ISSN 1991-3087

Свидетельство о регистрации СМИ: ПИ № ФС77-24978 от 05.07.2006 г.

ISSN 1991-3087

Подписной индекс №42457

Периодичность - 1 раз в месяц.

Вид обложки

Адрес редакции: 305008, г.Курск, Бурцевский проезд, д.7.

Тел.: 8-910-740-44-28

E-mail: jurnal@jurnal.org

Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100
Яндекс.Метрика

Статистические испытания алгоритмов приема и демодуляции сигналов в цифровых радиоканалах

 

Иванов Максим Сергеевич,

адъюнкт,

Табырца Дмитрий Владимирович,

адъюнкт,

Малисов Николай Павлович,

адъюнкт.

Военный авиационный инженерный университет, г. Воронеж.

Научный руководитель – доктор технических наук, профессор

Бураченко Дмитрий Леонидович.

 

В статье приводятся результаты статистического испытания приёмника (демодулятора), обеспечивающего эффективную компенсацию помехи при приёме цифровых сигналов с низкой энергетикой в условиях помехи.

 

Анализ показывает, что в радиоканалах передачи данных с частотной полосой до 5 МГц возможен теоретически и реализуем практически приём и обработка цифровых сигналов при скоростях передачи до 8448 кбит/c, с малым отношением сигнал/шум (ОСШ) и компенсацией помехи с применением АЦП и ЦПОС отечественного или зарубежного производства при частоте дискретизации до 20-50 МГц [1, 2].

Моделирование проводится в несколько этапов:

1. Задание частотно-временных параметров сигнала, частоты дискретизации, длительности, времени анализа.

2. Результаты моделирования последовательностей информационных символов ФМ-2-сигнала rs, информационных символов ФМ-2-помехи ri и символа r0 случайной прерывистости излучения помехи показаны на рисунке 1.

 

Рис. 1.

 

3. Моделирование ФМ-2-сигнала, случайно-прерывистой ФМ-2 помехи и белого шума при заданных энергиях сигнала и помехи на длительности символа сигнала отображено на рисунке 2.

 

Рис. 2.

 

4. Статистическая оценка вероятности битовой ошибки Pb на выходе демодулятора, реализующего алгоритм компенсации помехи отражена в таблице 1.

 

Таблица 1.

Отношение помеха-сигнал (dB)

Число ошибок без компенсатора (в среднем)

Число ошибок с компенсатором (в среднем)

Вероятность ошибки при приеме

БЕЗ КОМПЕНСАТОРА

Вероятность ошибки при приеме

С КОМПЕНСАТОРОМ

10

103,98

2,09

0,0508

0,0010

3

103,92

2,19

0,0507

0,0010

2,5

104,03

2,47

0,0508

0,0012

2

103,92

3,29

0,0507

0,0016

1,5

103,90

5,27

0,0507

0,0025

1

103,95

9,59

0,0558

0,0045

0,5

104,26

17,66

0,0559

0,0086

0

103,51

30,64

0,0559

0,0144

-0,5

103,34

47,92

0,0505

0,0234

-1

103,51

67,90

0,0505

0,0331

-1,5

103,51

86,96

0,0505

0,0425

-2

105,36

101,09

0,0514

0,0494

-2,3

104,16

104,03

0,0527

0,0508

-2,5

104,66

105,09

0,0510

0,0513

-2,6

104,14

104,66

0,0508

0,0511

-2,7

103,88

104,40

0,0507

0,0510

-2,8

104,10

104,39

0,0508

0,0510

-4

103,84

103,84

0,0507

0,0507

-7

93,17

92,97

0,0455

0,0454

-14

14,79

14,79

0,007

0,007

-20

3,5

3,5

0,001

0,001

 

5. Моделирование двух вариантов ремодуляции сигнала, очищенного от структурной помехи, на выходе компенсатора: ремодуляции по жестким решениям (рисунок 3) или мягким решениям (рисунок 4) о переданном сигнале.

 

Рис. 3.

 

Рис. 4.

 

Из приведенных здесь теоретических обоснований следует, что в радиоканалах передачи данных при воздействии помехи может быть осуществлена теоретически сколь угодно эффективная, а на практике достаточно эффективная компенсация помехи в части полосы, значительно превышающей мощность полезного сигнала. Что крайне необходимо для радиоканалов передачи данных и обеспечения работоспособности радиотехнических систем [2].

Результирующие графики вероятности ошибочного приема в радиоканале без компенсации и с компенсацией приведены на рисунке 5. Представленные зависимости подтверждают теоретические выводы о возможности компенсации полной или значительной части энергии помехи в радиоканалах передачи данных.

 

Рис. 5. Вероятность ошибочного приема в радиоканале без компенсации (кривые 1,2) и с компенсацией (кривые 3,4).

 

Рис. 6. Результирующие кривые вероятности ошибочного приема бита сигнала с компенсацией помех в части полосы (красные кривые) и без компенсации (синие кривые). Помеха в части полосы с вероятностью 0,9.

 

Выполненное сопоставление результатов теоретических расчётов помехоустойчивости оптимального алгоритма и результатов статистических испытаний на имитационной модели показывает хорошее совпадение полученных результатов, что приводит к следующим выводам:

1.                  Подтверждается корректность полученных математических соотношений расчёта помехоустойчивости.

2.                  Выполнена проверка теоретических положений, полученных аналитически, а также адекватности сделанных допущений. Базовые теоретические положения, положенные в основу компенсационного метода разделения сигналов, подтверждаются результатами имитационного моделирования.

3.                  Показана возможность практической реализации оптимальных и субоптимальных алгоритмов компенсации помех.

 

Литература

 

1.                  Бураченко Д.Л. Оптимальное разделение цифровых сигналов многих пользователей в линиях и сетях связи в условиях помех. – Л.: ВАС, 1990.- 302с.

2.                  Бураченко Д.Л., Ерохин В.Ф. Алгоритм разделения аддитивных неортогональных синхронных сигналов// Радиотехника. 1985. № 12. – с. 58-59. Деп. ЦНТИ «Информсвязь» 30.07. 1985. № 686. – 20с.

 

Поступила в редакцию 13.05.2011 г.

2006-2018 © Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов.
Все материалы, размещенные на данном сайте, охраняются авторским правом. При использовании материалов сайта активная ссылка на первоисточник обязательна.