Ефективна демодуляція QPSK сигналів у каналах з несприятливими умовами радіоприймання
Abstract
Головним завданням приймача в системах цифрового зв’язку є забезпечення мінімальної бітової похибки при прийманні переданих даних. Тому від якості демодуляції сигналів залежить у значній мірі якість цифрового зв’язку в цілому. Крім того, в каналах з несприятливими умовами радіоприймання, яким характерна швидка зміна параметрів сигналу внаслідок часового та частотного допплерівського розсіювань, а також є невідомими характеристики основного каналу передавання, виникають ситуації, коли більшість модемів не дозволяють забезпечити якісний прийом сигналу. Отже, підвищення ефективності демодуляції було і залишається актуальним завданням для сучасної техніки радіоприймання та оброблення сигналів. Стаття присвячена проблемі приймання сигналів з фазовою маніпуляцією у каналах із несприятливими умовами передачі, оскільки в більшості сучасних систем цифрового зв’язку фазова маніпуляція є основою фізичного рівня передавання. Проведено аналіз існуючих рішень та розглянуто гібридний метод демодуляції сигналів, який поєднує алгоритми прямого оцінювання параметрів сигналу (feedforward) з подальшою синхронізацією параметрів у схемах зі зворотним зв'язком (feedback алгоритми). Початкова оцінка зміщення носійної частоти, фази та часової затримки сигналу виконується по відомій унікальній вставці і отримані оцінки застосовуються при ініціалізації схем зі зворотним зв’язком для миттєвого входу в режим стеження. Виконано порівнювальне моделювання відомих традиційних методів демодуляції та гібридного методу на прикладі сигналу з квадратурною фазовою маніпуляцією (QPSK). Отримані результати підтверджують, що в умовах швидкої зміни параметрів сигналу гібридний алгоритм забезпечує мінімальне значення бітової похибки в залежності від SNR у порівнянні з традиційними методами. Розглянутий підхід синхронізації також можна використовувати для сигналів з іншими видами фазової маніпуляції. Більше того, запропоноване гібридне поєднання алгоритмів feedback і feedforward дозволило застосовувати алгоритми зі зворотним зв’язком до сигналів з пакетним режимом передавання даних.
Keywords
