Научно-технические предложения по повышению помехоустойчивости приема многопозиционных сигналов в каналах с переменными параметрами

Введение. Одной из важнейших задач в современных телекоммуникационных системах является повышение помехоустойчивости приема сигналов в каналах с переменными параметрами. Например, в линиях связи стандартов DVB-T2, DVB-S и DVB-S2/S2X широко применяются сигнальные конструкции (СК) многопозиционной квадратурной амплитудной модуляции (М-КАМ). Однако, как показывает анализ научных публикаций, случайный характер изменения фаз трансформированного сигнального созвездия приводит к потерям помехоустойчивости сигналов М-КАМ. Технические решения для эффективного приема таких сигналов проработаны в недостаточной степени. Предлагаемая структурная схема устройства приема квадратурных амплитудных сигналов и алгоритм функционирования амплитудно-фазового детектора позволяют учитывать и компенсировать случайные изменения фазы.

Цель работы. Разработка научно-технических предложений по повышению эффективности приема сигналов М-КАМ в радиоканалах со случайным изменением фазы.

Материалы и методы. Полученные результаты описаны на основе теории связи, теории сигналов в предметной области методов исследования помехоустойчивости.

Результаты. Предложена структурная схема устройства приема квадратурных амплитудных сигналов и алгоритм функционирования амплитудно-фазового детектора, позволяющие учитывать и компенсировать случайные изменения фазы. Сформулированы научно-технические предложения по повышению помехоустойчивости приема М-КАМ в каналах с переменными параметрами.

Заключение. Разработанные научно-технические предложения по повышению помехоустойчивости многопозиционных квадратурных сигналов в каналах с переменными параметрами обосновывают целесообразность использования трансформированной СК М-КАМ с улучшенными энергетическими характеристиками; применение разработанного устройства приема обработки квадратурных амплитудных сигналов и алгоритма функционирования амплитудно-фазового детектора. Полученные результаты позволяют производить демодуляцию с одновременной компенсацией фазовых искажений для повышения помехоустойчивости приема сигналов М-КАМ.

1. Коржик В. И., Финк Л. М., Щелкунов К. Н. Расчет помехоустойчивости систем передачи дискретных сообщений: справ. М.: Радио и связь, 1981. 232 с.

2. Кловский Д. Д. Передача дискретных сообщений по радиоканалам. М.: Радио и связь, 1982. 304 с.

3. Савищенко Н. В. Многомерные сигнальные конструкции: их частотная эффективность и помехоустойчивость приема / под ред. Д. Л. Бураченко. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2005. 420 с.

4. Прокис Дж. Цифровая связь / пер. с англ. под ред. Д. Д. Кловского. М.: Радио и связь, 2000. 800 с.

5. Framing structure, channel coding and modulation for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2). DVB Document A122. URL: https://telcogroup.ru/files/materials-pdf/DVB_standards/DVB-T/a122_DVBT2_spec.pdf (дата обращения 04.04.23)

6. Chen Y. M., Ueng Y. L. Noncoherent Amplitude/Phase Modulated Transmission Schemes for Releigh Block Fading Channels // IEEE Transaction on communication. 2013. Vol. 61, № 1. P. 217–226. doi: 10.1109/TCOMM.2012.101712.120023

7. Raphaeli D. Noncoherent сoded modulation // IEEE Transaction on communication. 1996. Vol. 44, № 2. P. 172–183.

8. Теоретические предложения по повышению помехоустойчивости приема многопозиционных сигналов в каналах с переменными параметрами / С. В. Дворников, А. В. Пшеничников, А. Ф. Крячко, М. Р. Бибарсов, Г. Ш. Бибарсова // Изв. вузов России. Радиоэлектроника. 2023. Т. 26, № 2. С. 6–15. doi: 10.32603/1993-8985-2023-26-2-6-15

9. Пшеничников А. В. Интегральная модель радиолинии в конфликтной ситуации // Информация и космос. 2016. № 4. С. 39–45.

10. Дворников С. В., Дворников С. С., Пшеничников А. В. Аппарат анализа частотного ресурса для режима псевдослучайной перестройки рабочей частоты // Информационно-управляющие системы. 2019. № 4. С. 62–68. doi: 10.31799/1684-8853-2019-4-62-68

11. Анализ потерь помехоустойчивости в условиях медленных замираний / А. А. Русин, М. Р. Бибарсов, Б. А. Аюков, Д. Ю. Гордиенко, С. А. Лященко, С. В. Дворников, А. А. Устинов // Вопр. радиоэлектроники. Техника телевидения. 2022. № 1. С. 81–85.

12. Метод оценки помехоустойчивости сигнальных конструкций квадратурной модуляции с трансформированными констеляционными диаграммами / С. В. Дворников, А. В. Пшеничников, В. П. Эконом // Радиопромышленность. 2017. № 1. С. 51–56.

13. Сотников А. М. Демодуляция фазоманипулированного сигнала // Тр. МАИ. 2011. № 45. С. 1–7.

14. Математическая модель антенноволноводного тракта с разделением сигналов по частоте-поляризации / Д. Д. Габриэльян, А. Е. Коровкин, C. И. Бойчук, С. В. Дворников, М. Р. Бибарсов, Г. Ш. Бибарсова // Изв. вузов России. Радиоэлектроника. 2022. Т. 25, № 4. С. 41–51. doi: 10.32603/1993-8985-2022-25-4-41-51

15. Демодуляция сигналов ОФТ на основе адаптивного порога / С. В. Дворников, А. А. Устинов, А. В. Пшеничников, В. В. Борисов, А. Г. Москалец, Д. А. Бурыкин // Вопр. радиоэлектроники. Техника телевидения. 2013. № 2. С. 90–97.

16. Френкс Л. Теория сигналов / пер. с англ. Д. Е. Вакмана. М.: Сов. радио, 1974. 344 с. 17. Левин Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехники. М.: Радио и связь, 1989. 656 с.

17. Левин Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехники. М.: Радио и связь, 1989. 656 с.