Цель исследования – синтез асимптотически робастного инвариантного алгоритма демодуляции DPSK-сигналов с произвольной кратностью модуляции, используемых в системах связи летательных аппаратов и наблюдаемых на фоне шума с неизвестным распределением вероятностей и комплекса помех с априорно неопределенными параметрами. Анализ эффективности предлагаемого алгоритма проводится методом имитационного моделирования на ЭВМ. Алгоритм предполагает автоматическое обнаружение и режекцию узкополосной импульсной помехи, характерной для радионавигационных систем. Показано, что режекция узкополосной импульсной помехи необходима, если отношение сигнал/помеха становится меньше –10 дБ. Использование принципа асимптотической робастности обеспечивает устойчивость характеристик алгоритма к изменению характера плотности распределения вероятностей шумов. В результате моделирования установлено, что совместное применение режекции узкополосной импульсной помехи и асимптотически робастного подхода обеспечивает надежные показатели демодуляции как при приеме на фоне гауссовского шума, так и в условиях действия импульсных помех и шумов с «тяжелыми хвостами». Помимо этого, показано, что использование сигналов с дифференциальной фазовой модуляцией, прямым расширением спектра и уровнем боковых лепестков менее 10 % обеспечивает эффективное подавление помех, обусловленных многолучевым распространением сигналов.
Вострецов Алексей Геннадьевич
1. Anderson J.B., Aulin T., Sundberg C.E. Digital phase modulation. – New York: Plenum Press, 1986. – 504 p.
2. Proakis J.G., Salehi M. Digital communication. – 5th ed. – New York: McGraw-Hill, 2008. – 1150 p.
3. Aval Y.M., Wilson S.K, Stojanovic M. On the average achievable rate of QPSK and DQPSK OFDM over rapidly fading channels // IEEE Access. – 2018. – Vol. 6. – P. 23659–23667. – DOI: 10.1109/ACCESS.2018.2828788.
4. Adaptive demodulation in differentially coherent phase systems: design and performance analysis / J.D. Brown, J. Abouei, K.N. Plataniotis, S. Pasupathy // IEEE Transactions on Communications. – 2011. – Vol. 59 (7). – P. 1772–1778.
5. Prasad S., Mahalanabis A.K. Finite lag receivers for analog communication // IEEE Transactions on Communications. – 1975. – Vol. 23 (2). – P. 204–213.
6. Tam P.K.S., Tam D.K.S., Moore J.B. Fixed-lag demodulation of discrete noisy measurements of FM signals // Automatica. – 1973. – Vol. 9. – P. 725–729.
7. Tam P.K.S., Moore J.B. Improved demodulation of sampled FM signals in high noise // IEEE Transactions on Communications. – 1977. – Vol. 25 (9). – P. 1052 – 1054.
8. Принципы построения локально-глобальной многоабонентной системы относительной навигации / А.Г. Герчиков, Г.Н. Громов, Д.А. Наливайко, В.К. Орлов, А.Г. Чернявский // Вопросы радиоэлектроники. Серия: Общие вопросы радиоэлектроники. – 1990. – № 21. – С. 3–12.
9. Маковеева М.М., Шинаков Ю.С. Системы связи с подвижными объектами. – М.: Радио и связь, 2002. – 440 с.
10. Куклев Л.П. Помехоустойчивость некоторых методов обработки сигналов при временном способе передачи информации // Вопросы радиоэлектроники. Серия общетехническая. – 1980. – № 11. – С. 44–51.
11. Демодуляция широкополосных ДФМ-сигналов при воздействии комплекса помех с априорно неопределенными характеристиками / В.А. Богданович, А.Г. Герчиков, Б.В. Пономаренко, А.Г. Вострецов // Известия вузов России. Радиоэлектроника. – 2010. – Вып. 3. – С. 26–37.
12. Богданович В.А., Вострецов А.Г. Применение принципов инвариантности и робастности при разработке алгоритмов демодуляции для широкополосных систем связи // Радиотехника и электроника. – 2009. – Т. 54, № 11. – С. 1353–1362.
13. Вакман Д.Е. Сложные сигналы и принцип неопределенности в радиолокации. – М.: Советское радио, 1965. – 304 с.
14. Богданович В.А., Вострецов А.Г. Асимптотически робастные алгоритмы демодуляции сигналов с подавлением помех множественного доступа // Радиотехника и электроника. – 2010. – Т. 55, № 8. – С. 953–960.
15. Lehmann E.L., Romano J.P. Testing statistical hypotheses. – 3rd ed. – New York: Springer, 2005. – 784 p.
Хайло Н.С, Кривецкий А.В., Вострецов А.Г. Асимптотически робастный инвариантный алгоритм демодуляции DPSK-сигналов при воздействии внешних помех с априорно неопределенными параметрами // Доклады АН ВШ РФ. – 2022. – № 2 (55). – C. 46–59 – doi: 10.17212/1727-2769-2022-2-46-59
Khailo N.S., Krivetsky A.V., Vostretsov A.G. Asimptoticheski robastnyi invariantnyi algoritm demodulyatsii DPSK-signalov pri vozdeistvii vneshnikh pomekh s apriorno neopredelennymi parametrami [An asymptotically robust invariant algorithm for demodulation of DPSK signals under external interference with a priori uncertain parameters]. Doklady Akademii nauk vysshei shkoly Rossiiskoi Federatsii = Proceedings of the Russian higher school Academy of sciences, 2022, no. 2 (55), pp. 46–59. DOI: 10.17212/1727-2769-2022-2-46-59.
