ВЛИЯНИЕ ЧАСТОТНОГО ШУМА В КАНАЛЕ СВЯЗИ НА ВЕРОЯТНОСТЬ БИТОВОЙ ОШИБКИ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ КАМ СИГНАЛОВ

  • И. А. Алферова Донской государственный технический университет
  • О. А. Сафарьян Донской государственный технический университет
  • Д.Д. Габриэльян Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи
  • Б.Х. Кульбикаян Ростовский государственный университет путей сообщения
  • Л. Н. Стажарова Ростовский государственный университет путей сообщения
Ключевые слова: Амплитудный белый гауссовский шум, флуктуация частоты сигнала, частотный шум, вероятность битовой ошибки

Аннотация

Целью статьи является анализ совместного влияния амплитудного белого гауссов-
ского шума (АБГШ), присутствующего в канале связи, и частотного шума (ЧШ), возни-
кающего вследствие флуктуации частоты сигнала в канале связи, на вероятность бито-
вой ошибки при обработке КАМ-сигналов. Решаемые задачи исследования: 1. Разработка
математической модели обработки КАМ-сигнала с учетом совместного воздействия
АБГШ и ЧШ в канале связи. 2. Численное исследование совместного влияния АБГШ и ЧШ
на вероятность битовой ошибки при обработке КАМ сигналов. Предложена математиче-
ская модель, устанавливающая взаимосвязь между отношением сигнал/шум в канале и
средним квадратическим отклонением частоты сигнала, с одной стороны, и вероятно-
стью битовой ошибки при демодуляции КАМ-сигнала, с другой. Приведена визуализация
эффектов, связанных с наличием АБГШ и ЧШ в канале на сигнальное созвездие принимае-
мого КАМ-сигнала. Выявлены основные закономерности, связанные с совместным воздей-
ствием АБГШ и ЧШ в канале связи, к которым относятся: - появление ЧШ в канале связи
приводит к снижению уровня сигнала в канале при корреляционной обработке принимаемо-
го сигнала и соответствующему снижению ОСШ; - снижение ОСШ вызывает дополни-
тельно к размытию сигнального созвездия в азимутальном направлении, связанному с появ-
лением интегральной флуктуации фазы из-за флуктуации частоты в течение импульса,
увеличение размытия сигнального созвездия в радиальном направлении. На основе получен-
ных результатов сделан вывод о необходимости более полного учета отклонений пара-
метров сигналов в канале, обусловленных как наличием АБГШ, так и ЧШ.

Литература

1. Dyatlov A.P., Dyatlov P.A., Kul'bikayan B.Kh. Radioelektronnaya bor'ba so sputnikovymi
radionavigatsionnymi sistemami [Electronic warfare with satellite radio navigation systems].
Moscow: Radio i svyaz', 2004, 226 p.
2. Dyatlov A.P., Kul'bikayan B.Kh. Radiomonitoring izlucheniy sputnikovykh
radionavigatsionnykh sistem: monografiya [Radio monitoring of emissions from satellite radio
navigation systems: monograph]. Moscow: Radio i svyaz', 2006, 270 p.
3. Dyatlov A.P., Kul'bikayan B.Kh. Korrelyatsionnaya obrabotka shirokopolosnykh signalov v
avtomatizirovannykh kompleksakh radiomonitoringa [Correlation processing of broadband
signals in automated radio monitoring complexes]. Moscow: Goryachaya liniya–Telekom,
2013, 332 p.
4. Sklyar B. TSifrovaya svyaz'. Teoreticheskie osnovy i prakticheskoe primenenie [Digital communication.
Theoretical foundations and practical application]. Izd. dom «Vil'yams», 2007, 1104 p.
5. Gabriel'yan D.D., Kul'bikayan B.Kh., Safar'yan O.A. Razrabotka chislenno-analiticheskogo
metoda otsenivaniya parametrov sluchaynykh protsessov [Development of a numericalanalytical
method for estimating the parameters of random processes], Vestnik RGUPS
[Vestnik RGUPS], 2019, No. 3 (75), pp. 151-157.
6. Hanzo L. Quadrature Amplitude Modulation: Basics to Adaptive Trellis-Coded, Turbo-
Equalised and Space-Time Coded OFDM, CDMA and MC-CDMA Systems. Wiley-IEEE
Press, 2004.
7. Bakulin M.G., Rejeb T.B.K., Kreyndelin V.B., Mironov Yu.B., Pankratov D.Y., Smirnov A.E. Modulation
for cellular 5G/IMT-2020 and 6G networks, T-Comm., 2022, Vol. 16, 3, pp. 11-17.
8. Wang Y.C., Milstein L.B. Rejection of multiple narrow-band interference in both BPSK and
QPSK DS spread-spectrum systems, IEEE Trans. Commun., 1988, 36, pp. 195-204.
9. Krishnamurthy V., Logothetis A. Adaptive nonlinear filters for narrow-band interference suppression
in spread-spectrum CDMA systems, IEEE Trans. Commun.,1999, 47, pp. 742-753.
10. Soderstrand M.A., Johnson L.G., Phillips S.R. New technique for attenuation of narrow-band
interference with applications in control and communications systems, In Proceedings of the
2006 Fortieth Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers, Pacific Grove, CA,
USA, 29 October–1 November 2006, pp. 1027-1031.
11. Borio D., Cano E. Optimal global navigation satellite system pulse blanking in the presence of
signal quantization, IET Signal Process, 2013, 7, pp. 400-410.
12. Gamba M.T., Falletti E. Performance analysis of FLL schemes to track swept jammers in an
adaptive notch filter, In Proceedings of the 2018 9th ESA Workshop on Satellite Navigation
Technologies and European Workshop on GNSS Signals and Signal Processing (NAVITEC),
Noordwijk, The Netherlands, 5–7 December 2018, pp. 1-8.
13. Gamba M.T., Falletti E. Performance comparison of FLL adaptive notch filters to counter
GNSS jamming, In Proceedings of the 2019 International Conference on Localization and
GNSS (ICL-GNSS), Nuremberg, Germany, 4–6 June 2019, pp. 1-6.
14. Kamath V., Lai Y.-C., Zhu L., Urval S. Empirical mode decomposition and blind source separation
methods for antijamming with GPS signals, In Proceedings of the 2006 IEEE/ION Position
Location, And Navigation Symposium, Coronado, CA, USA, 25–27 April 2006, pp. 335-341.
15. Fante R.L., Vaccaro J.J. Wideband cancellation of interference in a GPS receive array, IEEE
Trans. Aerosp. Electron. Syst., 2000, 36, pp. 549-564.
16. Myrick W.L., Goldstein J.S., Zoltowski M.D. Low complexity anti-jam space-time processing
for GPS, In Proceedings of the 2001 IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and
Signal Processing. Proceedings (Cat. No.01CH37221), Salt Lake City, UT, USA, 7–11 May
2001, pp. 2233-2236.
17. Musumeci L., Dovis F. Use of the wavelet transform for interference detection and mitigation
in global navigation satellite systems, Int. J. Navig. Obs., 2014, pp. 1-14.
18. Musumeci L., Dovis F. Performance assessment of wavelet based techniques in mitigating
narrow-band interference, In Proceedings of the 2013 International Conference on Localization
and GNSS (ICL-GNSS), Turin, Italy, 25–27 June 2013, pp. 1-6.
19. Daniele B., Pau C. Complex signum non-linearity for robust GNSS interference mitigation,
IET Radar Sonar Navig., 2018, 12, pp. 900-909.
20. Prasad R., van Nee R. OFDM Wireless Multime-dia Communications. L: Artech House,
2000, 275 p.
21. Prokis Dzh. Tsifrovaya svyaz' [Digital communication]: transl. from engl., ed. by
D.D. Klovskogo. Moscow: Radio i svyaz', 2000, 800 p.
22. Artemenko A.A., Mal'tsev A.A., Rubtsov A.E. Vliyanie netochnosti otsenivaniya fazy
nesushchey na veroyatnost' bitovykh oshibok v M-KAM sistemakh peredachi dannykh [Effect
of Carrier Phase Estimation Inaccuracy on Bit Error Probability in M-QAM Data Communication
Systems], Vestnik Nizhegorodskogo universiteta im. N.I. Lobachevskogo [Bulletin of the
Nizhny Novgorod University. N.I. Lobachevsky], 2007, No. 2, pp. 81-87.
Опубликован
2023-06-07
Выпуск
Раздел
РАЗДЕЛ II. ЭЛЕКТРОНИКА, НАНОТЕХНОЛОГИИ И ПРИБОРОСТРОЕНИЕ