Помехоустойчивость сигналов однополосной модуляции с управляемым уровнем несущего колебания

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Однополосная модуляция активно используются при организации связи посредством ионосферного канала в декаметровом диапазоне радиоволн. Это обусловлено, тем, что передачи с однополосной модуляции позволяют минимизировать полосу частот при сохранении скорости передачи информации и при этом повысить помехоустойчивость приема по отношению к передачам с амплитудной и частотной аналоговой модуляцией. Вместе с тем широкое применение технологий квадратурного синтеза открыли новые возможности по формированию передач с однополосной модуляцией без непосредственного применения процедур фильтрации. Анализ особенностей реализации метода квадратурного синтеза сигналов с однополосной модуляцией показал, что введение в состав его процедур дополнительного параметра позволит регулировать остаточный уровень несущего колебания и тем самым управлять помехоустойчивостью приема. Открывшиеся возможности позволили разработать способ и реализующее его устройство формирования сигнала однополосной модуляции с регулируемым уровнем несущего колебания. Рассмотрены технологии квадратурного синтеза сигналов амплитудной модуляции и однополосной модуляции с подавленной несущей как на уровне аналитического моделирования, так и с применением стандартного квадратурного модулятора. Обоснована необходимость перехода к аналитической форме представления модулирующего сигнала. Показана роль и место преобразователя Гильберта при формировании сигналов с однополосной модуляцией. Рассмотрены известные технологии формирования сигналов однополосной модуляции с сохраненным пилот-сигналом. Обоснована возможность управления величиной сохраненного пилот-сигнала на уровне процедур квадратурного синтеза. Разработана аналитическая модель и на ее основе структурная схема, позволяющая формировать сигналы однополосной модуляции с регулируемым уровнем пилот-сигнала. Демонстрируются результаты аналитического моделирования. Рассчитана величина обеспечиваемого энергетического выигрыша в результате регулирования остаточным уровнем несущего колебания. Проанализированы подходы к оценке помехоустойчивости передач с однополосной модуляцией. Предложен подход к расчету вероятности битовой ошибки передач с однополосной модуляцией, манипулированных дискретными колебаниями по результатам перераспределения энергии между несущим колебанием и боковой полосой, определяемого остаточным уровнем пилот-сигнала. Сформулированы выводы и предложения по практической реализации полученных результатов.

Об авторах

С. В Дворников

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения»

Email: practicdsv@yandex.ru
Тихорецкий проспект 3

С. С Дворников

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения»

Email: dvornik.92@mail.ru
Тихорецкий проспект 3

К. Д Жеглов

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения»

Email: zheglov.k@gmail.com
улица Большая Морская 67А

Список литературы

  1. Carson J. Method and Means for Signaling with High Frequency Waves № US 1449382. AT&T, 1923.
  2. Дворников С.В, Овчинников Г.Р., Балыков А.А. Программный симулятор ионосферного радиоканала декаметрового диапозона // Информация и космос. 2019. № 3. С. 6–12.
  3. Леушин А.В. Потенциальная помехоустойчивость командной радиолинии управления // Успехи современной радиоэлектроники. 2022. Т. 76. № 7. С. 20–29.
  4. Kokhanov A.B., Yemelianov S.V., Derevyagin Y.V. Single Sideband Hartley Amplitude Modulation // Radioelectronics and Communications Systems. 2020. vol. 63. no. 11. pp. 574–585. doi: 10.3103/S0735272720110023.
  5. Коханов А.Б. Однополосная квадратурная модуляция // Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника. 2017. Т. 60. № 3 (657). С. 123–131.
  6. What is SSB: Single Sideband Modulation. Electronics Notes. Available at: https://www.electronics-notes.com/articles/radio/modulation/single-sideband-ssb-basics.php. (accessed 29.01.2022).
  7. Ye Z., Jun M., Leilei W., Dongyan W., Li Zh., Jiangnan X. Optical Polarization Division Multiplexing Transmission System Based on Simplified Twin-SSB Modulation. Sensors. 2022. vol. 22(20). pp. 7700. doi: 10.3390/s22207700.
  8. Hualong Ye., Leihong Zh., Kaimin W., Dawei Zh. Study on the key technology of ghost imaging based on orthogonal frequency division multiplexing // Opticheskii Zhurnal. 2021. vol. 88. no. 8. pp. 20–31.
  9. Рахлин В.П., Сак П.В. Повышение энергетических показателей КВ-передатчика с однополосной модуляцией речевой информации при применении автоматической регулировки режима // Техника радиосвязи. 2021. № 4(51). С. 37–43.
  10. A-Imam Al-S., Ahmed J., Ayman A. Bahrain Polytechnic. Graphical Analysis of Single Sideband Modulation. International Journal of Computing and Digital Systems. IJCDS Journal, 2021. vol. 10(1). doi: 10.12785/ijcds/1001111.
  11. Дворников С.В. Демодуляция сигналов на основе обработки их модифицированных частотно-временных распределений // Цифровая обработка сигналов. 2009. № 2. С. 7–11.
  12. Никишкин П.Б., Витязев В.В. Методы широкополосной передачи данных на основе сигналов с частотным разделением каналов // Цифровая обработка сигналов. 2020. № 3. С. 45–49.
  13. Щербаков В.В., Солодков А.Ф., Задерновский А.А. Расширенные форматы однополосной модуляции двухэлектродного модулятора Маха-Цендера // Электроника и микроэлектроника СВЧ. 2019. Т. 1. С. 395–399.
  14. Алексеев А.А., Железняк В.К., Комарович В.Ф., Дворников С.В. Автоматизированная система контроля интенсивности физических полей рассеивания сигналов // Научное приборостроение. 2000. Т. 10. № 3. С. 77–87.
  15. Sinicyna E., Davydov V., Galichina A., Lukiyanov A., Shishkov A., Podstrigaev A. A study of temperature dependence of phase shift in optoelectronic path of direction finder channels // Journal of Physics: Conference Series. 2019. pp. 012075.
  16. Rosepreet K., Manoj S. Generation of Single Sideband-Suppressed carrier (SSB-SC) Signal Based on Stimulated Brillouin Scattering. Journal of Physics: Conference Series. vol. 2327. IOP Publishing, 2022. pp. 012025. doi: 10.1088/1742-6596/2327/1/012025.
  17. Дворников С.В., Бородин Е.Ю., Маджар Х., Махлуф Ю.Х. Частотно-временное оценивание параметров сигналов на основе функций огибающих плотности распределения их энергии // Информация и космос. 2007. № 4. С. 41–45.
  18. Нефедов Е.А. Исследование двухкаскадной системы формирования сигналов с однополосной амплитудной модуляцией // Сборник тезисов работ XLVII Международной молодёжной научной конференции Гагаринские чтения. Москва: Издательство "Перо", 2021. С. 551.
  19. Бойсунов Б.П., Короткова Л.А. Формирование радиосигналов с использованием преобразования частоты с одной боковой полосой // Достижения науки и образования. 2021. № 3(75). С. 21–23.
  20. Дворников С.В. Теоретические основы синтеза билинейных распределений. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2007. 268 с.
  21. Егоров С.Б., Горбачев Р.И. Аналитическая модель шумового сигнала с медленной спектрально-амплитудной модуляцией для пассивного шумолокатора // Труды Санкт-Петербургского государственного морского технического университета. 2020. Т. 1. № 52. С. 6.
  22. Kulkarni A., Kothavade S., Patel D. Assessment of SSB, Modified-SSB and VSB Modulation Techniques based on Modulation Index, Extinction Ratio, Chromatic Dispersion and Received RF power. International Conference on Communication information and Computing Technology (ICCICT). 2021. pp. 1–7. doi: 10.1109/ICCICT50803.2021.9509947.7.
  23. Дворников С.В., Пшеничников А.В. Формирование спектрально-эффективных сигнальных конструкций в радиоканалах передачи данных контрольно-измерительных комплексов // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2017. Т. 60. № 3. С. 221–228. doi: 10.17586/0021-3454-2017-60-3-221-228.
  24. Бобков В.И., Снытко Ю.Н. Алгоритм формирования аналитического сигнала инфракрасного газоанализатора устойчивого к качке // Энергетика, информатика, инновации: Сборник трудов XI Международной научно-технической конференции. Смоленск: Универсум; филиал ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ», 2021. Т. 1. С. 63–67.
  25. Кобяков Р.С., Новожилов Р.Н., Писарев И.А., Жеглов А.В., Медведев С.Ю. Некоторые методы повышения точности компенсации фазовой нестабильности при передаче сигналов частоты и времени // Труды Института прикладной астрономии РАН. 2021. № 58. С. 36–40. doi: 10.32876/ApplAstron.58.36-40.
  26. Huang C., Chan E. Photonic techniques for generating a single RF sideband with no second order sidebands. IEEE Photonics Journal. 2022. vol. 14. no 1. doi: 10.1109/JPHOT.2021.3123168.
  27. Weber P. The History of Single Sideband Modulation Archived 2004-01-03. Wayback Machine, 2004.
  28. Kahn L. Single-sideband transmission by envelope elimination and restoration. Proceedings of the IRE. 1952. vol. 40(7). pp. 803–806. doi: 10.1109/JRPROC.1952.273844.
  29. Дворников А.С., Гудков М.А., Аюков Б.А., Федосов А.Ю., Подгорный А.В., Заседателев А.Н., Дворников С.В., Крячко А.Ф., Пшеничников А.В. Анализ помехоустойчивости передач с однополосной модуляцией в каналах с флуктуационными помехами // Вопросы радиоэлектроники. Серия: Техника телевидения. 2022. № 4. С. 58–64.
  30. Суржиков В.Ф., Компанийцев А.В. Физическое моделирование цифровых каналов СВЧ-связи с бинарным амплитудно-манипулированным сигналом в среде MATLAB // Мир науки, культуры, образования. 2022. № 1(92). С. 119–122. doi: 10.24412/1991-5497-2022-192-119-122.
  31. Дворников С.В. Демодуляция сигналов на основе обработки их модифицированных частотно-временных распределений // Цифровая обработка сигналов. 2009. № 2. С. 7–11.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).