С.В. Дворников – д.т.н., профессор,  кафедра радиосвязи, Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного (Санкт-Петербург) E-mail: practicdsv@yandex.ru

Е.А. Попов – к.т.н., доцент, 

Высшая школа прикладной физики и космических технологий 

Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого

E-mail: popov@spbstu.ru

А.А. Балыков – адъюнкт,  кафедра радиосвязи, Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного (Санкт-Петербург) E-mail: etomoiadres@mail.ru

С.С. Дворников – к.т.н., начальник отделения безопасности обработки и хранения информации,  Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного (Санкт-Петербург) E-mail: dvornik.92@mail.ru

Постановка проблемы. Сложная сигнально-помеховая обстановка в диапазоне декаметровых волн стимулирует к поиску новых видов сигналов, позволяющих повысить скорость передачи при незначительных потерях в помехоустойчивости. Представляет интерес применение сигналов с перестановочной частотной модуляцией (ПЧМ).

Цель. Изложить результаты исследования помехоустойчивости ПМЧ-сигналов, формируемых на основе кодов с постоянным весом, в условиях их некогерентного приема в каналах с постоянными параметрами.

Результаты. Рассмотрен аналитический подход к расчету помехоустойчивости ПМЧ-сигналов, в которых текущий выбор комбинации тоновых колебаний определяется кодом с постоянным весом. Получено аналитическое выражение для расчета вероятности ошибки в условиях некогерентного приема в каналах с постоянными параметрами. Проведены результаты сравнительного анализа помехоустойчивости вариантов сигналов с перестановочной частотной модуляции и многопозиционной частотной модуляции. Представлены графики зависимости вероятности битовой ошибки от соотношения энергии бита к спектральной плотности мощности шума.

Практическая значимость. Полученные результаты позволяют рассматривать ПЧМ-сигналы альтернативным решением по отношению к сигналам с ортогональным частотным мультиплексированием, используемым в ионосферных радиоканалах в целях борьбы с межсимвольной интерференцией.

1. Slepian D. Permutation modulation // Proceedings of the IEEE. March 1965. V. 53. № 3. P. 228−236.
2. Ishikawa N., Sugiura S., Hanzo L. 50 years of permutation, spatial and index modulation: From classic RF to visible light communications and data storage // IEEE Commun. Surv. Tuts. 3rd Quart 2018. V. 20. № 3. P. 1905−1938.
3. Ishikawa N. Space-, time-, and frequency-domain permutation modulation designed for microwave and optical wireless communications. Ph. D. dissertation, Tokyo University of Agriculture and Technology. 2017.
4. Маковий В.А., Чупеев С.А. Сигналы с перестановочной модуляцией и их свойства // Теория и техника радиосвязи. 2010. № 1. С. 13−24.
5. Ishikawa N., Rajashekar R., Sugiura S., Hanzo L. Generalized spatial-modulation-based reduced-RF-chain millimeter-wave communications // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2017. V. 66. № 1. P. 879−883.
6. Oliver Henkel. Arbitrary Rate Permutation Modulation for the Gaussian Channel // Fraunhofer German-Sino Lab for Mobile Communications – MCI. 2007. № 4.
7. Sugiura S., Ishihara T., Nakao M. State-of-the-art design of index modulation in the space, time, and frequency domains: Benefits and fundamental limitations // IEEE Access. 2017. V. 5. P. 21 774−21 790.
8. Nordio A., Viterbo E. Permutation modulation for fading channels // Proc. 10th Int. Conf. Telecommun. February 2003. V. 2. P. 1177−1183.
9. Muhammad Hanif, Ha H. Nguyen. Non-Coherent Index Modulation in Rayleigh Fading Channels // IEEE Communications letters. July 2019. V. 23. № 7. P. 1153−1156.
10. Wen M., Cheng X., Yang L. Index Modulation for 5G Wireless Communications. Berlin (Germany). Springer. 2016.
11. E. Ba¸sar, Aygölü Ü., Panayirci E., Poor H.V. Orthogonal frequency division multiplexing with index modulation // IEEE Trans. Signal Process. November 2013. V. 61. № 22. P. 5536−5549.
12. I. Al-Nahhal, Dobre O.A., Ikki S. Low complexity decoders for spatial and quadrature spatial modulations–invited paper // Proc. IEEE 87th Veh. Technol. Conf. June 2018. P. 1−5.
13. Быховский М.А. Помехоустойчивости приема сигналов при перестановочной модуляции // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2015. Т. 9. № 4. С. 12−16.
14. Proakis J. Digital Communications. 4th ed. New York, NY, USA: McGraw-Hill. 2001.
15. Галлагер Р. Теория информации и надежная связь. М.: Сов. радио. 1974. 720 с.
16. Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. М.: Сов. радио. 1970. 533 с.
17. Бестугин А.Р., Дворников С.В., Крячко А.Ф., Оков И.Н., Кочетков А.О., Русин А.А. Исследование субканальных шумов сигналов, сформированных по технологии ортогонального частотного мультиплексирования // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Техника телевидения. 2018. № 3. С. 123−129.
18. Дворников С.В. Метод обнаружения сигналов диапазона ВЧ на основе двухэтапного алгоритма принятия решения // Научное приборостроение. 2005. Т. 15. № 3. С. 114−119.
19. Дворников С.В., Сауков А.М. Модификация частотно-временных описаний нестационарных процессов на основе показательных и степенных функций // Научное приборостроение. 2004. Т. 14. № 3. С. 76−85.
20. Дворников С.В., Дворников С.С., Спирин А.М. Синтез манипулированных сигналов на основе вейвлет-функций // Информационные технологии. 2013. № 12. С. 52−55.
21. Дворников С.В., Манаенко С.С., Дворников С.С., Погорелов А.А. Синтез фазоманипулированных вейвлет-сигналов // Информационные технологии. 2015. Т. 21. № 2. С. 140−143.