ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2024. №6

УДК: 681.883.45

Помехоустойчивость когерентного приема

двоичных сигналов с огибающей

вида приподнятый косинус

в гидроакустическом канале связи

В.Е. Денисов

РТУ МИРЭА, 119454, Москва, пр. Вернадского, 78

Статья поступила в редакцию 23 июля 2023 г.

Аннотация. Цели: Основной целью данной работы является разработка методики определения параметров двоичных сигналов, 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. В соответствии с этим определяются вероятности ошибки приемников сигналов с различными видами манипуляции, которые оптимальны 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. Определены вероятности ошибки когерентных приемников двоичных сигналов с амплитудной, частотной и фазовой манипуляцией с огибающей вида приподнятый косинус. В качестве приемников рассматриваются когерентные приемники, оптимальные 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 вероятности ошибки когерентных приемников двоичных сигналов с амплитудной, частотной и фазовой манипуляцией с огибающей вида приподнятый косинус. 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 начальной фазы сигнала, а также от дальности связи и отношения сигнал/шум. На плоскости несущая частота, длительность сигнала для каждого вида сигнала построена граница области, выше которой сигналы являются относительно инвариантными к частотным искажениям в морской среде Проведено сравнение со случаем сигналов с синусоидальной огибающей. Для дальностей связи R = 1,5 км и 3 км и типичных несущих частот 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, синусоидальная огибающая, огибающая вида приподнятый косинус.

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. – 2022. – №. 8. – С. 1-24. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.8.2

2. Денисов В.Е. Помехоустойчивость когерентного приема двоичных сигналов с синусоидальной огибающей в гидроакустическом канале связи // Журнал радиоэлектроники. – 2023. – №. 3. – С. 1-26. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.3.3

3. Матвиенко В.Н., Тарасюк Ю.Ф. Дальность действия гидроакустических средств // Судостроение. – 1981. – 205 с.

4. Денисов В.Е. Аппроксимация амплитудно-частотной характеристики гидроакустического канала связи по совокупности показателей качества. // 56-я Научно-техническая конференция МИРЭА: Сб. тр. М.: МИРЭА. 2007. Ч.2. С. 71-76.

5. Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений //Советское радио. – 1970. – 728 с.

6. Денисов В.Е., Бачурин В.А. Анализ искажений высокочастотного акустического импульса с огибающей вида приподнятый косинус в морской среде на основе энергетического критерия. // 61-я Научно-техническая конференция МИРЭА: Сб. тр. М.: МИРЭА, 2012. Ч.3. С. 16-20.

7. Денисов В.Е. Корреляция между входным и выходным сигналами гидроакустического канала связи при входном сигнале в виде высоко-частотного импульса с прямоугольной огибающей. // Актуальные проблемы и перспективы развития радиотехнических и инфокоммуникационных систем «РАДИОИНФОКОМ-2015» – 2015. – С. 98-103.

8. Денисов В. Е. Корреляция между двоичными сигналами ЧМ на входе и выходе гидроакустического канала связи // Актуальные проблемы и перспективы развития радиотехнических и инфокоммуникационных систем «РАДИОИНФОКОМ-2017» – 2017. – С. 7-12.

Для цитирования:

Денисов В.Е. Помехоустойчивость когерентного приема двоичных сигналов с огибающей вида приподнятый косинус в гидроакустическом канале связи. // Журнал радиоэлектроники. 2024. – № 6. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.6.12