Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,222

Пак А.А.

При передаче дискретных сигналов по каналу связи вследствие амплитудных и фазовых искажений может возникать межсимвольная интерференция (МСИ), которая ведет к разрушению структуры сигнала, что неизбежно приводит к ухудшению качества приема. В такой ситуации повышение мощности сигнала без дополнительной обработки не всегда улучшает достоверность приема. Разработка новых методов борьбы с МСИ, направленных на повышение помехоустойчивости приема, является актуальной задачей.

Одним из эффективных методов борьбы с МСИ является применение адаптивных выравнивателей (АВ). АВ представляет собой цифровой фильтр с перестраиваемыми весовыми коэффициентами (ВК), который добавляется перед демодулятором. Перестройка ВК осуществляется в соответствии с алгоритмами выравнивания, которые можно разделить на две группы: выравнивание с применением обучающей последовательности и выравнивание вслепую.

В первом случае в начале сеанса связи передается дополнительная обучающая последовательность, которая также известна на приемной стороне и используется как эталонная. В процессе приема сигнала возможны случайные сбои, вследствие чего необходима повторная передача обучающей последовательности.

Во втором случае настройка ВК происходит в результате анализа сигнала на выходе АВ на соответствие определенному критерию. Одним из наиболее известных и эффективных критериев выравнивания вслепую является критерий (функция стоимости) Годара.

Функция стоимости Годара может быть записана в виде [1]:

f,                                      (1)

где yk - k-ый отсчет сигнала на выходе АВ; р>0 - целое число; Rp - положительная константа.

При этом алгоритм выравнивания выглядит следующим образом [1]:

f,                                            (2)

где Ck - текущий вектор ВК АВ; Ck+1 - вычисляемый вектор ВК АВ; Δ - шаг подстройки; f- вектор входных комплексно-сопряженных отсчетов.

Алгоритм Годара (2) показывает хорошие результаты при обработке сигналов с постоянной огибающей.

Также стоит отметить, что помехоустойчивость приема во многом зависит от выбора сигнальных форматов. Модулированные сигналы с непрерывной фазой (МНФ) представляются перспективными к использованию в системах передачи цифровой (дискретной) информации вследствие хороших спектральных и энергетических характеристик.

Математически сигналы семейства МНФ описываются следующей формулой [2]:

f,                                          (3)

где E - энергия сигнала на одном тактовом интервале, Т - длина тактового интервала, ω0 - несущая частота сигнала, φ0 - начальная фаза сигнала.

Функция φ(t,Ci) описывает поведение фазы сигнала МНФ:

f,                                                   (4)

где hk - индекс модуляции на k-ом тактовом интервале, q(t) - функция фазового импульса (ФИ), Ci = [c1, c2, .....,ci] - последовательность m-ичных информационных символов.

Сигнал МНФ с индексом модуляции hk = 0,5 и фазовым импульсом f имеет собственное название - манипуляция минимальным сдвигом (ММС) и широко применяется в современных системах связи.

На основе алгоритма Годара (2) разработан новый алгоритм выравнивания, в котором дополнительно учитывается фазовая структура ММС-сигнала. Алгоритм основан на нескольких функциях стоимости, которые могут быть записаны в виде:

f,                                            (5)

f,                                           (6)

где Q = 2,4,...; Rp - константа (Rp > 0); p = 2,4,...; yk - очередной отсчет на выходе АВ.

На основании функций стоимости (5) подстройка вектора ВК осуществляется по формуле:

f,                 (7)

где S = 1 при f; S = -1 при f; i - комплексное число: Re(i)=0; Im(i)=1.

На основании функции стоимости (6) подстройка вектора ВК осуществляется по формуле:

f .                               (8)

Для предлагаемого алгоритма определен следующий порядок обработки отсчетов входного ММС-сигнала:

  1. На границах соседних информационных символов применяется формула (7).
  2. В середине информационных символов применяется формула (8).
  3. Для остальных отсчетов применяется формула (2).

Применение предложенного алгоритма показало при компьютерном моделировании повышение помехоустойчивости приема ММС-сигнала в условиях двулучевого распространения на 1,7 дБ при вероятности ошибочной демодуляции информационного символа 1*10-5 по сравнению с известным алгоритмом Годара.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Dominique N. Godard Self-recovering equalization and carrier tracking in two-dimensional data communication systems // IEEE Transactions on communications, Vol. COM-28, №11, Nov. 1980. - PP. 1867-1875.
  2. Емельянов П.Б., Парамонов А.А. Дискретные сигналы с непрерывной фазой // Зарубежная радиоэлектроника. - 1990. - №12. -
    с.17-34.