Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2024
Идентификатор DOI: 10.18127/j00338486-202411-12
Ключевые слова: spread spectrum signals, frequency shift keying, continuous phase, atomic functions, spectrally efficient modulation, pseudorandom sequence, elementary pulse (chip), frequency band width, шумоподобные сигналы, частотная манипуляция, непрерывная фаза, атомарные функции, спектрально-эффективная модуляция, псевдослучайная последовательность, элементарный импульс (чип), полоса занимаемых частот
Аннотация: Постановка проблемы. В последние десятилетия спектрально-эффективные сигналы стали основой различных радиоинтерфейсов. Благодаря преимуществам в полосе занимаемых частот по сравнению с фазоманипулированными (ФМ) сигналами, эти сигналы успешно применяются в системах мобильной связи (GSM), а также в космической связи и навигационных Показать полностьюсистемах. Исследования в области «конструирования» шумоподобных сигналов (ШПС) с ФМ подтвердили перспективность использования атомарных функций (АФ) для модернизации формы чипа видеосигнальных псевдослучайных последовательностей (ПСП). Логическим продолжением этих исследований является апробация атомарных форм чипов при синтезе частотноманипулированных (ЧМ) ШПС с непрерывной фазой (НФ), потенциально обеспечивающих экономию полосы частот, что представляет собой актуальную научную и прикладную задачу с широкой областью возможного практического применения. Цель. Представить новые спектрально-эффективные форматы ЧМНФ-ШПС, порождаемых псевдослучайными up- и fupвидеосигналами, основанными на чипах из АФ up(t ) и fup(t ) вместо rect-чипов, а также на основе модификации функции фильтрации ПСП; оценить спектрально-корреляционные свойства и преимущества новых ЧМНФ-ШПС; выполнить сравнительный анализ новых ЧМНФ-ШПС с широко используемыми спектрально-эффективными минимально частотно-манипулированными (МЧМ) сигналами и их гауссовскими вариациями (ГМЧМ). Результаты. На основе псевдослучайных up(fup)-видеосигналов, порождаемых соответственно АФ up(t ) и fup(t ), сконструированы новые спектрально-эффективные форматы ЧМНФ-ШПС. Приведены спектральные и корреляционные иллюстрации новых сигналов, а также даны оценки их спектральной эффективности. Показано, что разработанные сигналы обладают лучшими или паритетными показателями по концентрации энергии в фиксированной полосе частот по сравнению с МЧМ и ГМЧМ. Практическая значимость. Предложенные спектрально-эффективные форматы ЧМНФ-ШПС требуют ме́ньшей полосы занимаемых частот при единой тактовой частоте порождающего видеосигнала ПСП, что позволяет применять их на практике в информационно-измерительных и связных радиоэлектронных системах, в которых важны высокая компактность спектра и низкий уровень боковых лепестков. Formulation of the problem. Spectrally efficient signals have become the basis of various radio interfaces in recent decades. Having several advantages in the occupied frequency band compared to phase shift keyed (PSK) signals, they are successfully used in mobile communication systems (GSM), and also find application in space communication and navigation systems. Recent studies in the field of "design" of spread spectrum signals (SSS) with PSK have shown the promise of using atomic functions (AF) to modernize the shape of the chip of video signal pseudo-random sequences (PRS), thus, the logical continuation is the approbation of atomic shapes of chips in the synthesis of continuous phase (CP) frequency shift keying (FSK) SSS, potentially providing bandwidth savings, which is a relevant scientific and applied task with a wide range of practical utility. Target. Present new spectral efficient formats of CPFSK signals generated by pseudo-random up- and fup-video signals based on chips from AF up(t ) and fup(t ) instead of rect-chips, as well as based on modification of the PRS filtering function, evaluate the spectral and correlation properties and advantages of new CPFSK-up(fup)-SSS; provide a comparative analysis of new CPFSK-SSS with widely used spectral efficient minimum shift keying (MSK) signals and their Gaussian variations (GMSK). Results. On the basis of pseudo-random up(fup) video signals generated by AF up(t ) and fup(t ), respectively, new spectrally efficient CPFSK-SSS formats are designed. Spectral and correlation illustrations of new signals are presented, estimates of their spectral efficiency are given and it is shown that they have better or parity indicators in terms of energy concentration in a fixed frequency band compared to MSK and GMSK. Practical significance. The new proposed spectrally efficient formats of CPFSK-SSS have the most important property in the form of the requirement of a smaller band of occupied frequencies at a single clock frequency of the generating video signal PRS, which makes it possible to put them into practice in information-measuring and communication radio electronic systems, in which high compactness of the spectrum and low level of side lobes are important.
Журнал: Радиотехника
Выпуск журнала: Т. 88, № 11
Номера страниц: 88-95
ISSN журнала: 00338486
Место издания: Москва
Издатель: ООО "Издательское предприятие редакции журнала "Радиотехника"