В.В. Звонарев1, А.С. Попов2, А.В. Питрин3

1-3 Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского (Санкт-Петербург, Россия)

Постановка проблемы. На обеспечение устойчивости передачи информации с использованием радиоканала большое влияние оказывают шумы и помехи. При этом результат одновременного применения нескольких структурных помех существенно отличается от результата воздействия одной помехи. Необходимость компенсации нескольких помех на приеме приводит к усложнению и удорожанию оборудования приемной системы. Кроме того, в ряде случаев полное подавление группы помех может оказаться недостижимым. Учет наличия нескольких помех вносит заметные принципиальные и технические трудности при выводе формул для анализа помехоустойчивости приема полезного радиосигнала. Методика расчета вероятностей битовых ошибок для радиосигналов с QPSK-модуляцией при наличии структурных помех, основанная на построении вероятностного пространства на множестве совместных событий, предложена и рассмотрена в [1]. Необходимо на основе применения условных вероятностей получить формулы для расчета средних вероятностей битовых ошибок когерентного приема радиосигнала с QPSK-модуляцией в присутствии нескольких помех.

Цель. Предложить методику расчета вероятностей битовых ошибок приема радиосигналов с QPSK-модуляцией при нескольких гармонических помехах на основе применения условных вероятностей, а также вывести формулы для расчета средних вероятностей битовых ошибок когерентного приема радиосигнала с QPSK-модуляцией в присутствии нескольких помех.

Результаты. Представлена методика расчета вероятностей битовых ошибок приема радиосигналов в различных условиях электромагнитной обстановки, позволяющая с высокой точностью и надежным прогнозированием рассчитать (обосновать) достоверность передаваемой информации в радиоканале с учетом применения нескольких помех. Получены формулы для расчета средних вероятностей битовых ошибок когерентного приема радиосигнала с QPSK-модуляцией в присутствии нескольких помех. Выполнен расчет вероятности битовой ошибки радиосигналов с QPSK-модуляцией при нескольких гармонических помехах с применением условных вероятностей перехода номеров позиций символов в созвездии передаваемого радиосигнала в номера позиций символов созвездия принятого (детектированного).

Практическая значимость. Данная методика позволяет с высокой точностью и надежным прогнозированием рассчитать (обосновать) достоверность передаваемой информации в радиоканале с учетом применения нескольких помех.

Звонарев В.В., Попов А.С., Питрин А.В. Методика расчета вероятностей битовых ошибок приема радиосигналов с QPSK-модуляцией при нескольких гармонических помехах // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 8. С. 84-95. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202208-09

1. Бродский М. С., Звонарев В. В., Попов А. С. Метод построения вероятностного пространства на множестве совместных событий для расчета вероятностей битовых ошибок приема радиосигналов с QPSK-модуляцией при наличии помех // Труды Военно-космической академии им. А.Ф. Можайского. 2021. Вып. № 678. С. 43–50.
2. Волхонская Е. В., Коротей Е. В., Власова К. В., Рушко М. В. Модельное исследование помехоустойчивости приема радиосигналов с QPSK, BPSK, 8PSK и DBPSK // Известия КГТУ. 2017. № 46. С. 165–174.
3. Михайлов Р. Л. Радиоэлектронная борьба в Вооруженных силах США: военно-теоретический труд. СПб: Наукоемкие технологии. 2018. 131 с.
4. Зубарев А. Е., Позов А. В., Приходько А. И. Анализ методов расчета битовой вероятности ошибки при когерентном приеме сигналов с M-ичной фазовой манипуляцией // Международный научно-исследовательский журнал. Екатеринбург. 2019.
   № 1(79). Ч. 1. С. 53–59.
5. Куприянов А. И. Основы радиоэлектронной борьбы. М.: Факториал. 2022. 382 с.
6. Михайлов Р. Л. Помехозащищенность транспортных сетей связи специального назначения. Монография. Череповец: РИО ЧВВИУРЭ. 2016. 128 с.
7. Чиров Д. С., Лобов Е. М. Выбор сигнально-кодовой конструкции для командно-телеметрической линии радиосвязи с беспилотными летательными аппаратами средней и большой дальности // Телекоммуникации и транспорт. 2017. Т. 11. № 10. С. 21–28.
8. Савищенко Н. В. Многомерные сигнальные конструкции: их частотная эффективность и потенциальная помехоустойчивость приема. СПб: СПбГПУ. 2005. 420 с.
9. Звонарев В. В., Попов А. С. Потенциальная помехоустойчивость когерентного приема четырехпозиционного фазоманипулированного радиосигнала в присутствии когерентной гармонической помехи // Информационно-управляющие системы. 2021. № 1. С. 45–54.
10. Звонарев В. В., Пименов В. Ф., Попов А. С. Методика вычисления вероятностей символьных и битовых ошибок для QPSK-сигналов при наличии гармонической помехи со сдвигом частоты // Труды Военно-космической академии им. А.Ф. Можайского. Вып. № 677. 2021. С. 50–61.
11. Беккиев А. Ю., Борисов В. И. Оценка помехозащищенности каналов радиосвязи в условиях действия помех от средств радиоэлектронной борьбы // Радиотехника и электроника. 2019. Т. 64. № 9. С. 891–901.
12. Бучинский Д. И., Вознюк В. В., Фомин А. В. Исследование помехоустойчивости приемника сигналов с многопозиционной фазовой манипуляцией к воздействию помех с различной структурой // Труды Военно-космической академии им. А.Ф. Можайского. 2019. Вып. № 671. С. 120–127.
13. Зубарев А.Е., Позов А.В., Приходько А.И. Анализ методов расчета битовой вероятности ошибки при когерентном приеме сигналов с M-ичной фазовой манипуляцией // Международный научно-исследовательский журнал. Екатеринбург. 2019.
    № 1(79). Ч. 1, С. 53–59.
14. Финк Л. М. Теория передачи дискретных сообщений. М.: Советское радио. 1979. 728 с.
15. Ковальский А. А., Митряев Г. А., Питрин А. В. Управление орбитальным канальным ресурсом на основе немарковских приоритетных систем массового обслуживания. Ч. 1. Модель оперативного распределения // Труды учебных заведений связи. 2021. Т. 7. № 3. С. 36–46.
16. Кузовникова А. В.  Космические системы ретрансляции. М.: Радиотехника. 2017. 448 с.
17. Бродский М. С., Розганов М. В., Уткин Д.Р. Обоснование технических требований к земным станциям спутниковых связных комплексов на основе модели функционирования активных фазированных антенных решеток // Известия института инженерной физики. 2021. № 1(59). С. 24–28.
18. Ерохин Г.А., Мандель В.И., Нестеркин Ю.А., Струков А.П. Методика расчета энергетического запаса радиолинии «космический аппарат – станция» // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. 2018. Т. 5. Вып. 1.С. 65-74.
19. Ложкин К. Ю. Помехоустойчивость приема OFDM-сигнала с однократной фазовой манипуляцией и корректирующим кодированием на фоне полигармонической помехи // Информация и космос. 2018. № 2. С. 37–43.
20. Вознюк В.В., Куценко Е.В. Помехоустойчивость систем радиосвязи с бинарными фазоманипулированными шумоподобными сигналами при воздействии ретранслированных компенсационных помех типа инверсии, огибающей сигнала // Журнал радиоэлектроники. 2018. № 2. С. 1–16.