В.Г. Довбня − д.т.н., доцент, профессор,
кафедра космического приборостроения и систем связи,
Юго-Западный государственный университет (г. Курск)
E-mail: vit_georg@mail.ru
Д.С. Коптев − аспирант 2-го курса, преподаватель, кафедра космического приборостроения и систем связи,
Юго-Западный государственный университет (г. Курск) E-mail: d.s.koptev@mail.ru
Постановка проблемы. Наличие фазовых шумов во входном сигнале когерентного демодулятора требует расширения полосы пропускания устройства восстановления несущей для возможности обеспечения отслеживания фазы выделенной несущей за флуктуациями фазы входного сигнала. В противном случае появляется динамическая фазовая ошибка в схеме когерентного детектирования КАМ-сигналов, снижается отношение сигнал/шум на выходе когерентного детектора и, как следствие, достоверность приема информации.
Цель. Исследовать влияние качества функционирования синтезаторов колебаний гетеродинов на помехоустойчивость систем приема сигналов с квадратурной амплитудной модуляцией высокой позиционности.
Результаты. Использованы методы исследования, базирующиеся на основах теорий потенциальной помехоустойчивости, синхронизации демодуляторов, систем фазовой автоподстройки частоты. Для устройства восстановления несущей значение шумовой полосы выбрано в диапазоне от 0,001/Т до 0,02/Т (где T – длительность символа), так как при указанных соотношениях закон распределения фазовой ошибки можно считать нормальным (гауссовским). Полагали, что устройства автоматической регулировки усиления и тактовой синхронизации в радиоприемной системе функционируют идеально, а частотная характеристика канала соответствует условию Найквиста. Разработана аналитическая модель, на основе которой итерационным методом в среде MathCAD 11 построены графики зависимости эквивалентных энергетических потерь соответственно от интегральной относительной нестабильности частоты и спектральной плотности мощности фазовых шумов колебаний гетеродинов, нормированной при отстройке от несущей на 10 кГц. Проведен расчет для частоты колебаний гетеродина 10 ГГц и типового профиля распределения спектральной плотности мощности его фазовых шумов. Установлено, что допустимый уровень эквивалентных энергетических потерь (от 0,2 до 0,3 дБ) обеспечивается при значениях интегральной относительной нестабильности частоты 3·10−7; 1,5·10−7; 7·10−8; 3·10−8 и спектральной плотности мощности фазовых шумов не более минус 85, 91, 97 и 103 дБВт/Гц для сигналов с видами модуляции КАМ-16, КАМ-64, КАМ-256 и КАМ-1024 соответственно.
Практическая значимость. Разработанная аналитическая модель и полученные графические зависимости позволяют оценить степень влияния интегральной относительной нестабильности частоты и спектральной плотности мощности фазовых шумов колебаний гетеродинов на помехоустойчивость приема многопозиционных сигналов с квадратурной амплитудной модуляцией, а также теоретически обосновать требования к качеству функционирования синтезаторов колебаний гетеродинов радиоприемных систем цифровых линий связи.
Довбня В.Г., Коптев Д.С. Влияние качества функционирования гетеродинов на помехоустойчивость приема сигналов с квадратурной амплитудной модуляцией // Радиотехника. 2020. Т. 84. № 9(17). С. 40−48. DOI: 10.18127/j00338486-202009(17)-03.
- Рыжков А.В., Попов В.Н. Синтезаторы частот в технике радиосвязи. М.: Радио и связь. 1991. 264 с.
- Борминский, А.Н., Каплунов П.Г. Нормирование характеристик гетеродинов для цифровых систем радиосвязи с многопозиционной квадратурной амплитудной модуляцией // Электросвязь. 1994. № 4. С. 19−20.
- Довбня В.Г., Сизов А.С. Оценка влияния параметров системы восстановления несущей на помехоустойчивость приема сигналов с квадратурной амплитудной манипуляцией // Телекоммуникации. 2000. № 3. С. 26.
- Линдсей В. Системы синхронизации в связи и управлении / Пер. с англ. М.: Сов. радио. 1978. 466 с.
- Шахгильдян В.В., Ляховкин А.А. Системы фазовой автоподстройки частоты. М.: Связь. 1972. 447 с.
- Довбня В.Г., Азиатцев В.Е., Михайлов С.Н. Помехоустойчивость радиоприемных систем цифровых линий связи. Курск: Юго-Зап. гос. ун-т. 2017. 175 с.