С.С. Дворников1

1 Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (Санкт-Петербург, Россия)

1 Военная академия связи им. Маршала Советского Союза С.М. Буденного (Санкт-Петербург, Россия)

1 dvornik92@mail.com

Постановка проблемы. Для организации связи в диапазоне декаметровых радиоволн активно применяются сигналы однополосной модуляции (ОМ), обеспечивающие высокую помехоустойчивость приема. Однако спектральная структура этих сигналов такова, что на несущее колебание приходится 2/3 сигнальной энергии. Поэтому на практике используют различные формы сигналов ОМ с частично подавленным уровнем несущего колебания. При таком подходе происходит нерациональное распределение энергии. В связи с этим требуются научно-технические решения, позволяющие перераспределять энергию сигнальной конструкции между несущим колебанием и информационными составляющими на стадии синтеза сигналов.

Цель. Используя математический аппарат квадратурного представления сигналов, получить уравнение аналитического синтеза модифицированных сигналов ОМ с управляемыми энергетическими параметрами, разработать реализующий их модулятор, а также оценить энергетический выигрыш в помехоустойчивости их приема.

Результаты. Получено аналитическое уравнение синтеза модифицированных сигналов ОМ, реализующее перераспределение энергии за счет управления уровнем несущего колебания. Разработана структурная схема модулятора формирования модифицированных сигналов. Приведены фрагменты временны́х представлений и спектров различных форм сигналов ОМ. Представлены результаты сравнительного анализа, подтверждающие энергетический выигрыш от реализации разработанного технического решения.

Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы для повышения помехоустойчивости приема на линиях радиосвязи диапазона декаметровых радиоволн.

Дворников С.С. Помехоустойчивость приема сигналов однополосной модуляции с управляемыми энергетическими параметрами // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 8. С. 80-90. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202408-08

1. Макаренко С.И. Модели системы связи в условиях преднамеренных дестабилизирующих воздействий и ведения разведки. СПб: Изд-во «Наукоемкие технологии». 2020. 337 с.
2. Жеглов К.Д., Дворников С.В. Анализ проблем организации КВ связи в гражданской авиации // Сб. статей V Междунар. форума «Метрологическое обеспечение инновационных технологий» / Под ред. В.В. Окрепилова. СПб: Санкт-Петербургский гос. ун-т аэрокосмического приборостроения. 2023. С. 20-21.
3. Мирошниченко А.В., Татарчук И.А., Шаврин С.С., Фальков Э.Я. Сравнительный анализ телекоммуникационных стандартов цифровой связи гражданской авиации VDL MODE 4 и 1090ES // Труды НИИ радио. 2020. № 3. С. 35-43. DOI: 10.34832/NIIR.2020.2.3.005.
4. Проценко М.Б., Громоздин В.В., Козуб М.С., Новикова Т.В. Анализ ЭМС на береговом объекте ГМССБ и СУДС в диапазоне ОВЧ // Труды НИИ радио. 2023. № 3-4. С. 76-82. DOI: 10.34832/NIIR.2023.14.3.007.
5. Громоздин В.В., Коваленко В.И., Иевлев К.В., Козуб М.С. Методика проведения натурных испытаний береговых объектов ГМССБ МР А2 // Электросвязь. 2022. № 4. С. 21-27. DOI: 10.34832/ELSV.2022.29.4.004.
6. Власенко В.И., Бибарсов М.Р., Дворников С.В., Дворников С.С. Повышение эффективности приема в декаметровых линиях радиосвязи МЧС России // Вестник Санкт-Петербургского ун-та гос. противопожарной службы МЧС России. 2022. № 4. С. 91-100.
7. Пацук С.В., Ильичев В.В., Клавдиев А.А., Куренной А.Н. Система радиосвязи в МЧС России // Актуальные вопросы пожарной безопасности. 2022. № 2(12). С. 41-49. DOI: 10.37657/vniipo.avpb.2022.56.71.005.
8. Папырин В.В., Сидоров В.К. Проблемы организации коротковолновой радиосвязи в Арктике и возможные пути их решения // Вестник Санкт-Петербургского ун-та гос. противопожарной службы МЧС России. 2020. № 1. С. 1-4.
9. Dvornikov S.S., Zheglov K.D., Dvornikov S.V. SSB signals with controlled pilot level // T-Comm. 2023. V. 17. № 3. P. 41-47. DOI: 10.36724/2072-8735-2023-17-3-41-47.
10. Wang R., Fan Ya., Tan J., et al. A linearized optical single-sideband modulation RoF link with tunable optical carrier-to-sideband ratio // Optics Communications. 2022. V. 511. P. 127991. DOI: 10.1016/j.optcom.2022.127991.
11. Kassan K., Fares H., Louet Y., Glattli D.C. Performance vs. spectral properties for single-sideband continuous phase modulation // IEEE Transactions on Communications. 2021. V. 69. № 7. P. 4402-4416. DOI: 10.1109/TCOMM.2021.3073792.
12. Lan Zh., Peng H., Zhao P. A S-transform based algorithm for doppler frequency rate-of-change estimation from coherent pulse train // Journal of Physics: Conference Series. 2022. V. 2218. № 1. P. 012023. DOI: 10.1088/1742-6596/2218/1/012023.
13. Simonov A., Fokin G., Sevidov V., et al. Polarization direction finding method of interfering radio emission sources // Internet of Things, Smart Spaces, and Next Generation Networks and Systems. St. Petersburg. Russia: Springer Verlag. 2019. V. 11660.
    P. 208-219. DOI: 10.1007/978-3-030-30859-9_18.
14. Kumar A., Dash S.P. Optimal multi-level amplitude-shift keying modulation for a reliable channel magnitude detection-based receive diversity powerline communication system // IEEE Transactions on Green Communications and Networking. 2022. V. 6. № 4. P. 2168-2178. DOI: 10.1109/tgcn.2022.3172786.
15. Дворников С.В., Дворников С.С., Жеглов К.Д. Помехоустойчивость сигналов однополосной модуляции с управляемым уровнем несущего колебания // Информатика и автоматизация. 2023. Т. 22. № 2. С. 261-288. DOI: 10.15622/ia.22.2.2.
16. Panem Ch., Vetrekar N., Gad R. Data reduction and recovery in wireless communication system: An extensive experimental evaluation using PSK and QAM modulations // International Journal of Communication Systems. 2022. V. 35. № 11. DOI: 10.1002/dac.5198.
17. Ming Ju., Xiao J., Wu D., et al. Synthesis of a GS-16QAM signal for a simplified optical ISB system and direct detection with the K-means clustering algorithm // Optics Express. 2022. V. 30. № 22. P. 39663. DOI: 10.1364/oe.473283.
18. Дворников С.В., Кузнецов Д.А., Кожевников Д.А. и др. Теоретическое обоснование синтеза ансамбля биортогональных сигналов с повышенной помехоустойчивостью // Вопросы радиоэлектроники. Серия: Техника телевидения. 2015. № 5. С. 16-20.
19. Неровный В.В., Журавлев А.В., Кирюшкин В.В., Бабусенко С.И., Красов Е.М. Радиопередающее устройство систем локальной навигации с адаптивной регулировкой параметров спектра радиосигнала // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 7. С. 67-76. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202307-08.
20. Дворников А.С., Гудков М.А., Аюков Б.А. и др. Анализ помехоустойчивости передач с однополосной модуляцией в каналах с флуктуационными помехами // Вопросы радиоэлектроники. Серия: Техника телевидения. 2022. № 4. С. 58-64.
21. Коханов А.Б. Амплитудная, балансная и однополосная модуляции Хартли // Известия высших учебных заведений. Сер. Радиоэлектроника. 2022. V. 65. № 6. P. 352-363. DOI: 10.20535/s0021347022060036.
22. Жеглов К.Д. Модель сигнала однополосной модуляции с вариативным уровнем несущего колебания // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Техника телевидения. 2023. № 2. С. 75-81.
23. Лапунов С.И., Роенков Д.Н., Плеханов П.А., Глухов И.А. Применение систем коротковолновой радиосвязи на малоинтенсивных железнодорожных участках // Автоматика, связь, информатика. 2022. № 9. С. 4-8. DOI: 10.34649/AT.2022.9.9.001.
24. Калинин А.Л. Новое поколение коротковолновых радиопередающих устройств большой мощности // Техника средств связи. 2021. № 3(155). С. 10-17.
25. Belousov A.Yu., Khvorenkov V.V. Research of the influence of the quadrature components mismatch on the noise immunity of OFDM and UFMC signals // Vestnik IzhGTU imeni M.T. Kalashnikova. 2022. V. 25. № 2. P. 72-78. –DOI: 10.22213/2413-1172-2022-2-72-78.
26. Бабусенко С.И., Кирюшкин В.В., Журавлев А.В., Исаев В.В. Модель тракта формирования и усиления группового радиосигнала, основанного на методе дефазирования // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 7. С. 100-106. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202207-16.
27. Виноградова Е.П. Способ построения корреляционно-экстремальной навигационной системы на основе преобразования Гильберта // Успехи современной радиоэлектроники. 2023. Т. 77. № 8. С. 77-83. DOI: 10.18127/j20700784-202308-10.
28. Wu Bo., Zhu Y., Dong R., et al. Pre-braking behaviors analysis based on Hilbert–Huang transform // CCF Transactions on Pervasive Computing and Interaction. 2023. V. 5. № 2. P. 157-182. DOI: 10.1007/s42486-022-00123-4.
29. Morozov O.G., Sakhabutdinov A.Zh., Sokolov V.S., et al. Two-frequency DSB-SC modulation for relative frequency response measurement of mach-zehnder amplitude modulators // Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications. 2023. V. 6. № 1. P. 328-331. DOI: 10.1109/IEEECONF56737.2023.10092131.
30. Huang C., Chan E.H.W. Photonic Techniques for generating a single RF sideband with no second order sidebands // IEEE Photonics Journal. 2022. V. 14. № 1. DOI: 10.1109/JPHOT.2021.3123168.
31. Дворников С.В. Теоретические основы синтеза билинейных распределений энергии нестационарных процессов в частотно-временном пространстве (обзор) // Труды учебных заведений связи. 2018. Т. 4. № 1. С. 47-60.
32. Дворников С.В., Овчинников Г.Р., Балыков А.А. Программный симулятор ионосферного радиоканала декаметрового диапозона // Информация и космос. 2019. № 3. С. 6-12.
33. Дворников С.В., Дворников С.С., Пшеничников А.В. Аппарат анализа частотного ресурса для режима псевдослучайной перестройки рабочей частоты // Информационно-управляющие системы. 2019. № 4(101). С. 62-68.
34. 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.