ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2020. № 11
Оглавление выпуска

Текст статьи (pdf)

English page

 

DOI https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.11.7

УДК 621.391.01

 

Оценивание вероятностных характеристик приема сигналов с использованием моделей замираний при распространении по трансионосферным линиям

 

Л. Е. Назаров, В. М. Смирнов

Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова РАН, 41190, Фрязино Московской обл., пл. Введенского, 1

 

Статья поступила в редакцию 20 ноября 2020 г.

 

Аннотация. Рассмотрены статистические модели узкополосных трансионосферных линий, определяющих возникновение замираний сигналов за счет случайных временных и пространственных флуктуаций электронной плотности ионосферных неоднородностей. Модели замираний основаны на использовании эмпирических соотношений относительно плотности распределения амплитуды сигналов на выходе трансионосферной линии как случайного процесса. Параметры эмпирических плотностей распределения (логнормальное распределение, распределение Накагами, распределение Релея-Райса) связаны с коэффициентом сцинтилляции сигналов. С использованием рассмотренных моделей замираний сигналов приведена методика оценивания вероятности ошибочного приема цифровых сигналов с фазовой манипуляцией при приеме. С использованием данной методики произведены оценки энергетических потерь по отношению к распространению в свободном пространстве, достигающих при вероятности ошибочного приема информационного бита 0.001 для значения коэффициента сцинтилляции 0.5 до 3 дБ для сигналов с 2-х и 4-х фазовой манипуляциями.

Ключевые слова: ионосфера, сигналы, замирания сигналов, распределение Релея-Райса, вероятность ошибочного приема.

Abstract. Statistical models of narrow-band transionosphere channels, which determine the occurrence of signal fading due to random temporal and spatial fluctuations of the electron density of ionospheric irregularities, are considered. Fading models are based on the use of empirical relationships with respect to the distribution density of the amplitude of the signals at the output of the transionosphere channel as a random process. The parameters of empirical distribution densities (lognormal distribution, m-Nakagami distribution, Rician distribution) are related to the scintillation coefficient of signal fading. Using the considered models of signal fading, a technique is presented for estimating the probability of erroneous reception of digital signals with phase shift keying during reception. Using this technique, estimates of energy losses with respect to propagation in free space were made, reaching 0.001 for a scintillation coefficient value of 0.5 to 3 dB for signals with 2- and 4-phase shift keying.

Key words: ionosphere, signal, signal fading, Rayleigh-Rician distribution, error- performances.

 Литература

1. Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь. Пер. с англ. М.: Связь. 1979, 592 с.

2. Назаров Л.Е., Антонов Д.В., Батанов В.В., Зудилин А.С., Смирнов В.М. Модели сцинтилляции сигналов при распространении по ионосферным спутниковым радиолиниям. // Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии. 2019. Т.11. №1. Стр.57-64.

3. Crane R.K. Ionospheric Scintillation. // Proceeding of IEEE. 1977. V.2. P. 180-199.

4. Rino C.L. The Theory of Scintillation with Applications in Remote Sensing. John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey. 2011, 244 p.

5. Назаров Л. Е., Батанов В.В. Анализ искажений радиоимпульсов при распространении по ионосферным линиям передачи спутниковых систем связи. // Электромагнитные волны и электронные системы. 2016. Т.21. №5. С. 37-45.

6. Ionospheric propagation data and prediction methods required for the design of satellite services and systems. Recommendation ITU-R P.531-11 (01.2012)

7. Яковлев О. И., Якубов В. П., Урядов В.П., Павельев А. Г. Распространение радиоволн. М.: ЛЕНАНД, 2009, 496 с.

8. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Пер. с англ. М.: Издательский дом “Вильямс”, 2003, 1104 c.

 

Для цитирования:

Назаров Л.Е., Смирнов В.М. Оценивание вероятностных характеристик приема сигналов с использованием моделей замираний при распространении по трансионосферным линиям. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2020. №11. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.11.7