ИССЛЕДОВАНИЕ И ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ХАРАКТЕРИСТИК СИГНАЛОВ С ФАЗОВОЙ МАНИПУЛЯЦИЕЙ

Введение 5
1 Двоичная фазовая манипуляция 8
1.1 Определение, методы формирования и когерентного приема сигналов с ФМ 8
1.2 Помехоустойчивость когерентного приема сигналов с ФМ 11
1.3 Спектральная плотность мощности сигналов с ФМ 13
2 Двоичная относительная фазовая манипуляция 15
2.1 Определение, методы формирования и когерентного приема сигналов с ОФМ 15
2.2 Некогерентный прием сигналов с ОФМ 18
2.3 Помехоустойчивость приема сигналов с ОФМ 21
3 Многопозиционная (М-ичная) фазовая манипуляция 24
3.1 Определение, методы формирования и когерентного приема сигналов с МФМ 24
3.2 Помехоустойчивость когерентного приема сигналов с МФМ 31
3.3 Спектральная плотность мощности сигналов с МФМ 38
3.4 Сигналы с относительной M-ичной фазовой манипуляцией 41
4 Передача сигналов с МФМ по каналам связи с замираниями 49
4.1 Основные характеристики каналов с замираниями 49
4.2 Основные модели каналов с замираниями 52
4.3 Помехоустойчивость приема сигналов с МФМ в каналах связи с замираниями 59
5 Программная реализация методов расчета характеристик сигналов с фазовой манипуляцией 65
5.1 Описание программы построения временных диаграмм сигналов с двоичной ФМ 65
5.2 Описание программы построения временных диаграмм сигналов с М-ичной ФМ 68
5.3 Описание программы расчета помехоустойчивости приема сигналов с двоичной ФМ 69
5.4 Описание программы расчета помехоустойчивости приема сигналов с М-ичной ФМ 71
5.5 Описание программы расчета спектральной плотности мощности сигналов с МФМ 73
5.6 Описание программы расчета помехоустойчивости когеретного приема сигналов с МФМ в канале с райсовскими замираниями 75
Заключение 77
Список использованных источников 79
Приложение А Текст программы построения временных диаграмм сигналов с двоичной ФМ 81
Приложение Б Текст программы построения временных диаграмм сигналов с м-ичной ФМ 86
Приложение В Текст программы расчета помехоустойчивости приема сигналов с ФМ 89
Приложение Г Текст программы расчета помехоустойчивости приема сигналов с М-ичной ФМ 91
Приложение Д Текст программы расчета спектральной плотности мощности сигналов с МФМ 94
Приложение Е Текст программы расчета помехоустойчивости когерентного приема сигналов с МФМ в канале с райсовскими замираниями 96

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы. Важнейшими характеристиками системы связи являются энергетическая и спектральная эффективность, определяющие, соответственно, энергетические затраты и полосу занимаемых частот, необходимые для передачи сообщений. К сожалению, одновременное достижение предельных значений этих показателей эффективности оказывается невозможным, так что в каждом конкретном случае построения системы связи приходится руководствоваться компромиссными соображениями при оптимизации характеристик и режимов функционирования системы.
Основываясь на этом принципе, в современных и перспективных цифровых телекоммуникационных системах находят широкое применение сигналы с M-ичной фазовой манипуляцией, поскольку она представляет средство реализации компромиссов между параметрами системы.
Актуальность темы обусловлена необходимостью повышения точности передачи данных и энергетической эффективности сигналов с фазовой манипуляцией.
Цель работы – анализ методов формирования, обработки и основных характеристик сигналов с фазовой манипуляцией, а также программная реализация методов расчета характеристик сигналов с фазовой манипуляцией в среде MATLAB.
Для достижения поставленной цели, было необходимо решить следующие задачи:
1 Провести анализ методов математического описания, формирования, и обработки сигналов с фазовой манипуляцией;
2 Провести исследование спектральных характеристик сигналов с фазовой манипуляцией;
3 Провести исследование помехоустойчивости приема сигналов с фазовой манипуляцией;
4 Программно реализовать методы расчета характеристик сигналов с фазовой манипуляцией.
Объект исследования в данной диссертации – манипулированные сигналы.
Предмет исследования в данной диссертации являются сигналы с фазовой манипуляцией
В рамках поставленных задач тема была разработана в соответствии с поставленным заданием в полном объеме.
На защиту выносятся следующие положения:
1 Программная реализация методов расчета битовой и символьной вероятности ошибки сигналов с многопозиционной фазовой манипуляцией.
2 Программная реализация методов расчета спектральной плотности мощности сигналов с многопозиционной фазовой манипуляцией.
3 Проведенные исследования помехоустойчивости приема сигналов с фазовой манипуляцией.
Теоретическая и практическая значимость исследования состоит в возможности применения разработанной методики для решения следующих задач:
- Определения точности известных формул для расчета вероятностей битовой, а также символьной вероятности ошибки для сигналов с многопозиционной фазовой манипуляцией
- Расчет и получение графиков спектральной плотности мощности сигналов с многопозиционной фазовой манипуляцией
Полученные в данной работе результаты связаны с научно-исследовательской работой, проводимой на кафедре оптоэлектроники КубГУ, и могут быть применены при проведении исследований сигналов с многопозиционной фазовой манипуляцией.
Апробация материалов диссертации. По результатам работы опубликована статья «Вероятность ошибки когерентного приема сигналов с М-ичной фазовой манипуляцией в канале с райсовскими замираниями» в научном журнале «The scientific heritage. No 85 Часть 1. 2022. с.51-53».
Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников и приложения.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Двоичная фазовая манипуляция

1.1 Определение, методы формирования и когерентного приема сигналов с ФМ

При двоичной фазовой манипуляции (ФМ) символы передаваемой двоичной информационной последовательности (данных) преобразуются в два гармонических сигнала с начальными фазами 0 и π:

(1)

где и – амплитуда и несущая частота сигналов соответственно. Сигналы (1) называются противоположными сигналами с коэффициентом корреляции, равным . Поэтому при их когерентной обработке достигается минимальное значение вероятности ошибки при заданной величине отношения энергии элемента сигнала к спектральной плотности мощности аддитивного белого гауссовского шума (АБГШ) на входе демодулятора приемника.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Аджемов А. С. Общая теория связи. Учебник для вузов / А.С. Аджемов, В. Г. Санников. – Москва : Горячая линия–Телеком, 2018. – 624 с. – ISBN 978-5-9912-0690-7
2. Андреев Р. Н. Теория электрической связи: курс лекций. Учебное пособие для вузов / Р. Н. Андреев, Р. П. Краснов, М.Ю. Чепелев. – Москва : Горячая линия – Телеком, 2014. – 230 с. – ISBN 978-5-9912-0381-4
3. Варгаузин В.А. Методы повышения энергетической и спектральной эффективности цифровой радиосвязи / В.А. Варгузин, И.А. Цикин. – Санкт-Петербург : БХВ-Петербург, 2013. – 352 с. – ISBN 978-5-9775-0878-0
4. Голдсмит А. Беспроводные коммуникации / А. Голдсмит. – Москва : Техносфера, 2011. – 904 с. – ISBN 978-5-94836-176-5
5. Голиков А. М. Модуляция, кодирование и моделирование в телекоммуникационных системах. Теория и практика: учебное пособие / А. М. Голиков. – Санкт-Петербург : Издательство «Лань», 2018. – 452 с. – ISBN 978-5-8114-7828-6
6. Кетков Ю. Л. MATLAB 7: программирование, численные методы / Ю.Л. Кетков, А.Ю. Кетков, М.М. Щульц. – Санкт-Петербург : БХВ-Петербург, 2005. – 752 с. – ISBN 5-94157-347-2
7. Приходько А.И. Теория сигналов электрической связи. В 3 томах. Том 3. – Модулированные сигналы. Учебное пособие для вузов / А.И. Приходько. – Москва : Горячая линия – Телеком, 2021. – 472 с. – ISBN 978-5-9912-0891-8
8. Крухмалев В.В. Цифровые системы передачи: учебное пособие для вузов / В.В. Крухмалев, В. Н. Гордиенко, А.Д. Моченов. – Москва : Горячая линия – Телеком, 2012. – 378 с. – ISBN 978-5-9912-0226-8
9. Нефедов В. И. Общая теория связи: учебник для бакалавриата и магистратуры / В. И. Нефедов, А.С. Сигов; под ред. В. И. Нефедова. – Москва : Издательство Юрайт, 2016. – 495 с. – ISBN 978-5-9916-5621-4
10. Гаранин М. В. Системы и сети передачи информации: Учеб. пособие для вузов / М. В. Гаранин, В. И. Журавлев, С.В. Кунегин. – Москва : Радио и связь, 2001. – 336 с. – ISBN 5-256-01475-7
11. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение: пер. с англ. / Б. Скляр. – Москва : Издательский дом «Вильямс», 2003 – 1104 с. – ISBN 978-5-8459-0497-3
12. Томаси У. Электронные системы связи / У. Томаси. – Москва : Техносфера, 2007. – 1360 с. – ISBN 978-5-94836-125-3
13. Xiong F. Digital Modulation Techniques / F. Xiong; 2-nd edition. – Boston – London: Artech House, 2006. – 1017 p. – ISBN 1-58053-863-0
14. Клименко Л.Ю., Вероятность ошибки когерентного приема сигналов с M-ичной фазовой манипуляцией в канале с райсовскими замираниями / А.И. Приходько, С.В. Пушистов // The Scientific Heritage. – 2022. – № 85 C. 51-53.

Весь текст будет доступен после покупки