Е.И. Глушанков1, С.Г. Егоров2

1,2 Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича (Санкт-Петербург, Россия)

1 glushankov57@gmail.com; 2 sgegorov@gmail.com 

Постановка проблемы. Важное значение при проектировании радиосистем множественного доступа с кодовым разделением каналов, прямым расширением спектра (Direct Sequence Code Division Multiple Access, DS-CDMA) и квадратурной амплитудной модуляцией имеет корректное задание технических требований к линейности групповых трактов, так как завышенные требования приводят к значительному усложнению системы, а заниженные – к ухудшению качества связи. Подобные проблемы возникают и при исследовании многоантенных систем [s1] (Multiple Input Multiple Output, MIMO), активно применяющихся в современных системах связи. В [1, 2] было проведено исследование помехоустойчивости группового видеотракта CDMA-системы, но, поскольку нелинейные искажения в радиотракте также могут приводить к возникновению цифровых ошибок, необходимо рассматривать обе причины ухудшения реальной помехоустойчивости в совокупности.

Цель. Проанализировать помехоустойчивость многоантенной системы с различными конфигурациями приемо-передающих антенн с учетом искажений, возникающих в радиотракте.

Результаты. Исследована компьютерная модель группового тракта системы передачи информации с пространственно-временны́м кодированием (ПВК), учитывающая нелинейность амплитудной характеристики тракта и показаны возможности компенсации нелинейности. Рассмотрена возможность использования этой модели для аналитических и численных экспериментов. Результаты проведенного анализа проиллюстрированы графиками, полученными в среде MatLab. Показано, что разработанная модель позволяет определить долю выходной мощности, приходящуюся на полезный сигнал, а также ухудшение отношения сигнал/помеха, вызванное нелинейными искажениями в многоантенных радиосистемах, что дает возможность оценивать границы допустимых уровней нелинейных искажений, которые могут быть использованы для расчета реальной помехоустойчивости и задания технических требований к групповым трактам радиотехнических систем с ПВК.

Практическая значимость. По результатам проведенного исследования можно сформулировать требования к отношению сигнал/аддитивный шум и амплитудным характеристикам усилителей многоканального сигнала.

Глушанков Е.И., Егоров С.Г. Анализ помехоустойчивости MIMO-систем с учетом нелинейных искажений в радиотракте // Радиотехника. 2025. Т. 89. № 7. С. 156–163. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202507-25

1. Шлома А. М. и др. Новые алгоритмы формирования и обработки сигналов в системах подвижной связи. М.: Горячая линия - Телеком. 2008.
2. Бакулин М.Г., Варукина Л.А., Крейнделин В.Б. Технология MIMO: принципы и алгоритмы. М.: Горячая линия - Телеком. 2014.
3. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение: Пер. с англ. Изд. 2-е. М.: ИД «Вильямс». 2003. 1104 с.
4. Rapp C. Effects of HPA-nonlinearity on a 4-DPSK/OFDM-signal for a digital sound broadcasting signal // ESA Special Publication. 1991. V. 332. P. 179-184.
5. Jeruchim M.C., Balaban P., Shanmugan K.S. Simulation of communication systems. Modeling, methodology and techniques (Second edition). N.Y.: Kluwer academic. 2002. 907 p.
6. Варгаузин В.А., Цикин И.А. Методы повышения энергетической и спектральной эффективности цифровой радиосвязи. СПб: БХВ-Петербург. 2013. 352 с.
7. Бакулин М.Г., Крейнделин В.Б., Панкратов Д.Ю. Технологии в системах радиосвязи на пути к 5G. М.: Горячая линия - Телеком. 2018. 279 с.
8. Tarokh V., Jafarkhani H., Calderbank A.R. Space-time block coding for wireless communications: Performance results // IEEE Journal on selected areas in communications. 1999. V. 17. № 3. P. 451-460.
9. Tarokh V., Seshadri N., Calderbank A.R. Space-time codes for high data rate wireless communication: Performance criterion and code construction // IEEE transactions on information theory. 1998. V. 44. № 2. P. 744-765.
10. Харкевич А.А. Борьба с помехами. Изд. 4-е. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ». 2013. 280 с.
11. Conti A., Dardari D., Tralli V. An analytical framework for CDMA systems with a nonlinear amplifier and AWGN // IEEE transactions on communications. 2002. V. 50. № 7. Р. 1110-1120.