Статистические испытания алгоритмов приема и демодуляции сигналов в цифровых радиоканалах

Размещено на http://www.allbest.ru/

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 P_b на выходе демодулятора, реализующего алгоритм компенсации помехи отражена в таблице 1.

Таблица 1.

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.

цифровой сигнал алгоритм радиотехника

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).

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.

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.

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.

Размещено на Allbest.ru