ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2022. №12
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.12.11
УДК: 681.883.45
Помехоустойчивость когерентного приема сигналов
с многопозиционной фазовой манипуляцией
и прямоугольной огибающей
в гидроакустическом канале связи
В.Е. Денисов
РТУ МИРЭА, 119454, Москва, пр. Вернадского, 78
Статья поступила в редакцию 7 октября 2022 г.
Аннотация. Цели. Основной целью данной работы является разработка методики определения параметров сигналов с многопозиционной фазовой манипуляцией (М-ФМ), при которых сигналы становятся относительно инвариантными к частотным искажениям в морской среде. Частотные искажения сигналов обусловлены неравномерностью частотной характеристики затухания морской среды. Главной частью указанной методики является оценка влияния частотных искажений сигналов на помехоустойчивость приема. Для этого определяются вероятности ошибки приемника сигналов М-ФМ, который оптимален при отсутствии искажений. Методы. Использованы положения прикладной гидроакустики, теории случайных процессов и теории передачи дискретных сообщений. Основное содержание. В работе рассматривалась модель однолучевого гидроакустического канала связи, характерная для глубокого моря, когда приемник или передатчик расположен в глубине моря. В качестве коэффициента передачи канала используется коэффициент передачи с гауссовской амплитудно-частотной характеристикой и линейной фазо-частотной характеристикой. Определена аддитивная граница вероятности ошибки при когерентном приеме сигналов М-ФМ с прямоугольной огибающей. В качестве приемника рассматривается когерентный приемник, оптимальный по критерию максимального правдоподобия при действии белого гауссовского шума и отсутствии искажений в морской среде. Введена логарифмическая мера увеличения вероятности ошибки, которая характеризует ухудшение помехоустойчивости за счет частотных искажений в канале. Для некоторых типичных случаев определены значения параметров сигналов, относительно инвариантных к частотным искажениям в морской среде. Результаты. Найдены выражения для верхней границы вероятности ошибки когерентных приемников сигналов М-ФМ с прямоугольной огибающей для М = 2, 4, 8, 16, 32. Введена логарифмическая мера относительного увеличения вероятности ошибки по сравнению со случаем отсутствия искажений. Определена функциональная зависимость этой меры от длительности посылки сигнала, несущей частоты и числа фаз сигнала, а также от дальности связи и отношения сигнал/шум. На плоскости несущая частота, длительность посылки сигнала для каждого вида сигнала построена граница области, выше которой сигналы являются относительно инвариантными к частотным искажениям в морской среде. Для дальности связи R = 3 км и несущей частоты f0 = 30 кГц приведены минимальные значения длительности инвариантных сигналов.
Ключевые слова: гидроакустический канал связи, коэффициент затухания, помехоустойчивость, вероятность ошибки, дальность связи, длительность посылки сигнала, несущая частота, начальная фаза, аддитивная граница.
Автор для переписки: Денисов Валерий Евгеньевич, dvemirea@mail.ru
Литература
1. Денисов В.Е. Помехоустойчивость когерентного приема двоичных сигналов с прямоугольной огибающей в гидроакустическом канале связи. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2022. №8. С.1-24. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.8.2
2. Матвиенко В.Н., Тарасюк Ю.Ф. Дальность действия гидроакустических средств. Ленинград, Судостроение. 1983. 205 с.
3. Денисов В.Е. Аппроксимация амплитудно-частотной характеристики гидроакустического канала связи по совокупности показателей качества. 56-я Научно-техническая конференция МИРЭА. Москва, МИРЭА. 2007. Ч.2. С.71-76.
4. Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. Москва, Советское радио. 1970. 728 с.
5. Возенкрафт Дж., Джекобс И. Теоретические основы техники связи. Москва, Мир. 1969. 640 с.
6. Коржик В.И., Финк Л.М., Щелкунов К.Н. Расчет помехоустойчивости систем передачи дискретных сообщений. Москва, Радио и связь. 1981. 232 с.
7. Денисов В.Е. Анализ искажений высокочастотного импульса с прямоугольной огибающей в морской среде на основе энергетического критерия. 58-я Научно-техническая конференция МИРЭА. Москва, МИРЭА. 2009. Ч.2. С.48-54.
8. Фаддеева В.Н., Терентьев Н.М. Таблицы значений интеграла вероятностей от комплексного аргумента. Москва, Гостехиздат. 1954. 268 с.
9. Денисов В.Е. Корреляция между входным и выходным сигналами гидроакустического канала связи при входном сигнале в виде высокочастотного импульса с прямоугольной огибающей. 2-я Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы и перспективы развития радиотехнических и инфокоммуникационных систем» - РАДИОИНФОКОМ-2015». Москва, МИРЭА. 2015. Ч.1. С.98-103.
10. Денисов В.Е. Корреляция между двоичными сигналами ЧМ на входе и выходе гидроакустического канала связи. 3-я Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы и перспективы развития радиотехнических и инфокоммуникационных систем» - РАДИОИНФОКОМ-2017». Москва, МИРЭА. 2015. Ч.1. С.7-12.
Для цитирования:
Денисов В.Е. Помехоустойчивость когерентного приема сигналов с многопозиционной фазовой манипуляцией и прямоугольной огибающей в гидроакустическом канале связи. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2022. №12. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.12.11