О.В. Чернояров1, А.Н. Глушков2, Е.В.Черноярова3, В.П. Литвиненко4, Ю.В. Литвиненко5

1,3 Национальный исследовательский университет «МЭИ» (Москва, Россия)

1 Национальный исследовательский Томский государственный университет (г. Томск, Россия)

2 Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина (г. Воронеж, Россия)

4,5 Воронежский государственный технический университет (г. Воронеж, Россия)

1 chernoyarovov@mpei.ru; 2 al.nk.glushkov@gmail.com; 3 el.vl.chernoiarova@mail.ru; 4 vl.pt.litvinenko@gmail.com; 5 yu.vl.litvinenko@gmail.com

Постановка проблемы. Многоуровневые сигналы с амплитудной (ASK), амплитудно-фазовой (APSK) и квадратурной амплитудной (QAM) модуляцией широко используются в высокоскоростных системах передачи информации. Рассматриваетися прямое измерение минимальной и максимальной амплитуд символов на выходе демодулятора с последующим определением порогов принятия решения по амплитудам символов, что позволяет отказаться от необходимости калибровки амплитудной характеристики приемного тракта. Эти же измерения могут использоваться для оценки помехоустойчивости систем связи с многоуровневыми сигналами.

Цель. Предложить новые простые алгоритмы демодуляции амплитуд многоуровневых сигналов на основе измерения минимальной и максимальной амплитуд принимаемых символов.

Результаты. Разработан алгоритм измерения минимальной и максимальной амплитуд принимаемых символов на основе вычисления логарифма отношения амплитуд принятого и предшествующего символов. Показано, что если результат измерения попадает в заданные и не зависящие от сигнала и помех границы, то принимается решение о принадлежности амплитуд этих символов к максимальному или минимальному значениям, которые затем усредняются и используются для установки порогов принятия решения в демодуляторе. Эффективность предложенного технического решения подтверждена в ходе статистического моделирования.

Практическая значимость. Представленные результаты могут быть использованы при проектировании цифровой аппаратуры передачи информации.

Чернояров О.В., Глушков А.Н., Черноярова Е.В., Литвиненко В.П., Литвиненко Ю.В. Измерение амплитуд принимаемых символов манипулированных радиосигналов // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 7. С. 159−168. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202407-26

1. Бураченко Д.А., Савищенко Н.В. Пропускная способность и предельная частотно-энергетическая эффективность в системах с двумерными сигналами М-КАМ, М-ФМ и М-АФМ. Информационно-управляющие системы. 2013. № 1(62). С. 64–73.
2. Stuber G.L. Principles of mobile communication. New York: Springer. 2017. 830 p.
3. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. 1104 с.
4. Прокис Д. Цифровая связь. М.: Радио и связь. 2000. 800 с.
5. Применение современных видов модуляции и организация обмена информацией в радиоканальных системах передачи извещений: Методические рекомендации (Р 061-2017). М.: ФКУ «НИЦ «Охрана» Росгвардии. 2017. 50 с.
6. Chernoyarov O., Glushkov A., Litvinenko V., Litvinenko Y., Pergamenshchikov S. Signal-to-noise ratio measurement for the signals with constant amplitude. Journal of Physics: Conference Series. 2022. V. 2388. P. 1–11. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2388/1/012072.
7. Чернояров О.В., Глушков А.Н., Каун Мьят Сан, Литвиненко В.П., Литвиненко Ю.В. Измерение отношения сигнал/шум в дискретном канале связи. Радиотехника. 2023. Т. 87. № 10. С. 158–167. https://doi.org/10.18127/j00338486-202310-16.
8. Liang D., Ng S., Hanzo L. Near-capacity turbo coded soft-decision aided DAPSK/Star-QAM for amplify-and-forward based cooperative communications. 2013. IEEE Transactions on Communications. V. 61(3). P. 1080–1087. https://doi.org/ 10.1109/TCOMM.2012.122712.110786.
9. Chernoyarov O., Glushkov A., Kaung Myat San, Litvinenko V., Salnikova A. On the digital algorithms for the DASK signal noncoherent demodulation. Lecture Notes in Networks and Systems. 2023. V. 596. P. 54-67. https://doi.org/10.1007/978-3-031-21435-6_6.
10. Beylkin G., Monzon L., Satkauskas I. On computing distributions of products of non-negative random variables. Applied and Computational Harmonic Analysis. 2017. V. 46(2). P. 400–416. https://doi.org/10.1016/j.acha.2018.01.002.
11. Патент 2786159 (РФ). № 2022119807. Цифровой демодулятор сигналов с амплитудно-фазовой манипуляцией. / Чернояров О.В., Демина Т.И., Пергаментщиков С.М., Глушков А.Н., Литвиненко В.П., Литвиненко Ю.В.; заявл. 18.07.2022; опубл. 19.12.2022. Бюл. № 35. 2 с.
12. Глушков А.Н., Литвиненко Ю.В., Тишуков Б.Н., Черноярова Е.В. Цифровой демодулятор сигналов с амплитудно-фазовой манипуляцией. Вестник Воронежского гос. технич. ун-та. 2023. Т. 19. № 5. С. 115–120. https://doi.org/10.36622/VSTU.2023.19.5.010.
13. Куликов Г.В., Лелюх А.А. Влияние амплитудного и фазового разбаланса квадратур на помехоустойчивость когерентного приема сигналов с квадратурной амплитудной модуляцией // Российский технологический журнал. 2021. Т. 9. № 1(39). С. 29–37.