Исследование влияния нестабильностей модуляторов цифровых частотно-эффективных сигналов на вероятностные характеристики при их приеме / Investigation of Modulator Instability on Erorr-Performances of Digital Frequency-Effective Signal

Кулиев М.В. / Kuliev, M.V.
Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН / Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics RAS, Fryazino Branch
Назаров Л.Е. / Nazarov, L.E.
Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН / Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics RAS, Fryazino Branch
Выпуск в базе РИНЦ
Кулиев М.В., Назаров Л.Е. Исследование влияния нестабильностей модуляторов цифровых частотно-эффективных сигналов на вероятностные характеристики при их приеме // Физические основы приборостроения. 2022. Т. 11. № 3(45). С. 37–43. DOI: 10.25210/jfop-2203-037043

Kuliev, M.V., Nazarov, L.E. Investigation of Modulator Instability on Erorr-Performances of Digital Frequency-Effective Signal // Physical Bases of Instrumentation. 2022. Vol. 11. No. 3(45). P. 37–43. DOI: 10.25210/jfop-2203-037043


Аннотация: Даны результаты исследований искажающего влияния фазовых шумов модуляторов цифровых сигналов, порождаемых кратковременной нестабильностью работы тактовых генераторов, на вероятностные характеристики при приеме сигналов с двумерными «созвездиями» (сигналы с фазовой, с квадратурно-амплитудной и амплитудно-фазовой манипуляциями). Приведены полученные путем компьютерного моделирования численные оценки энергетических потерей при приеме рассматриваемых цифровых сигналов при использовании моделей фазовых мультипликативных шумов в дополнение к аддитивным канальным помехам по отношению к каналам лишь с аддитивными канальными помехами в зависимости от мощности фазовых шумов. Показано, что значения энергетических потерь, вычисленные с использованием известного в литературе аналитического соотношения для данных сигналов, представляют достаточно приближенные оценки по отношению к результатам моделирования.

Abstract: The results of investigations for the distorting effect of phase noise of modulators of digital signals generated by the short-term instability of the operation of clock generators on the probability characteristics when receiving signals with two-dimensional «constellations» (signals with phase-, quadrature-amplitude- and amplitude-phase- manipulations) are given. Numerical estimates of energy loss obtained by computer modeling during reception of considered digital signals when using models of phase multiplicative noise in addition to additive channel interference with respect to channels with only additive channel interference depending on power of phase noise are given. It has been shown that energy loss values calculated using the analytical relationship known in the literature for these signals represent fairly approximate estimates with respect to simulation results.

Ключевые слова: фазовый шум, нестабильность генераторов, вероятность ошибочного приема, digital signals, phase noise, short-term instability, фазовый шум


Литература / References
  1. Proakis J. G., Salehi M. Digital Communication. 5 Edition. McGraw-Hill, Hugher Education, 2001. 768 p.
  2. Зюко А. Г., Фалько А. И., Панфилов И. П., Банкет В. Л., Иващенко П. В. Помехоустойчивость и эффетивность систем передачи информации. М.: Радио и связь, 1985. 272 с.
  3. Meyr M., Moeneclaey M. And Fechtel S. A. Digital Communication Receivers. A Wiley-Interscience Publication, New York. John Wiley and Sons, Inc., 1998. 827p.
  4. Витерби Э. Д. Принципы когерентной связи. М.: Советское радио, 1970. 392 с.
  5. Khanzadi M. R., Krishnan R., Soder J., Ericsson T. On the Capacity of the Wiener Phase Noise Channel: Bounds and Capacity Achieving Distributions. // Transactions on Communications. 2015. Vol. 63. N11. P. 4174-4184. DOI: 10.1109/tcomm.2015.2465389
  6. Piemontese A., Colavolpe G., Ericsson T. Phase Noise in Communication Systems: From Measures to Models. DOI: 10.48550/arxiv.2104.07264.
  7. Second Generation Framing Structure, Channel Coding and Modulation Systems for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and Other Broadband Satellite Applications Part 2: DVB-S2 Extensions (DVB-S2X) DVB. 2020. Document A083-2. European Broadcasting Union CH-1218, Geneva. 159 p.
  8. Назаров Л. Е., Батанов В. В. Исследование помехоустойчивости оптимального посимвольного приема фазоманипулированных сигналов с корректирующими кодами в недвоичных полях Галуа. // Радиотехника и электроника. 2022. Т. 67. № 8. С. 782-787. DOI: 10.31857/s0033849422080137
  9. Madani M. H., Abdipour A., Mohammadi A. An Exact Analysis of Oscillator Noise in M-QAM-OFDM Communications Systems. // International Journal of Information and Electronics Engineering. 2013. Vol. 3. No. 5. P. 487-495. DOI: 10.7763/ijiee.2013.v3.363
  10. Armada A. G. Understanding the Effects of Phase Noise in Orthogonal Frequency Division Multiplexing. // IEEE Transactions on Broadcasting. 2001. Vol. 47. No. 1. P. 153-159. DOI: 10.1109/11.948268
  11. Бельчиков С. Фазовый шум: как спуститься ниже -120 дБн/Гц на отстройке 10 кГц в диапазоне частот до 14 ГГц. // Компоненты и технологии. 2009. № 5. С. 139-146.