Обоснование эмпирического выражения для оценки помехоустойчивости сигналов квадратурной модуляции
https://doi.org/10.31854/1813-324X-2023-9-1-6-13
Аннотация
Рассмотрен подход к обоснованию эмпирической формулы для расчета вероятности битовой ошибки сигналов квадратурной модуляции по показателям средней энергии сигнала и минимального евклидова расстояния. Представлено аналитическое описание сигналов квадратурного синтеза во временном и частотном континууме. Рассмотрен подход к оценке помехоустойчивости сигналов квадратурной модуляции с позиций показателя средней энергии сигнала и евклидова расстояния. Показана эквивалентность различных известных подходов к аналитическому расчету вероятности битовой ошибки. Представлены графические материалы, а также результаты моделирования. Эмпирически обосновано универсальное выражение для оценки помехоустойчивости приема сигналов квадратурной модуляции, основанное на различиях величины средней энергии и значения минимального евклидова расстояния. Показана его общность с известными выражениями.
Об авторе
С. С. Дворников
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения; Военная академия связи им. С.М. Буденного
Россия
Россия
кандидат технических наук, доцент института радиотехники, электроники и связи (институт 2) Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения, научный сотрудник научно-исследовательского отдела Военной академии связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного
Список литературы
1. Довбня В.Г., Коптев Д.С., Бабанин И.Г., Князев А.А. Оценка влияния значения динамического диапазона радиоприёмного устройства на помехоустойчивость приема сигналов с квадратурной амплитудной модуляцией // T-Comm. 2021. Т. 15. № 6. С. 65‒69. DOI:10.36724/2072-8735-2021-15-6-65-69
2. Засенко В.Е., Просвирякова Л.В. Формирователь квадратурных составляющих комплексной огибающей сигнала с минимальной частотной модуляцией // Вестник СибГУТИ. 2020. № 2. С. 20‒29.
3. Рабин А.В. Совместное применение ортогонального кодирования и квадратурной амплитудной модуляции // Успехи современной радиоэлектроники. 2020. Т. 74. № 9. С. 44‒52. DOI:10.18127/j20700784-202009-05
4. Дворников С.В., Пшеничников А.В. Формирование спектрально-эффективных сигнальных конструкций в радиоканалах передачи данных контрольно-измерительных комплексов // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2017. Т. 60. № 3. С. 221‒228. DOI:10.17586/0021-3454-2017-60-3-221-228
5. Рюмшин К.Ю., Атакищев О.И., Амелёнков А.А., Журавлёв А.П. Алгоритм фазирования при демодуляции фазоманипулированных сигналов и сигналов с квадратурной амплитудной модуляцией // Известия Института инженерной физики. 2022. № 2(64). С. 35‒39.
6. Дворников С.В., Бородин Е.Ю., Маджар Х., Махлуф Ю.Х. Частотно-временное оценивание параметров сигналов на основе функций огибающих плотности распределения их энергии // Информация и космос. 2007. № 4. С. 41‒45.
7. Симонгауз В.И. Цифровая система вхождения в связь при приеме радиосигнала с квадратурной фазовой модуляцией // Радиотехника. 2020. Т. 84. № 1. С. 24‒34. DOI:10.18127/j00338486-202001(02)-03
8. Rec. ITU-T G.992.3 (04/2009) Asymmetric digital subscriber line transceivers 2 (ADSL2)
9. Goldsmith A. Wireless Communication. Cambridge University Press, 2005. 644 p.
10. Al Safi A., Bazuin B. FPGA based implementation of BPSK and QPSK modulators using address reverse accumulators // Proceedings of the 7th Annual Ubiquitous Computing, Electronics & Mobile Communication Conference (UEMCON, New York, USA, 20‒22 October 2016). IEEE, 2016. DOI:10.1109/UEMCON.2016.7777861
11. Ali M., Ahsan T., Armughan A., Bilal H., Farhan A., Rehan C., Mehr D. BER Reduction in QPSK // Journal of Applied Environmental and Biological Sciences. 2017. Vol. 7. Iss. 6. PP. 57‒64.
12. Choi D.Y., Kim W.K., Kim J.H., Cho H. Performance of analog and digital modulation schemes under sweep jamming // Proceedings of the 8th International Conference on Ubiquitous and Future Networks (ICUFN, Vienna, Austria, 05‒08 July 2016). IEEE, 2016. PP. 13‒15. DOI:10.1109/ICUFN.2016.7536970
13. Агиевич С.Н., Дворников С.В., Гусельников А.С. Описание сигналов в базисах функций сплайн ‒ Виленкина ‒ Кристенсона // Контроль. Диагностика. 2009. № 3. С. 52‒57.
14. Куликов Г.В., Шамшура А.О., Печенин Е.А., Шаталов Е.В. Анализ помехоустойчивости приема сигналов с квадратурной амплитудной модуляцией на фоне частотно-манипулированной помехи // Вестник Воронежского института ФСИН России. 2022. № 2. С. 9‒15.
15. Прокис Д.Д. Цифровая связь. Пер. с англ. М.: Радио и связь. 2000. 797 с.
16. Феер К. Беспроводная цифровая связь: Методы модуляции и расширения спектра. Пер. с англ. М.: Радио и связь, 2000. 518 c.
17. Дворников С.В. Демодуляция сигналов на основе обработки их модифицированных частотно-временных распределений // Цифровая обработка сигналов. 2009. № 2. С. 7‒11.
18. Бакулин М.Г., Григорьев В.А., Крейнделин В.Б., Лагутенко И.О. Синтез многомерных созвездий сигналов с квадратурной амплитудной модуляцией // Радиотехника и электроника. 2017. Т. 62. № 4. С. 344‒353. DOI:10.7868/S003384 9417040015
19. Дворников С.В., Дворников С.С., Иванов Р.В., Гулидов А.А., Чихонадских А.П. Защита от структурных помех радиоканалов с частотной манипуляцией // Информационные технологии. 2017. Т. 23. № 3. С. 193‒198.
20. Хасьянова Е.Р., Седов М.О. Экспериментальное исследование методов оценки и компенсации погрешностей квадратурного преобразования сигналов с модуляцией М-КАМ // Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов. 2017. Т. 8. № 1. С. 119‒122.
21. Алексеев А.А., Аладинский В.А., Железняк В.К., Комарович В.Ф., Дворников С.В. Применение методов частотно-временной обработки акустических сигналов для анализа параметров реверберации // Научное приборостроение. 2001. Т. 11. № 1. С. 65‒76.
22. Xue M., Chen W., Zhu B., Pan S. High-resolution optical vector network analyser employing optical double-sideband modulation and optical hilbert transform // Electronics Letters. 2019. Vol. 55. Iss. 6. PP. 337‒339. DOI:10.1049/el.2018.5243
23. Wen J., Shi D., Jia Z., Shi Z., Li M., Zhu N.H., Li W. Accuracy-Enhanced Wideband Optical Vector Network Analyzer Based on Double-Sideband Modulation // Journal of Lightwave Technology. 2019. Vol. 37. Iss. 13. PP. 2920‒2926.
24. Gao X., Huang S., Lei M., Zhang H., Qian J., Bai Y., Zheng Z. Chromatic dispersion immune microwave photonic phase shifter based on double-sideband modulation // Optics Letters. 2019. Vol. 44. Iss. 18. PP. 4503‒4506.
25. Парамонов А.А., Хоанг В.З. Помехоустойчивость передачи цифровой информации в системе радиосвязи сигналами ДОФТ с ППРЧ при воздействии шумовой помехи в части полосы // Журнал радиоэлектроники. 2021. № 2. С. 1. DOI:10.30898/1684-1719.2021.2.8
26. Стеценко Г.А., Ломакин А.Ф., Стаценко Л.Г. Выявление возможных внутрисистемных помех в зоне "Vladivostok" одночастотной сети DVB-T2 Приморского края // Известия ЮФУ. Технические науки. 2018. № 6(200). С. 152‒163. DOI:10.23683/2311-3103-2018-6-152-163
27. Abdourahamane A. Advantages of optical orthogonal frequency division multiplexing in communications systems // EUREKA: Physics and Engineering. 2016. Iss. 2. PP. 27‒33. DOI:10.21303/2461-4262.2016.00058
28. Xiong F. Digital Modulation Techniques. Artech House Publishers, 2006.
29. Дворников С.В., Пшеничников А.В., Аванесов М.Ю. Модель деструктивного воздействия когнитивного характера // Информация и космос. 2018. № 2. С. 22‒29.
30. Овчинников А.А. К вопросу о построении LDPC-кодов на основе евклидовых геометрий // Информационно-управляющие системы. 2005. № 1(14). С. 32‒40.
31. Azarov A.I., Budarin E.V. Estimation the noise immunity of continuous phase modulation signals with full response based simulation model // T-Comm. 2021. Vol. 15. Iss. 1. PP. 52‒56. DOI:10.36724/2072-8735-2021-15-1-52-56
32. Vitthaladevuni P.K., Alouini M.-S., Kieffer J.C. (2005). Exact BER computation for cross QAM constellations // IEEE Transactions on Wireless Communications. 2005. Vol. 4. Iss. 6. PP. 3039‒3050. DOI:10.1109/TWC.2005.857997
33. Дворников С.В., Пшеничников А.В., Бурыкин Д.А. Структурно-функциональная модель сигнального созвездия с повышенной помехоустойчивостью // Информация и космос. 2015. № 2. С. 4‒7.
34. Дворников С.В., Пшеничников А.В., Русин А.А., Дворников А.С. Повышение помехоустойчивости сигналов КАМ-16 с трансформированными созвездиями // Вопросы радиоэлектроники. Серия: Техника телевидения. 2014. № 2. С. 51‒56.
35. Дворников С.В., Манаенко С.С., Дворников С.С., Погорелов А.А. Синтез фазоманипулированных вейвлет-сигналов // Информационные технологии. 2015. Т. 21. № 2. С. 140‒143.
Рецензия
Для цитирования:
Дворников С.С. Обоснование эмпирического выражения для оценки помехоустойчивости сигналов квадратурной модуляции. Труды учебных заведений связи. 2023;9(1):6-13. https://doi.org/10.31854/1813-324X-2023-9-1-6-13
For citation:
Dvornikov S. Justification of the Empirical Expression for Assessing the Noise Immunity of Quadrature Modulation Signals. Proceedings of Telecommunication Universities. 2023;9(1):6-13. https://doi.org/10.31854/1813-324X-2023-9-1-6-13
Просмотров:
400
Послать статью по эл. почте 