Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2021, № 11 · RADIO ENGINEERING

Noise immunity of receiving signals with amplitude and phase-shift keying in the presence of phase-shift keying interference

G.V. Kulikov1, S.K. Dang1

1 MIREA - Russian Technological University, Moscow, Russia
Full text (PDF) DOI: 10.30898/1684-1719.2021.11.7 UDC 621.391.072 EDN GHXJJU

Abstract

The development of television technologies and the need to transmit high-quality video information requires that modern digital television and broadcasting systems can transmit large amounts of information. The use of signals with multi-position amplitude and phase-shift keying 16-APSK and 32-APSK in DVB-S2 generation satellite television systems made it possible to transmit 30% more data in the same frequency bands compared to the previous DVB-S standard. The latest DVB-S2X digital satellite TV standard is an extension of the DVB-S2 standard and supports modulations of 64,128,256-APSK. It is known that increasing the positionality of signals reduces the noise immunity of their reception and the system as a whole. In addition, the presence of non-fluctuation interference in the radio channel that falls into the frequency band of the useful signal has a strong influence on noise immunity. The article uses statistical radio engineering methods to calculate the probability of a bit error when receiving M-APSK signals against the background of phase-shift keying interference at different parameters of the latter. It is shown that of phase-shift keying interference of even low intensity (µ < 0.3) falling into the main lobe of the signal spectrum significantly reduces the noise immunity of receiving 16-APSK and 32-APSK signals. High-intensity interference (µ ≥ 0.5) practically destroys reception. The influence of phase-shift keying interference decreases with an increase in its detuning relative to the carrier frequency of the useful signal and an increase in the relative transmission rate of the interference. A comparison of the reception quality when using M-PSK, M-QAM and M-APSK signals is carried out and it is shown that the noise immunity of receiving M-QAM and M-APSK against the background of phase-shift keying interference is approximately the same. M-PSK signals are significantly inferior to them in terms of reception noise immunity.

  • Amplitude and phase-shift keying
  • phase-shift keying interference
  • noise immunity
  • bit error probability
  • signal-to-noise ratio
Аннотация (на русском)

Помехоустойчивость приема сигналов с амплитудно-фазовой манипуляцией в присутствии фазоманипулированной помехи

Развитие телевизионных технологий и необходимость передачи видеоинформации высокого качества требует, чтобы современные системы цифрового телевидения и вещания могли передавать большие объемы информации. Применение в системах спутникового телевидения поколения стандарта DVB-S2 сигналов с многопозиционной амплитудно-фазовой манипуляцией 16-АФМ и 32-АФМ позволило передавать на 30% больше данных в тех же полосах частот по сравнению с предыдущим стандартом DVB-S. Последний стандарт цифрового спутникового телевидения DVB-S2X является расширением стандарта DVB-S2 и поддерживает модуляции 64,128,256-АФМ. Известно, что увеличение позиционности сигналов снижает помехоустойчивость их приема и системы в целом. Кроме того, сильное влияние на помехоустойчивость оказывает наличие в радиоканале нефлуктуационных помех, попадающих в полосу частот полезного сигнала. В статье методами статистической радиотехники проведены расчеты вероятности битовой ошибки при приеме сигналов М-АФМ на фоне фазоманипулированной помехи при разных параметрах последней. Показано, что фазоманипулированная помеха даже малой интенсивности (μ < 0.3), попадающая в главный лепесток спектра сигнала, заметно снижает помехоустойчивость приема сигналов 16-АФМ и 32-АФМ. Помеха большой интенсивности (μ ≥ 0.5) практически разрушает прием. Влияние фазоманипулированной помехи снижается при увеличении ее расстройки относительно несущей частоты полезного сигнала и увеличении относительной скорости передачи помехи. Проведено сравнение качества приема при использовании сигналов М-ФМ, М-КАМ и М-АФМ и показано, что помехоустойчивость приема М-КАМ и М-АФМ на фоне фазоманипулированной помехи приблизительно одинакова. Сигналы М-ФМ значительно проигрывают им по помехоустойчивости приема.

For citation

Kulikov G.V., Dang S.K. Noise immunity of receiving signals with amplitude and phase-shift keying in the presence of phase-shift keying interference // Journal of Radio Electronics. – 2021. – No. 11. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.11.7

References

  1. Карякин В.Л. Цифровое телевидение: учебное пособие для вузов. Москва, Солон-Пресс. 2013.
  2. Никитин Н.П., Лузин В.И., Гадзиковский В.И., Марков Ю.В. Телевизионные цифровые системы: учебное пособие. Екатеринбург, Изд-во Уральского ун-та. 2016. 108 с.
  3. Маглицкий Б.Н., Сергеева А.С., Синявская А.С. Принципы построения спутникового телевидения. Теория и практика: учебное пособие. Новосибирск. 2016.
  4. Стратонников А.А., Перелыгин С.В. Современное спутниковое телевидение. Перспективы развития. Международная научно-техническая конференция "Актуальные проблемы радио- и кинотехнологий". 2017. С.123-128.
  5. Белов А.В., Владимиров А.Н., Чикин А.В. Стандарт DVB-S2 - Перспективное решение в области цифрового спутникового телевидения. Труды Научно-исследовательского института радио. 2008. №2. С.54-59.
  6. Ахмадуллин Э.Р., Каримов Р.Р., Решетникова Ю.Ю. Преимущества расширенного стандарта цифрового спутникового телевидения DVB-S2X. Международная научно-практическая конференция Международная научно-практическая конференция "Внедрение результатов инновационных разработок: проблемы и перспективы". 2017. T.3 С.9-12.
  7. Minoli D. Innovations in satellite communications and satellite technology the industry implications of DVB-S2X, high throughput satellites, Ultra HD, M2M, and IP. New York, John Wiley & Sons Ltd. 2015. 441 p.
  8. DVB. [Электронный ресурс] URL: https://www.dvb.org/standards/dvb-s2x (дата обращения: 16.09.2021).
  9. Proakis J.G. Digital communications. 4th Edition. New York, McGraw-Hill. 2001. 1002 p.
  10. Fuqin Xiong. Digital modulation techniques. Second edition. Artech House Telecommunications Library. Artech House. 2006. 1039 p.
  11. Горобцов И.А., Кирик Д.И. Оценка помехоустойчивости приема сигналов с амплитудно-фазовой модуляцией. VIII Международная научно-техническая и научно-методическая конференция "Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании (АПИНО 2019)". 2019. Т.4. С.111-116.
  12. Елкин П.Е., Носов В.И. Исследование влияния амплитудно-фазовой конверсии на помехоустойчивость приема сигналов с модуляцией M-APSK. Российская научно-техническая конференция "Современные проблемы телекоммуникаций". 2017. С.279-286.
  13. Куликов Г.В., Усманов Р.Р., Трофимов Д.С. Анализ помехоустойчивости приема сигналов с многопозиционной амплитудно-фазовой манипуляцией в присутствии гармонической помехи. Наукоемкие технологии. 2020. №1. С.22-29.
  14. Куликов Г.В., Лелюх А.А., Баталов Е.В., Кузеленков П.И. Помехоустойчивость приема сигналов с квадратурной амплитудной манипуляцией в присутствии фазоманипулированной помехи. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2019. №7. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/jul19/10/text.pdf
  15. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2019.7.10
  16. Куликов Г.В., Зунг Н.В., Тиен Д.Ч. Влияние фазоманипулированной помехи на помехоустойчивость корреляционного демодулятора сигналов с многопозиционной фазовой манипуляцией. Российский технологический журнал. 2019. Т.7. №2(28). С.18-28. https://doi.org/10.32362/2500-316X-2019-7-2-18-28
  17. Куликов Г.В., Тамбовский С.С., Савватеев Ю.И., Стариковский А.И. О помехоустойчивости приема сигналов с минимальной частотной манипуляцией в присутствии нефлуктуационных помех. Радиотехника и электроника. 2019. Т.64. №2. С.168-174. https://doi.org/10.1134/S1064226919020141