Методика расчета вероятности ошибки оптимального посимвольного когерентного приема MPSK сигналов при наличии в канале радиосвязи узкополосной шумовой помехи


Авторы

Агеев Ф. И.*, Вознюк В. В., Куценко Е. В.

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

*e-mail: vka@mil.ru

Аннотация

В данной работе решается задача разработки методики оценивания вероятности символьной ошибки оптимального когерентного приема сигналов с модуляцией MPSK (multiple phase-shift keying – многофазная манипуляция) при наличии непреднамеренной узкополосной шумовой гауссовской помехи с равномерным спектром (УШГП). Предполагается, что данная помеха действует в полосе пропускания оптимального (по отношению к белому гауссовскому шуму) приемника MPSK-сигналов корреляционного типа. В ходе исследований получены аналитические выражения для расчета вероятности символьной ошибки оптимального когерентного приема MPSK-сигналов в условиях действующих собственных шумов приемника и УШГП. Данная методика является развитием известного методического подхода, используемого для оценки вероятностей ошибок оптимального посимвольного когерентного приема MPSK-сигналов на фоне белого гауссовского шума (БГШ) и расширяет его описательные возможности за счет учета таких факторов УШГП, как прицельность по отношению к несущей частоте сигнала и степень перекрытия спектра сигнала. В результате проведенных исследований получены новые формульные соотношения и результаты оценки вероятности символьной ошибки оптимального когерентного приема MPSK-сигналов в условиях действующих собственных шумов приемника и УШГП. Показано, что наличие УШГП, действующей в пределах полосы сигнала, приводит к различным по степени влияния на помехоустойчивость радиолинии воздействиям, и при этом степень влияния на помехоустойчивость существенно зависит от энергетических и частотных характеристик как помехи, так и сигнала.

Ключевые слова:

многофазный фазоманипулированный сигнал, закон распределения и плотность вероятности, корреляционный приемник, помехоустойчивость радиолинии, внутренний шум приемника, узкополосная шумовая гауссовская помеха с равномерным спектром, вероятность символьной ошибки

Библиографический список

  1. 1. Агеев Ф.И., Вознюк В.В. Методика расчета вероятности битовой ошибки оптимального посимвольного когерентного приема двоичных противоположных фазоманипулированных сигналов при наличии в канале радиосвязи узкополосной шумовой помехи // Труды МАИ. 2022. № 124. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=167070. DOI: 10.34759/trd-2022-124-15
  2. 2. Бучинский Д.И., Вознюк В.В. Помехоустойчивость когерентного демодулятора двоичных фазоманипулированных сигналов с расширенным спектром при воздействии гауссовской помехи с ограниченным по полосе равномерным спектром // Труды Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского. 2020. № 675. С. 69–76.
  3. 3. Вознюк В.В., Куценко Е.В. Помехоустойчивость систем радиосвязи с двоичными фазоманипулированными широкополосными сигналами при воздействии ретранслированных компенсационных помех типа прямой инверсии сигнала // Труды Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского. 2018. № 660. С. 44–56.
  4. 4. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. - М.: Радио и связь, 1989. – 656 с.
  5. 5. Звонарев В.В., Карабельников И.А., Попов А.С. Вероятность ошибки приема BPSK-сигнала в присутствии подобной помехи // Вопросы радиоэлектроники. 2019. № 3. С. 49–53.
  6. 6. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. – М.: Высшая школа, 2000. – 462 с.
  7. 7. Детков А.Н. Оптимальная дискретная фильтрация отсчётов непрерывного случайного процесса на фоне коррелированного марковского шума // Труды МАИ. 2022. № 126. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=169002. DOI: 10.34759/trd-2022-126-16
  8. 8. Винокуров В.И., Ваккер Р.А. Вопросы обработки сложных сигналов в корреляционных системах. - М.: Советское радио, 1972. – 216 с.
  9. 9. 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.
  10. 10. Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. – М.: Радио и связь, 1985. – 384 с.
  11. 11. 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
  12. 12. Звонарев В.В., Карабельников И.А., Попов А.С. Методика расчета влияния сканирующей по частоте помехи на достоверность приема сигнала с QPSK модуляцией // Труды МАИ. 2022. № 124. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=167068. DOI: 10.34759/trd-2022-124-13
  13. 13. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. - М.: Советское радио, 1966. – 680 с.
  14. 14. Simon M.K., Alouini M.S. Digital Communication over Fading Channels – A Unified Approach to Performance Analysis, 1st Ed., Wiley, 2000.
  15. 15. 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.
  16. 16. Мальцев Г.Н., Евтеев А.В. Исследование помехоустойчивости радиотехнических систем передачи информации с шумоподобными фазоманипулированными сигналами при наличии ошибок синхронизации по задержке // Информационно-управляющие системы. 2019. № 3. С. 105–113.
  17. 17. Маслаков П.А., Паршуткин А.В., Фомин А.В. Модель функционирования канала спутниковой связи при воздействии нестационарных помех // Труды Военно-космической академии им. А.Ф.Можайского. 2016. № 651. С. 78–83.
  18. 18. Агиевич С.Н., Луценко С.А. Оценка помехоустойчивости спутниковых систем радиосвязи с фазоманипулированными широкополосными сигналами // Вопросы оборонной техники. Серия 16: Технические вопросы противодействия терроризму. 2018. № 9-10 (123-124). С. 132–137.
  19. 19. 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
  20. 20. Борисов В.И., Зинчук В.М., Лимарев А.Е., Шестопалов В.И. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра прямой модуляцией псевдослучайной последовательностью. – М.: Радиософт, 2011. – 548 с.
  21. 21. Тяпкин П.С., Важенин Н.А. Повышение помехоустойчивости систем связи в условиях импульсных квазигармонических помех с использованием слепых методов обработки сигналов // Труды МАИ. 2023. № 128. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=171397. DOI: 10.34759/trd-2023-128-13


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход