кандидат технических наук, старший научный сотрудник отдела РМ ВЧ ООО «Специальный технологический центр», доцент кафедры инфокоммуникационных технологий и систем связи Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения
Аннотация. При статистическом анализе комплексных огибающих модулированных сигналов, принимаемых из канала связи, в качестве модели плотности распределения вероятностей общепринято полагают нормальную плотность распределения. Однако в канале с глубокими замираниями, а также при наличии помех, т. е. в случае «сложной» сигнально-помеховой обстановки, интерес могут представлять модели распределений, обладающие более тяжелыми хвостами. В качестве таковых в работе рассматриваются логистическое распределение и распределение гиперболического секанса. В работе приведены выражения для соответствующих двумерных плотностей распределения вероятностей.
Цель работы: показать, что при определенных условиях в реальном канале связи могут наблюдаться модели распределения комплексной огибающей, отличные от нормального. Учет данного обстоятельства может позволить улучшить характеристики системы связи в задачах адаптации и оценки надежности решений демодулятора.
Методы исследования: для проверки принадлежности комплексной огибающей соответствующему закону распределения применяется критерий Хи-квадрат. В статье предложена реализация критерия Хи-квадрат для случая двумерной плотности распределения.
В качестве результатов в работе представлен анализ статистической обработки сигналов, принятых из реального канала связи в различных условиях.
Новизна состоит в экспериментальном исследовании факта, что в реальных каналах в случае глубоких замираний и сложной сигнально-помеховой обстановки более предпочтительными могут оказаться логистическое распределение или распределение гиперболического секанса.
Практическая значимость заключается в том, что учет модели распределения позволяет получить более адекватную оценку среднего квадратичного отклонения шумовой составляющей и отношения сигнал / шум, что имеет существенное значение для функционирования адаптивных систем радиосвязи, а также в задаче оценки мягких решений демодуляции.
Relevance. In statistical analysis of complex envelopes of modulated signals received from a communication channel, the normal distribution density is generally assumed to be the probability density model. However, in a channel with deep fading and in the presence of interference, i.e. in the case of a "complex" signal-interference environment in the channel, distribution models with heavier tails may be of interest. The logistic distribution and the hyperbolic secant distribution are considered as such in the work. Expressions for the corresponding two-dimensional probability distribution densities are presented.
The aim of the work is to show that, under certain conditions, models of the distribution of the complex envelope that other than normal one can be observed in a real communication channel. Taking this into account may allow to improve the characteristics of the communication system in the tasks of adaptation and evaluation of the reliability of demodulator solutions.
Research methods: To check whether the complex envelope belongs to the corresponding distribution law, the Chi-square criterion is used. The implementation of the Chi-square criterion for the case of a two-dimensional distribution density is proposed in article.
As results, the paper presents the analysis of statistical processing of signals received from a real communication channel under various conditions.
The novelty lies in the experimental study of the fact that in real channels, in the case of deep fading and complex signal-interference conditions, the logistic distribution or the hyperbolic secant distribution may be more preferable.
The practical significance lies in the fact that taking into account the distribution model makes it possible to obtain a more adequate estimate of the mean square deviation of the noise component and the signal-to-noise ratio, which is essential for the functioning of adaptive radio communication systems, as well as in the task of evaluating soft demodulation solutions.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.