Анализ устойчивости системы с позиционно-импульсной модуляцией к воздействию ХИП при высоких отношениях сигнал/шум

Полный текст:


Аннотация

Существующие на сегодняшний день алгоритмы приема сверхширокополосных сигналов, как правило, не учитывают наличие импульсных помех в канале. Это приводит к потере их работоспособности, что существенно ограничивает область применения сверхширокополосных систем передачи данных на индустриальных объектах. Цель исследования: разработка и анализ эффективных алгоритмов приема сверхширокополосного сигнала на фоне импульсных помех. Результаты: предложена модель импульсной помехи, для которой была разработана оптимальная схема принятия решений о передаваемом сообщении. Несмотря на то, что данная схема является трудно реализуемой, ее анализ позволил определить нижнюю границу для вероятности возникновения битовой ошибки. Проведен сравнительный анализ оптимального алгоритма и алгоритмов, наиболее часто используемых в современных трансиверах сверхширокополосных систем передачи данных: корреляционного приема и приема с двоичным квантованием. По результатам сравнения разработан перечень рекомендаций по областям применения рассмотренных алгоритмов: приемник с двоичным квантованием является эффективным в области низких значений отношения сигнал/помеха при большой скважности помеховых импульсов. Рекомендуемой областью применения корреляционного приемника являются высокие значения отношения сигнал/помеха при их малой скважности. Практическая значимость: результаты исследования могут быть использованы разработчиками беспроводных решений по сбору и обработке данных, планирующих применение сверхширокополосных систем передачи данных на предприятиях с высоким уровнем индустриальных помех.

Об авторах

Е. А. Бакин
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
Россия


Н. В. Апанасенко
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
Россия


Список литературы

1. Радзиевский В.Г., Трифонов П.А. Обработка сверхширокополосных сигналов и помех. - М.: Радиотехника, 2009. - 290 с.

2. Wintzell O., Zigangirov D.K., Zigangirov K.S. On the Capacity of a Pulse Position Hopped CDMA System // IEEE Transactions on Information Theory. Sept. 2001. Vol. 47. N 6. P. 2630-2644. doi:10.1109/18.945282

3. Zigangirov K.Sh. Theory of Code Division Multiple Access Communication. - Wiley-IEEE Press, 2004. - 416 p.

4. Telatar I.E., Tse D.N.C. Capacity and Mutual Information of Wideband Multipath Fading Channels // IEEE Transactions on Information Theory. July 2000. Vol. 46. N 4. P. 1386-1400. doi:10.1109/18.850678

5. Bakin E.A., Gurnov K.B., Evseev G.S. Crosstalk-Steady Receivers for Small-Scale WCAN Networks // Wired/Wireless Internet Communication: Proc. 11th Intern. Conf., WWIC 2013, Saint-Petersburg, Russia, June 2013. P. 262-275. doi:10.1007/978-3-642-38401-1_21

6. Richard Poisel. Modern Communications Jamming Principles and Techniques. - Boston, MA: House Publishers, 2011. - 870 p.

7. Sklar Bernard. Digital Communications: Fundamentals and Applications. - Prentice-Hall PTR, 2001. - 1079 p.

8. Шувалов В.П., Захарченко Н.В., Шварцман В.О. Передача дискретных сообщений. - М.: Радио и связь, 1990. - 464 с.

9. Вентцель Е. С. Теория вероятностей. - М.: Наука, 1969. - 576 c.

10. Saha P.K., Sasaki N., Kikkawa T. A CMOS UWB Transmitter for Intra/Inter-chip Wireless Communication // Proc. of IEEE 18th Intern. Symp. on Spread Spectrum Techniques and Applications. 30 August-2 September 2004. P. 962-966. doi:10.1109/ISSSTA.2004.1371844

11. Norimatsu T., et al. A UWB-IR Transmitter with Digitally Controlled Pulse Generator // IEEE Journal of Solid-State Circuits. June 2007. Vol. 42. N 6. P. 1300-1309. doi:10.1109/JSSC.2007.897137

12. Tao Yuan, et al. An Integrated CMOS Low-power UWB Transmitter // Microwave and Optical Technology Letters. June 2009. Vol. 51. N 6. P. 14311436. doi:10.1002/mop.24376

13. Лагутин М.Б. Наглядная математическая статистика. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. - 472 с.

14. Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. - М.: Сов. радио, 1970. - 728 с.

15. Bo Nu, Beaulieu N.C. Accurate Evaluation of Multiple-Access Performance in TH-PPM and TH-BPSK UWB Systems // IEEE Transactions on Communications. Oct. 2004. Vol. 52. N 10. P. 1758-1766. doi:10.1109/TCOMM.2004.836424

16. Harry L. Van Trees, Kristine L. Bell, Zhi Tian. Detection Estimation and Modulation Theory. Part 1: Detection, Estimation, and Filtering Theory. - John Wiley & Sons, 2013. - 1776 p.

17. Гранкин М.А., Пустовалов Е.В., Тюрликов А.М. Анализ процедуры погашения интерференции в OFDM-системе со случайным множественным доступом // Изв. вузов. Приборостроение. 2013. № 8. С. 35-41.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Бакин Е.А., Апанасенко Н.В. Анализ устойчивости системы с позиционно-импульсной модуляцией к воздействию ХИП при высоких отношениях сигнал/шум. Информационно-управляющие системы. 2015;(4):100-107.

For citation: Bakin E.A., Apanasenko N.V. Evaluation of PPM IR-UWB Resistance to Impulse Interference at High Signal-to-Noise Ratio. Information and Control Systems. 2015;(4):100-107. (In Russ.)

Просмотров: 34


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1684-8853 (Print)
ISSN 2541-8610 (Online)