С.Б. Макаров – д.т.н., профессор, 

Высшая школа прикладной физики и космических технологий 

Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого

E-mail: makarov@cee.spbstu.ru

А.М. Марков – вед. инженер, 

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого E-mail: markov@cee.spbstu.ru

Постановка проблемы. Сигналы, сформированные на основе фазовых импульсов увеличенной длительности, обладают компактным энергетическим спектром и высокой скоростью спада внеполосных излучений, поэтому их называют спектрально-эффективными сигналами. Применение для них алгоритма приема «в целом» на основе алгоритма Витерби повышает помехоустойчивость приема информации при сохранении высокой спектральной эффективности.

Цель. Рассмотреть свойства спектрально-эффективных сигналов, сформированных на основе фазовых импульсов вида v(t) = qsinp(πt/nT)длительностью nТ (n = 2, 3, …), построить алгоритм когерентной обработки в виде алгоритма Витерби и оценить помехоустойчивость приема.

Результаты. Рассмотрены двоичные спектрально-эффективные сигналы с фазовой модуляцией для различных значений девиации фазы, длительности и формы фазового импульса. Проведен анализ временных и спектральных характеристик случайных последовательностей таких сигналов, в том числе в условиях межсимвольной интерференции, возникающей при

n = 2, 3, …. Для оценки помехоустойчивости при наличии аддитивного нормального белого шума использовался алгоритм когерентного приема «в целом», построенный на основе алгоритма Витерби. Выполнена параметрическая оптимизация параметров p и q фазового импульса, при которых достигается максимальная помехоустойчивость приема в области значений вероятности ошибок 10−3 и построены кривые помехоустойчивости. .

Практическая значимость. Показано, что при использовании алгоритма Витерби удается получить энергетического выигрыш для  значений вероятности ошибок 10−3…10−4 по отношению к противоположным сигналам до 1,8 дБ для n = 2 и до 3,5 дБ для n = 5.

1. Макаров С.Б, Цикин И.А. Передача дискретных сообщений по радиоканалам с ограниченной полосой пропускания. М: Радио и связь. 1988.
2. Jeremiah F. Hayes. The Vitervi Algorithm Applied to Digital Data Transmission // IEEE Communications Magazine. 1975. V. 13. № 2.
3. Макаров С.Б., Марков А.М. Прием в «целом» случайных последовательностей частотно-манипулированных сигналов с межсимвольной интерференцией // Радиотехника. 2011. № 3. С. 46−51.
4. Прокис Дж. Цифровая связь: Пер. с англ. / Под ред. Д.Д. Кловского. М.: Радио и связь. 2000.
5. Антошкин А.В., Азаров А.И. Потенциальная помехоустойчивость частотно-модулированных сигналов с непрерывной фазой // Известия Тульского ГУ. Технические науки. 2018. № 7. С. 420−427.
6. Макаров С.Б. Артамонов А.А., Косухин И.Л. Спектральные характеристики случайной последовательности зависимых ФМ сигналов с огибающей, описываемой полиномом n-й степени // Техника средств связи. Сер. Техника радиосвязи. 1990. № 8.
7. Макаров С.Б. Процесс группирования ошибок в демодуляторах с обратной связью по решению / Сб. статей «Помехоустойчивость и эффективность систем передачи информации». Одесса. 1986.
8. Макаров С.Б., Крячко М.А., Смирнов С.М. Применение спектрально-эффективных сигналов на основе атомарных функций в задаче ЭМСРЭС // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2008. № 2.