Justification of the Empirical Expression for Assessing the Noise Immunity of Quadrature Modulation Signals

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

An approach to the substantiation of the empirical formula for calculating the bit error probability of quadrature modulation signals in terms of the average signal energy and the minimum Euclidean distance is considered. An analytical description of quadrature synthesis signals in the time and frequency continuum is presented. An approach to assessing the noise immunity of quadrature modulation signals from the standpoint of the indicator of the average signal energy and the Euclidean distance is considered. The equivalence of various well-known approaches to the analytical calculation of the bit error probability is shown. Graphic materials are presented, as well as simulation results. Empirically substantiated is a universal expression for assessing the noise immunity of receiving quadrature modulation signals, based on the differences in the average energy value and the value of the minimum Euclidean distance. Its generality with known expressions is shown.

About the authors

S. S. Dvornikov

Saint Petersburg State University of Aerospace Instrumentation; Military Academy of Communications

ORCID iD: 0000-0001-7426-6475

References

  1. Довбня В.Г., Коптев Д.С., Бабанин И.Г., Князев А.А. Оценка влияния значения динамического диапазона радиоприёмного устройства на помехоустойчивость приема сигналов с квадратурной амплитудной модуляцией // T-Comm. 2021. Т. 15. № 6. С. 65‒69. doi: 10.36724/2072-8735-2021-15-6-65-69
  2. Засенко В.Е., Просвирякова Л.В. Формирователь квадратурных составляющих комплексной огибающей сигнала с минимальной частотной модуляцией // Вестник СибГУТИ. 2020. № 2. С. 20‒29.
  3. Рабин А.В. Совместное применение ортогонального кодирования и квадратурной амплитудной модуляции // Успехи современной радиоэлектроники. 2020. Т. 74. № 9. С. 44‒52. doi: 10.18127/j20700784-202009-05
  4. Дворников С.В., Пшеничников А.В. Формирование спектрально-эффективных сигнальных конструкций в радиоканалах передачи данных контрольно-измерительных комплексов // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2017. Т. 60. № 3. С. 221‒228. doi: 10.17586/0021-3454-2017-60-3-221-228
  5. Рюмшин К.Ю., Атакищев О.И., Амелёнков А.А., Журавлёв А.П. Алгоритм фазирования при демодуляции фазоманипулированных сигналов и сигналов с квадратурной амплитудной модуляцией // Известия Института инженерной физики. 2022. № 2(64). С. 35‒39.
  6. Дворников С.В., Бородин Е.Ю., Маджар Х., Махлуф Ю.Х. Частотно-временное оценивание параметров сигналов на основе функций огибающих плотности распределения их энергии // Информация и космос. 2007. № 4. С. 41‒45.
  7. Симонгауз В.И. Цифровая система вхождения в связь при приеме радиосигнала с квадратурной фазовой модуляцией // Радиотехника. 2020. Т. 84. № 1. С. 24‒34. doi: 10.18127/j00338486-202001(02)-03
  8. Rec. ITU-T G.992.3 (04/2009) Asymmetric digital subscriber line transceivers 2 (ADSL2)
  9. Goldsmith A. Wireless Communication. Cambridge University Press, 2005. 644 p.
  10. Al Safi A., Bazuin B. FPGA based implementation of BPSK and QPSK modulators using address reverse accumulators // Proceedings of the 7th Annual Ubiquitous Computing, Electronics & Mobile Communication Conference (UEMCON, New York, USA, 20‒22 October 2016). IEEE, 2016. doi: 10.1109/UEMCON.2016.7777861
  11. Ali M., Ahsan T., Armughan A., Bilal H., Farhan A., Rehan C., Mehr D. BER Reduction in QPSK // Journal of Applied Environmental and Biological Sciences. 2017. Vol. 7. Iss. 6. PP. 57‒64.
  12. Choi D.Y., Kim W.K., Kim J.H., Cho H. Performance of analog and digital modulation schemes under sweep jamming // Proceedings of the 8th International Conference on Ubiquitous and Future Networks (ICUFN, Vienna, Austria, 05‒08 July 2016). IEEE, 2016. PP. 13‒15. doi: 10.1109/ICUFN.2016.7536970
  13. Агиевич С.Н., Дворников С.В., Гусельников А.С. Описание сигналов в базисах функций сплайн ‒ Виленкина ‒ Кристенсона // Контроль. Диагностика. 2009. № 3. С. 52‒57.
  14. Куликов Г.В., Шамшура А.О., Печенин Е.А., Шаталов Е.В. Анализ помехоустойчивости приема сигналов с квадратурной амплитудной модуляцией на фоне частотно-манипулированной помехи // Вестник Воронежского института ФСИН России. 2022. № 2. С. 9‒15.
  15. Прокис Д.Д. Цифровая связь. Пер. с англ. М.: Радио и связь. 2000. 797 с.
  16. Феер К. Беспроводная цифровая связь: Методы модуляции и расширения спектра. Пер. с англ. М.: Радио и связь, 2000. 518 c.
  17. Дворников С.В. Демодуляция сигналов на основе обработки их модифицированных частотно-временных распределений // Цифровая обработка сигналов. 2009. № 2. С. 7‒11.
  18. Бакулин М.Г., Григорьев В.А., Крейнделин В.Б., Лагутенко И.О. Синтез многомерных созвездий сигналов с квадратурной амплитудной модуляцией // Радиотехника и электроника. 2017. Т. 62. № 4. С. 344‒353. doi: 10.7868/S003384 9417040015
  19. Дворников С.В., Дворников С.С., Иванов Р.В., Гулидов А.А., Чихонадских А.П. Защита от структурных помех радиоканалов с частотной манипуляцией // Информационные технологии. 2017. Т. 23. № 3. С. 193‒198.
  20. Хасьянова Е.Р., Седов М.О. Экспериментальное исследование методов оценки и компенсации погрешностей квадратурного преобразования сигналов с модуляцией М-КАМ // Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов. 2017. Т. 8. № 1. С. 119‒122.
  21. Алексеев А.А., Аладинский В.А., Железняк В.К., Комарович В.Ф., Дворников С.В. Применение методов частотно-временной обработки акустических сигналов для анализа параметров реверберации // Научное приборостроение. 2001. Т. 11. № 1. С. 65‒76.
  22. Xue M., Chen W., Zhu B., Pan S. High-resolution optical vector network analyser employing optical double-sideband modulation and optical hilbert transform // Electronics Letters. 2019. Vol. 55. Iss. 6. PP. 337‒339. doi: 10.1049/el.2018.5243
  23. Wen J., Shi D., Jia Z., Shi Z., Li M., Zhu N.H., Li W. Accuracy-Enhanced Wideband Optical Vector Network Analyzer Based on Double-Sideband Modulation // Journal of Lightwave Technology. 2019. Vol. 37. Iss. 13. PP. 2920‒2926.
  24. Gao X., Huang S., Lei M., Zhang H., Qian J., Bai Y., Zheng Z. Chromatic dispersion immune microwave photonic phase shifter based on double-sideband modulation // Optics Letters. 2019. Vol. 44. Iss. 18. PP. 4503‒4506.
  25. Парамонов А.А., Хоанг В.З. Помехоустойчивость передачи цифровой информации в системе радиосвязи сигналами ДОФТ с ППРЧ при воздействии шумовой помехи в части полосы // Журнал радиоэлектроники. 2021. № 2. С. 1. doi: 10.30898/1684-1719.2021.2.8
  26. Стеценко Г.А., Ломакин А.Ф., Стаценко Л.Г. Выявление возможных внутрисистемных помех в зоне "Vladivostok" одночастотной сети DVB-T2 Приморского края // Известия ЮФУ. Технические науки. 2018. № 6(200). С. 152‒163. doi: 10.23683/2311-3103-2018-6-152-163
  27. Abdourahamane A. Advantages of optical orthogonal frequency division multiplexing in communications systems // EUREKA: Physics and Engineering. 2016. Iss. 2. PP. 27‒33. doi: 10.21303/2461-4262.2016.00058
  28. Xiong F. Digital Modulation Techniques. Artech House Publishers, 2006.
  29. Дворников С.В., Пшеничников А.В., Аванесов М.Ю. Модель деструктивного воздействия когнитивного характера // Информация и космос. 2018. № 2. С. 22‒29.
  30. Овчинников А.А. К вопросу о построении LDPC-кодов на основе евклидовых геометрий // Информационно-управляющие системы. 2005. № 1(14). С. 32‒40.
  31. Azarov A.I., Budarin E.V. Estimation the noise immunity of continuous phase modulation signals with full response based simulation model // T-Comm. 2021. Vol. 15. Iss. 1. PP. 52‒56. doi: 10.36724/2072-8735-2021-15-1-52-56
  32. Vitthaladevuni P.K., Alouini M.-S., Kieffer J.C. (2005). Exact BER computation for cross QAM constellations // IEEE Transactions on Wireless Communications. 2005. Vol. 4. Iss. 6. PP. 3039‒3050. doi: 10.1109/TWC.2005.857997
  33. 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.
  34. Дворников С.В., Пшеничников А.В., Русин А.А., Дворников А.С. Повышение помехоустойчивости сигналов КАМ-16 с трансформированными созвездиями // Вопросы радиоэлектроники. Серия: Техника телевидения. 2014. № 2. С. 51‒56.
  35. Дворников С.В., Манаенко С.С., Дворников С.С., Погорелов А.А. Синтез фазоманипулированных вейвлет-сигналов // Информационные технологии. 2015. Т. 21. № 2. С. 140‒143.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».