Шевцов В.А., Бородин В.В., Крылов М.А. Построение совмещенной сети сотовой связи и самоорганизующейся сети с динамической структурой // Труды МАИ. 2016. № 85. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=66417
3. Гуревич О.С., Кессельман М.Г., Трофимов А.С., Чернышов В.И. Современные беспроводные технологии: проблемы применения на авиационном борту // Труды МАИ. 2017. № 94. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=81143
4. Бахтин А.А., Омельянчук Е.В., Семенова А.Ю. Анализ современных возможностей организации сверхвысокоскоростных спутниковых радиолиний // Труды МАИ. 2017. № 96. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=85828
5. Куликов Г.В., Данг С.Х. Помехоустойчивость приема сигналов с амплитудно-фазовой манипуляцией в присутствии фазоманипулированной помехи // Журнал радиоэлектроники. 2021. № 11. DOI 10.30898/1684-1719.2021.11.7
6. Мальцев Г.Н., Травкин В.С. Оптимальный прием сложных фазоманипулированных сигналов в спутниковых радиоканалах в условиях внутрисистемных помех // Информационно-управляющие системы. 2006. № 5. С. 32–42.
7. Куликов Г.В., Лелюх А.А., Граченко Е.Н. Помехоустойчивость когерентного приемника сигналов с квадратурной амплитудной модуляцией при наличии ретранслированной помехи // Радиотехника и электроника. 2020. Т. 65. № 8. С. 804-808. DOI 10.31857/S0033849420070074.
8. Агеев Ф.И., Вознюк В.В., Худик М.Ю. Повышение помехоустойчивости систем передачи данных фазоманипулированными шумоподобными сигналами в условиях действия помех с различной спектральной структурой на основе целенаправленной модификации спектра сигнала // Труды МАИ. 2021. № 118. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=158242. DOI 10.34759/trd-2021-118-08
9. Бояршинов М.А., Зыкин А.А. Помехоустойчивость сигналов ФМ-2 с ППРЧ в условиях воздействия преднамеренных помех // XIII Международная научно-техническая конференция «Приборостроение в XXI веке — 2017. Интеграция науки, образования и производства» (Ижевск, 22–24 ноября 2017): сборник трудов. — Ижевск: Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова, 2018. С. 533-539.
10. Паршуткин А.В., Бучинский Д.И. Модель функционирования канала спутниковой связи в условиях искажений служебной части кадров нестационарными // Информатика и автоматизация. 2020. Т. 19. № 5. С. 967-990. DOI: 10.15622/ia.2020.19.5.3
11. Агеев Ф.И., Ворона М.С., Звонарев В.В., Попов А.С. Методика расчета помехоустойчивости системы радиосвязи с учетом динамических характеристик случайных замираний сигнала // Радиотехника. 2018. № 5. С. 92-99.
12. Довбня В.Г., Коптев Д.С., Бабанин И.Г. Оценка потенциальной помехоустойчивости приёма цифровых сигналов, используемых в современных и перспективных системах радиорелейной и спутниковой связи // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2020. Т. 10. № 1. С. 21-35.
13. Ahn, S. An, H. Oh, D. Yoon. Approximate Closed-form Expression for the Average BER of M-ary PSK with Gaussian-distributed Phase Error // 27th International Conference on Telecommunications (ICT), 2020, pp. 1-4. DOI: 10.1109/ICT49546.2020.9239556
14. Ложкин К.Ю., Прожеторко С.С. Синтез и оценка эффективности помех приемно-решающему устройству M-КАМ-сигнала на интервале приема последовательности из m посылок // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 3. С. 37-48. DOI 10.18127/j00338486-202103-04
15. Ложкин К.Ю., Петров А.В., Миронов В.А. и др. Аналитические зависимости средней вероятности искажения бита W-КАМ-сигнала на фоне гармонической или фазоманипулированной помех с учетом замираний // Радиотехника. 2020. Т. 84. № 4 (8). С. 27-35. DOI 10.18127/j00338486-202004(8)-03.
16. Звонарев В.В., Попов А.С., Худик М.Ю. Методика расчета вероятности ошибки посимвольного приема дискретных сообщений при наличии помех // Труды МАИ. 2019. № 105. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=104213
17. Радзиевский В.Г. Современная радиоэлектронная борьба. Вопросы методологии. — М.: Радиотехника, 2006. — 424 с.
18. Баранов В.М., Маслаков П.А., Ворона С.Г., Заживихин И.М. Модель исследования помехоустойчивости канала радиосвязи с двоичной фазовой манипуляцией при передаче видеоданных // Нелинейный мир. 2018. Т. 16. № 1. С. 26-32.
19. Кукк К.И. Спутниковая связь: прошлое, настоящее и будущее. — М.: Горячая линия — Телеком, 2019. — 256 c.
20. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. — М.: Советское радио, 1966. — 680 с.

Скачать статью