vestnovsuВестник Новгородского государственного университетаVestnik of Novgorod State University2076-8052Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого10.34680/2076-8052.2021.2(123).76-81vestnovsu-180Research ArticleРадиотехника и связьRadiotechnics and telecommunicationsПомехоустойчивость демодулятора сигнала КАМ-16 при трансформации границ сигнального созвездия в канале с многолучевостьюNoise stability of the KAM-16 signal demodulator when transforming the boundaries of the signal constellation in a channel with multipathСидельниковГ. М.SidelnikovG. M.

Новосибирск

sid53@ngs.ruСибирский государственный университет телекоммуникаций и информатикиRussian Federation20212209202302(123)7681Copyright © Сидельников Г.М., 20232023Сидельников Г.М.Sidelnikov G.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnovsu.elpub.ru/jour/article/view/180

Проведен анализ помехоустойчивости демодулятора с квадратурной амплитудной модуляцией (КАМ-16) в каналах с многолучевостью при изменении конфигурации границ сигнального созвездия. Предложенный метод анализа построен на основе применения аппарата векторной алгебры, который позволяет учесть тонкую структуру многолучевого поля, включающую в себя учет значений информационных символов, задержек отраженных сигналов, а также их амплитуд и фаз. Помехоустойчивость приема определялась на основе интегральных функций распределения расстояний сигнала до границ принятия решений, полученных методом компьютерного моделирования. Показано, что трансформация границ сигнального созвездия эффективна только при малых задержках отраженных сигналов. Увеличение задержки отраженных сигналов в пределах длительность посылки значительно снижает помехоустойчивость. Установлено, что в канале с многолучевостью вращение границ принятия решений позволяет увеличить помехоустойчивость демодулятора на 10 дБ по сравнению с системой без вращения.

The analysis of noise stability of a demodulator with quadrature amplitude modulation (KAM-16) in channels with multipath when changing the configuration of the boundaries of the signal constellation is carried out. The proposed method of analysis is based on the use of the vector algebra apparatus, which allows taking into account the fine structure of the multipath field, including the values of information symbols, delays of reflected signals, as well as their amplitudes and phases. The noise stability of reception was determined on the basis of integral distribution functions of signal distances to decision boundaries obtained by computer modeling. It is shown that the transformation of signal boundaries is effective only for small delays of reflected signals. Increasing the delay of reflected signals within the duration of sending significantly reduces noise stability. It is established that in a channel with multipath, the rotation of the decision boundaries can increase the noise immunity of the demodulator by 10 dB compared to the system without rotation.

аппарат векторной алгебрыинтегральная функция распределениявращение границ принятия решенийthe apparatus of vector algebrathe cumulative distribution functionthe rotation of the boundaries of decisionmakingReferencesСкляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение: пер. с анг. Изд. 2-е, испр. М.: Издат. дом «Вильямс», 2003. 1104 с.Zubarev Ju.B., Krivosheev M.I., Krasnosel'skij I.N. Cifrovoe televizionnoe veshhanie. Osnovy, metody, sistemy. [Digital television broadcasting. Fundamentals, methods, systems]. Moscow, Nauchno-issledovatel'skij institut radio, 2001, 568 p.Мартиросов В.Е. Когерентные алгоритмы посимвольного приема сигналов QAM //Электросвязь. 2007. №1. С.47-51.Martirosov V.E. Kogerentnye algoritmy posimvol'nogo priema signalov QAM [Coherent algorithms for character-bycharacter reception of QAM signals]. Elektrosvyaz, 2007, no. 1, pp. 47-51.Мартиросов В.Е., Рамирес Х.А. Помехоустойчивость когерентного прием сигналов QAM //Электросвязь. 2007. №5. С. 44-48.Martirosov V.E., Ramires H.A. Pomehoustojchivost' kogerentnogo priem signalov QAM [Noise Immunity of coherent QAM signal reception]. Elektrosvyaz, 2007, no. 5, pp 44-48.Алехин В.А., Шеболков В.В. Помехоустойчивость сигналов с квадратурной амплитудной модуляцией // Известия Южного федерального университета. Технические науки. 2009. Т.90. №1. С.7-14.Alehin V.A., Shebolkin V.V. Pomehoustojchivost' signalov s kvadraturnoj amplitudnoj moduljaciej [Noise Immunity of signals with quadrature amplitude modulation]. Izvestiya SFedU. Engineering Sciences, 2009, no. 1, vol.90, pp.7-14.Янушковский А.Ю., Кривошейкин А.В. Помехоустойчивость приема сигналов фазоамплитудной модуляции в условиях неидеальности квадратурных каналов // Изв. вузов. Приборостроение. Электронные и электромагнитные устройства. 2010. Т.53. №10. С.58-63.Janushkovskij A.Ju., Krivoshejkin A.V. Pomehoustojchivost' priema signalov fazoamplitudnoj moduljacii v uslovijah neideal'nosti kvadraturnyh kanalov [Noise-Immune Receiving of Phase-Amplitude Modulated Signals with Imperfect Quadrature Channels]. Journal of Instrument Engineering, 2011, vol. 54, no. 9, pp 58-63.Янушковский А.Ю., Кривошейкин А.В. Точность определения параметров демодулятора в системах с квадратурной амплитудно-фазовой модуляцией // Изв. вузов. Приборостроение. Электронные и электромагнитные устройства. 2010. Т.53. №10. С.55-60.Janushkovskij A.Ju., Krivoshejkin A.V. Tochnost' opredelenija parametrov demoduljatora v sistemah s kvadraturnoj amplitudno-fazovoj moduljaciej. [Accuracy of determining demodulator parameters in systems with quadrature amplitude-phase modulation]. Journal of Instrument Engineering, 2010, vol. 53, no. 10, pp 55-60.Яценко С.Ю. Анализ влияния искажений и шумов на помехоустойчивость приема сигналов квадратурной амплитудной модуляции // Журнал радиоэлектроники. 2016, №5. С.3.Jacenko S.Ju. Analiz iskazhenij i shumov na pomehoustojchivost' priema signalov kvadraturnoj amplitudnoj moduljacii [Analysis of distortion and noise on the noise immunity of receiving signals of quadrature amplitude modulation]. Radioelektronika, 2016, no. 5, p 3Гужва А.Ю., Дворников С.В., Русин А.А., Пшеничников А.В. Методика трансформации сигнального созвездия сигнала КАМ-16 с изменением его формы // Электросвязь. 2015. №2. С.28-31.Guzhva A.Ju. , Dvornikov S.V., Rusin, Pshenichnikov A.V. Metodika transformacii signal'nogo sozvezdija signala KAM-16 s izmeneniem ego formy [Method of transformation of the signal constellation of the QAM-16 signal with a change in its shape]. Elektrosvyaz, 2015, no. 2, pp. 28-31.Framing structure, channel coding and modulation for second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2) [Эл. ресурс] // DVB. URL: https://dvb.org/?standard=frame-structure-channel-coding-and-modulation (дата обращения 24.01.2021).Framing structure, channel coding and modulation for second generation digital terrestrial broadcasting system (DVB-T2). DVB Document A122, Jun. 2008.Дворников С.В., Пшеничников А.В., Бурыкин Д.А. Структурно-функциональная модель сигнального созвездия с повышенной помехоустойчивостью // Информация и космос. 2015. №2. С 4-7.Dvornikov S.V., Pshenichnikov A.V., Burykin D.A. Strukturno-funkcional'naja model' signal'nogo sozvezdija s povyshennoj pomehoustojchivost'ju [Structural and functional model of a signal constellation with increased noise immunity]. Information and space, 2015, no. 2, pp. 4-7.Дворников С.В., Пшеничников А.В., Эконом В.П. Метод оценки помехоустойчивости сигнальных конструкций квадратурной модуляции с трансформированными констелляционными диаграммами // Радиопромышленность. 2017. №1. С.51-56.Dvornikov S.V., Pshenichnikov A.V., Jekonom V.P. Metod ocenki pomehoustojchivosti signal'nyh konstrukcij kvadraturnoj moduljacii s transformirovannymi konstelljacionnymi diagrammami [Method for evaluating the noise immunity of signal structures of quadrature modulation with transformed constellation diagrams]. Radio industry (Russia), 2017, no. 1, pp 51-56.Chen Y., Ueng Y. Noncoherent amplitude/phase modulated transmission schemes for rayleigh block fading channels // IEEE Transaction on communication. 2013. Vol.61. №1. P.217-227. DOI: https://doi.org/10.1109/TCOMM.2012.101712.120023Chen Y,. Ueng Y. Noncorent Amplitude Phase Modulated Transmission for Releigh Block Fading Channels. IEE Transaction on communication, vol. 61, no.1, Jan. 2013, pp.217-227Сидельников Г.М. Помехоустойчивость демодуляторов сигналов с фазовой и относительной фазовой модуляцией в каналах с многолучевостью// Омский научный вестник. 2017. №5 (155). С.146-151.Sidel'nikov G.M. Pomehoustojchivost' demoduljatorov signalov s fazovoj i otnositel'noj fazovoj moduljaciej v kanalah s mnogoluchevost'ju [Noise Immunity of signal demodulators with phase and relative phase modulation in channels with multipath]. Omskiy nauchnyy vestnik, no. 5, pp. 146-151Сидельников Г.М. Сравнительный анализ эффективности разнесенного приема сигналов с квадратурной амплитудной и с фазовой модуляцией в канале с дискретной многолучевостью // Вестник ПГТУ. Серия Радиотехнические и информационные системы. 2020. №2 (46). С.18-30. DOI: https://doi.org/10.25686/2306-2819.2020.2.18Sidel'nikov G.M. Sravnitel'nyj analiz jeffektivnosti raznesennogo priema signalov s kvadraturnoj amplitudnoj i s fazovoj moduljaciej v kanale s diskretnoj mnogoluchevost'ju [Comparative analysis of the efficiency of distributed signal reception with quadrature amplitude m with phase modulation in a channel with discrete multipath]. Vestnik of Volga State University of Technology. Series “Radio Engineering and Infocommunication Systems”. 2020, no. 2, pp. 18-30.Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. М.: Советское Радио, 1970. 600 с.Tihonov V.I. Statisticheskaja radiotehnika [Statistical radio engineering]. Sovetskoye Radio Publishing house, 1970, p.600.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.