ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2022, № 12 · РАДИОТЕХНИКА

Обобщение теории нового метода модуляции и демодуляции случайного сигнала

Ю.М. Вешкурцев1

1 Институт радиоэлектроники, сервиса и диагностики, Омск, Россия
Полный текст DOI: 10.30898/1684-1719.2022.12.8 УДК 621.396 : 521.19 EDN SHTHMX

Аннотация

Исследован новый метод модуляции и демодуляции квазидетерминированного сигнала, который в будущем открывает большие возможности в повышении показателей эффективности цифровых систем. Метод содержит новые технические приемы преобразования случайного сигнала, включающие модуляцию характеристической функции и измерение оценок действительной и мнимой части этой функции. Целью данной работы является разработка оптимальных алгоритмов и обобщение теории нового метода модуляции и демодуляции путем применения новых элементов (алгоритмов) при проведении преобразований случайного сигнала со законом распределения арксинус. Рассмотрены одноканальный и двухканальный модемы для работы в радиоканале и в проводном канале соответственно. Проведено сравнение характеристик модемов с оптимальным и неоптимальным алгоритмами модуляции, при этом характеристики первого модема получаются на порядок лучше второго модема. Установлено, что модемы имеют разную помехоустойчивость в канале с «белым» шумом и по этому показателю превосходят известные модемы, как минимум, на десять порядков. Энергетическая эффективность модемов получается высокая и превосходит на 10 дБ эффективность модемов сигналов Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) на уровне вероятности ошибок 1∙10-10.

  • случайный сигнал
  • модуляция
  • алгоритм
  • характеристическая функция
  • модем
  • помехоустойчивость
Abstract (in English)

Generalization of the theory of a new method of modulation and demodulation of a random signal

A new method of modulation and demodulation of a quasi-deterministic signal is investigated, which in the future opens up great opportunities for improving the efficiency of digital systems. The method contains new technical solutions for transforming a random signal, including the modulation of the characteristic function and the measurement of estimates of the real and imaginary parts of this function. The purpose of this work is the development of optimal algorithms and generalization of the theory of the new modulation and demodulation method by using new elements (algorithms) when transforming a random signal using the arcsine distribution law. Single-channel and dual-channel modems are considered for operation in a radio channel and in a wired channel respectively. The comparison of characteristics of the modems with optimal and non-optimal modulation algorithms is performed, wherein the characteristics of the first modem turn out to be an order of magnitude better than the second modem. It has been established that the modems have different noise immunity in a channel with «white» noise and in this indicator surpass the known modems by at least ten orders of magnitude. The energy efficiency of the modems is high and exceeds the efficiency of QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) signal modems by 10 dB at the error probability level of 1∙10-10.

Для цитирования

Вешкурцев Ю.М. Обобщение теории нового метода модуляции и демодуляции случайного сигнала // Журнал радиоэлектроники. – 2022. – № 12. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.12.8

Литература

  1. Гуляев Ю.В., Беляев Р.В, Воронцов Г.Н., Залогин Н.Н. и др. Информационные технологии на основе динамического хаоса для передачи, обработки, хранения и защиты информации. Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии. 2018. Т.10. №2. С.279-312.
  2. Парфенов В.И. Исследование системы передачи информации, основанной на манипуляции коэффициентом эксцесса стохастического процесса. ХIII Международная научная конференция "Радиолокация, навигация, связь". Воронеж, ВГУ. 2007. Т.1. С.436-444.
  3. Залогин Н.Н., Колесов В.В. Манипуляция характеристиками шумоподобного сигнала в широкополосной системе связи. Радиотехника. 2005. №3. С.13-17.
  4. Вешкурцев Ю.М. Новый метод модуляции и демодуляции сигнала. Электросвязь. 2019. №5. С.66-69.
  5. Вешкурцев Ю.М. Основы теории построения модемов нового поколения. Новосибирск, ООО "СибАК". 2020. 184 с.
  6. Вешкурцев Ю.М., Титов Д.А. Исследование модели модема сигналов с новой модуляцией. Теория и техника радиосвязи. 2021. №3. С.23-29.
  7. Вешкурцев Ю.М. Повышение помехоустойчивости модема цифровых систем с амплитудной манипуляцией. Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2019. №7. С.38-44.
  8. Вешкурцев Ю.М. Модем нового поколения для будущих систем передачи данных. Часть 1. Омский научный вестник. 2018. Т.4. №160. С.110-113.
  9. Вешкурцев Ю.М. Модем нового поколения для будущих систем передачи данных. Часть 2. Омский научный вестник. 2018. Т.5. №161. С.102-105.