Денисов В.Е. «Помехоустойчивость когерентного приема сигналов с многопозиционной фазовой манипуляцией и синусоидальной огибающей в гидроакустическом канале связи» Журнал радиоэлектроники, № 7, с. 2 (2023)

Основной целью данной работы является разработка методики определения параметров сигналов с многопозиционной фазовой манипуляцией (М-ФМ), при которых сигналы становятся относительно инвариантными к частотным искажениям в морской среде. Частотные искажения сигналов обусловлены неравномерностью частотной характеристики затухания морской среды. Главной частью указанной методики является оценка влияния частотных искажений сигналов на помехоустойчивость приема. Для этого определяется вероятность ошибки приемника сигналов М-ФМ, который оптимален при отсутствии искажений. Методы: Использованы положения прикладной гидроакустики, теории случайных процессов и теории передачи дискретных сообщений. Основное содержание: В работе рассматривалась модель однолучевого гидроакустического канала связи, характерная для глубокого моря, когда приемник или передатчик расположен в глубине моря. В качестве коэффициента передачи канала используется коэффициент передачи с гауссовской амплитудно-частотной характеристикой и линейной фазо-частотной характеристикой. Определена аддитивная граница вероятности ошибки при когерентном приеме сигналов М-ФМ с синусоидальной огибающей. В качестве приемника рассматривается когерентный приемник, оптимальный по критерию максимального правдоподобия при действии белого гауссовского шума и отсутствии искажений в морской среде. Введена логарифмическая мера увеличения вероятности ошибки, которая характеризует ухудшение помехоустойчивости за счет частотных искажений в канале. Для некоторых типичных случаев определены значения параметров сигналов, относительно инвариантных к частотным искажениям в морской среде. Результаты: Найдены выражения для верхней границы вероятности ошибки когерентных приемников сигналов М-ФМ с синусоидальной огибающей для М=2, 4, 8, 16, 32. Введена логарифмическая мера относительного увеличения вероятности ошибки по сравнению со случаем отсутствия искажений. Определена функциональная зависимость этой меры от длительности посылки сигнала, несущей частоты и числа фаз сигнала, а также от дальности связи и отношения сигнал/шум. На плоскости несущая частота, длительность посылки сигнала для каждого вида сигнала построена граница области, выше которой сигналы являются относительно инвариантными к частотным искажениям в морской среде. Проведено сравнение со случаем приема сигналов М-ФМ с прямоугольной огибающей. Показано, что инвариантные сигналы с синусоидальной огибающей имеют меньшую длительность, чем сигналы с прямоугольной огибающей. Кроме того, длительность сигналов с синусоидальной огибающей значительно меньше зависит от числа фаз сигнала.