Noise Immunity of Binary Chirp Signals

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The results of a study of the noise immunity of receiving signals with linear frequency modulation in telecommunication information transmission systems are considered. Analytical expressions for the synthesis of binary signals by linear frequency modulation with control parameters are obtained. The dependence of the structure of linear frequency modulation signals on the shaping parameters has been studied. The optimization problem of finding the maximum value of the Euclidean distance for linear frequency modulation signals of a binary structure has been solved by modeling. Differences have been established in the noise immunity of receiving linear frequency modulation signals in relation to the binary structures of opposite and orthogonal signals. Diagrams of time and spectral fragments of linear frequency modulation signals are presented, explaining the essence of the research results. Graphs are presented for comparative assessment of the noise immunity of receiving binary signals of various structures in terms of the bit error probability as a function of the signal-to-noise ratio in the channel. The essence of correlation processing of signals with a large base is revealed.

About the authors

S. S. Dvornikov-jr.

Saint Petersburg State University of Aerospace Instrumentation; Military Academy of Communications

Email: dvornik.92@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7426-6475
SPIN-code: 8600-7244

S. V. Selivanov

JSC "Concern for Aerospace Defense "Almaz-Antey"

Email: selivanovi@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0001-9371-3020

S. V. Dvornikov

Saint Petersburg State University of Aerospace Instrumentation; Military Academy of Communications

Email: practicdsv@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4889-0001
SPIN-code: 7109-9590

References

  1. Дорохов С.В., Михайлов В.Э. Методика расчета коэффициента взаимной корреляции между двумя случайными сигналами в условиях помех эфира // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2021. Т. 15. № 12. С. 17‒23. doi: 10.36724/2072-8735-2021-15-12-17-23. EDN:EDSFRD
  2. Солодун К.Д. Мерцающие помехи при индивидуально-взаимной защите авиационной техники // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 10. С. 28‒35. doi: 10.18127/j00338486-202310-03. EDN:SFTXIX
  3. Дворников С.В., Погорелов А.А., Вознюк М.А., Иванов Р.В. Оценка имитостойкости каналов управления с частотной модуляцией // Информация и космос. 2016. № 1. С. 32‒35. EDN:VPQCFF
  4. Иванов Д.В., Иванов В.А., Рябова М.И., Бельгибаев Р.Р., Овчинников В.В., Чернядьев А.В. Развитие методов спектрального мониторинга помех КВ-диапазона для определения доступности парциальных ионосферных радиоканалов с учетом особенностей изменчивого спектра // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 12. С. 64‒77. doi: 10.18127/j00338486-202312-08. EDN:XABCVS
  5. Попов О.В., Тумашов А.В., Борисов Г.Н., Коровин К.О. Методика расчета радиуса зоны электромагнитной доступности источника поверхностных волн с заданной плотностью спектра изотропно излучаемого сигнала // Труды учебных заведений связи. 2022. Т. 8. № 3. С. 72‒79. doi: 10.31854/1813-324X-2022-8-3-72-79. EDN:MGHEIF
  6. Ашимов Н.М., Васин А.С., Бирюков А.Н., Кузьмищев П.Г. Помехоустойчивость и помехозащищенность радиолиний управления, работающих с фазоманипулированными широкополосными сигналами // Электромагнитные волны и электронные системы. 2021. Т. 26. № 2. С. 36‒43. doi: 10.18127/j15604128-202102-04. EDN:OZTIWF
  7. Иванов Д.В., Иванов В.А., Рябова Н.В., Ведерникова Ю.А., Чернов А.А. Метод синхронизации систем низкоскоростной передачи телеграфных сообщений малого объема на КВ-трассах большой протяженности // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 12. С. 6‒16. doi: 10.18127/j00338486-202312-02. EDN:KKAIFD
  8. Хвостунов Ю.С. Предложения по построению аналоговой части SDR радиоприёмных устройств декаметрового диапазона системы радиосвязи с ППРЧ // Техника средств связи. 2022. № 1(157). С. 35‒44. EDN:MRGPVL
  9. Дворников С.В., Дворников С.С., Жеглов К.Д. Проактивный контроль пригодности радиоканалов в режиме ППРЧ // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2022. Т. 16. № 11. С. 15‒20. doi: 10.36724/2072-8735-2022-16-11-15-20. EDN:YLWCFH
  10. Захаров В.Л., Витомский Е.В. Методы построения помехозащищенных ппрч-сигналов // Известия Института инженерной физики. 2019. № 4(54). С. 50‒54. EDN:XZOGPW
  11. Прохоров В.Е. Сравнительный анализ эффективности двух схем захвата сигналов с ППРЧ // Теория и техника радиосвязи. 2019. № 1. С. 74‒84. EDN:FMJPIA
  12. Макаренко С.И., Иванов М.С., Попов С.А. Помехозащищенность систем связи с псевдослучаной перестройкой рабочей частоты. Монография. СПб.: Свое издательство, 2013. 166 с. EDN:QKNPYL
  13. Filippov B.I. The choice of signals for hydroacoustic navigation system of transformation underwater apparatus to docking module // T-Comm. 2021. Vol. 15. Iss. 6. PP. 56‒64. doi: 10.36724/2072-8735-2021-15-6-56-64. EDN:DPDQQX
  14. Болелов Э.А., Козлов А.И., Романенко Н.М. Аффинное проектирование как инструмент разделения сигналов от радиолокационных целей // Радиотехнические и телекоммуникационные системы. 2023. № 1(49). С. 22‒32. DOI:10.24412/ 2221-2574-2023-1-22-32. EDN:EJBZLN
  15. Дворников С.В., Овчинников Г.Р., Балыков А.А. Программный симулятор ионосферного радиоканала декаметрового диапозона // Информация и космос. 2019. № 3. С. 6‒12. EDN:CGVGIJ
  16. Зотов К.Н., Жданов Р.Р. О применимости помех в сетях сотовой связи для создания защищённого канала связи // Вестник СибГУТИ. 2020. № 3(51). С. 90‒100. EDN:GJEDGS
  17. Goldsmith A. Wireless Communications. Cambridge University Press, 2005.
  18. Дворников С.В., Дворников С.С., Пшеничников А.В. Аппарат анализа частотного ресурса для режима псевдослучайной перестройки рабочей частоты // Информационно-управляющие системы. 2019. № 4(101). С. 62‒68. DOI:10.31799/ 1684-8853-2019-4-62-68. EDN:VUYYFO
  19. Pavlov S.V., Dokuchaev V.A., Maklachkova V.V. Improving the Stability of Satellite Synchronization of Single-Frequency Television Transmitters Under the Influence of Interference // Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications. 2022. Vol. 5. Iss. 1. PP. 248‒253. doi: 10.1109/SYNCHROINFO55067.2022.9840977
  20. Дворников С.В., Дворников С.С., Иванов Р.В., Гулидов А.А., Чихонадских А.П. Защита от структурных помех радиоканалов с частотной манипуляцией // Информационные технологии. 2017. Т. 23. № 3. С. 193‒198. EDN:YHCWCR
  21. Фокин Г.А. Диаграммообразование на основе позиционирования в сверхплотных сетях радиодоступа миллиметрового диапазона. Часть 1. Модель двух радиолиний // Труды учебных заведений связи. 2023. Т. 9. № 4. С. 44‒63. doi: 10.31854/1813-324X-2023-9-4-44-63. EDN:DIEAKU
  22. Yang K., Wu Zh., Guo X., Wu J., Cao Y., Qu T., et al. Estimation of co-channel interference between cities caused by ducting and turbulence // Chinese Physics B. 2022. Vol. 31. Iss. 2. P. 024102. doi: 10.1088/1674-1056/ac339c
  23. Qi L., Shen Zh., Guo Q., Wang Y., Mykola K. Chirp Rates Estimation for Multiple LFM Signals by DPT–SVD // Circuits, Systems, and Signal Processing. 2023. Vol. 42. Iss. 5. PP. 2804‒2827. doi: 10.1007/s00034-022-02225-x
  24. Laurent N., Colominas M.A., Meignen S. On Local Chirp Rate Estimation in Noisy Multicomponent Signals: With an Application to Mode Reconstruction // IEEE Transactions on Signal Processing. 2022. Vol. 70. PP. 3429‒3440. DOI:10.1109/ tsp.2022.3186832
  25. Dong W.X., Lai Yu.Yu., Hu J. Detecting spatial chirp signals by Luneburg lens based transformation medium // Optics Express. 2022. Vol. 30. Iss. 6. P. 9773. doi: 10.1364/oe.453937. EDN:FDDCCI
  26. Чан Х.Н., Подстригаев А.С., Нгуен Ч.Н. Алгоритмы анализа линейно-частотно-модулированных сигналов на основе частотновременного анализа // XXVIII Международная научно-техническая конференция, посвященная памяти Б.Я. Осипова «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, Россия, 27–29 сентября 2022). Воронеж: Воронежский государственный университет, 2022. Т. 2. С. 371‒378. EDN:XYVWID
  27. Дворников С.В., Кузнецов Д.А., Кожевников Д.А., Пшеничников А.В., Манаенко С.С. Теоретическое обоснование синтеза ансамбля биортогональных сигналов с повышенной помехоустойчивостью // Вопросы радиоэлектроники. Серия: Техника телевидения. 2015. № 5. С. 16‒20. EDN:UMOIYB
  28. Golubicic Z.T., Simic S.M., Zejak A.J., Reljic B.M., Maric S. High speed target tracking radar system based on the use of BPSK signal and digital Doppler shift compensation // Military Technical Courier. 2022. Vol. 70. Iss. 2. PP. 357‒371. doi: 10.5937/vojtehg70-36589
  29. Geng Ch.Q., Kuan H.Ju., Luo L.W. Inverse-chirp imprint of gravitational wave signals in scalar tensor theory // The European Physical Journal C. 2020. Vol. 80. Iss. 8. PP. 1‒6. doi: 10.1140/epjc/s10052-020-8359-y
  30. Alsharef M., Hamed A., Rao R.K. Error Rate Performance of Digital Chirp Communication System over Fading Channels // Proceedings of the World Congress on Engineering and Computer Science (WCECS, San Francisco, USA, 21‒23 Oc-tober 2015). URL: https://www.researchgate.net/publication/326782880_Error_Rate_Performance_of_Digital_Chirp_Communication_System_over_Fading_Channels (Accessed 01.04.2024)
  31. Alsharef M., Rao R.K. Multi-mode multi-level continuous phase chirp modulation: Coherent detection // Proceedings of the 29th Annual IEEE Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering (Vancouver, Canada, 15‒18 May 2016). IEEE, 2016. doi: 10.1109/CCECE.2016.7726777
  32. Дворников С.В., Кудрявцев А.М. Теоретические основы частотно-временного анализа кратковременных сигналов. СПб.: ВАС, 2010. 240 с. EDN:QMUYKH
  33. Шелихова Т.С., Дроздова В.Г. Анализ эффективности использования частотно-временного ресурса для различных CORESET-конфигураций в сетях 5G NR // Вестник СибГУТИ. 2023. Т. 17. № 4. С. 97‒108. doi: 10.55648/1998-6920-2023-17-4-97-108. EDN:JASPNV
  34. Дворников С.В. Теоретические основы синтеза билинейных распределений энергии нестационарных процессов в частотно-временном пространстве (обзор) // Труды учебных заведений связи. 2018. Т. 4. № 1. С. 47‒60. EDN:YUZUOE
  35. Гришин В.Г., Гришин О.В., Никульцев В.С., Гультяева В.В., Зинченко М.И., Урюмцев Д.Ю. Частотно-временной анализ колебаний показателей внешнего дыхания и сердечного ритма человека при физической нагрузке // Биофизика. 2022. Т. 67. № 4. С. 755‒762. doi: 10.31857/S0006302922040147. EDN:IUKFYZ

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».