Оптимальні когерентні й некогерентні демодулятори ФМ-2 та ВФМ-2 радіосигналів із манчестерським кодуванням
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2021.87.5-13Ключові слова:
манчестерське кодування, ФМ-2, ВФМ-2, Ethernet, приймання в цiлому, посимвольне приймання, м’яке прийняття рiшень, ортогональнi сигнали в посиленому розумiннiАнотація
Запропоновані алгоритми та схеми оптимальних когерентних і некогерентних демодуляторів бінарних радіосигналів із фазовою і відносною фазовою маніпуляцією (ВФМн) та манчестерським кодуванням модулюючого сигналу. Використання ВФМн дозволяє ефективно боротися із фазовою неоднозначністю генератора опорного коливання кореляційного приймача. Дане рішення дозволяє подолати так званий ефект <<зворотної роботи>> в демодуляторі фазоманіпульованих сигналів. Відносне і манчестерське кодування знаходить своє застосування в різних областях використання цифрових систем передавання інформації (ЦСПІ): від локальних і персональних обчислювальних мереж до космічних оптичних систем зв'язку. Серед таких ЦСПІ можна виділити як системи радіозв'язку (в стандартах Bluetooth, в технології NFC, а також в космічних системах дистанційного зондування Землі (ДЗЗ) з високою роздільною здатністю), дротові системи передавання даних (в локальних мережах сімейства Ethernet), так і оптичні системи зв'язку (FSO, IsOWC і SpaceWire). Показано, що спільне використання ВФМн і манчестерського кодування забезпечує більш високу завадостійкість при застосуванні в ЦСПІ і зберігає переваги манчестерського кодування стосовно символьної синхронізації демодулятора. Наведені алгоритми і схеми ґрунтуються на використанні прийому в цілому і особливостей манчестерського кодування, що дозволяє застосовувати для демодуляції повну енергію бітової посилки. Для оцінки потенційної завадостійкості запропонованих схем демодуляторів прийнято, що модульовані сигнали є ортогональними в посиленому розумінні. Проведене математичне моделювання запропонованих технічних рішень підтвердило їх працездатність та більш високу завадостійкість порівняно із посимвольним прийманням. Пропонується використовувати розроблені алгоритми і схеми демодуляторів в приймачах систем ДЗЗ високої роздільної здатності, в приймачах оптичних систем зв'язку і в приймальній частині обладнання локальних мереж сімейства Ethernet.
Посилання
References
Proakis J. G. and Salehi M. (2008). Digital Communications, 5th Edition. McGraw-Hill, New-York.
Tanenbaum A. S., Wetherall D. J. (2013). Computer Networks: Pearson New International Edition, 5th Edition. Pearson.
Bisdikian C. (2001). An overview of the Bluetooth wireless technology. IEEE Communications Magazine, Vol. 39, Iss. 12, pp. 86–94. DOI:10.1109/35.968817.
Benabadji N., Hassini A., Belbachir A. H. (2004). Hardware and Software Considerations to Use NOAA Images. Rev. Energ. Ren. Vol.7 (2004), pp. 1–11.
Sklar B., Harris F. J. (2021). Digital Communications: Fundamentals and Applications, 3rd Edition. Pearson.
Caplan D., Carney J., Fitzgerald J., Gaschits I., Kaminsky R., et al. (2014). Multi-rate DPSK Optical Transceivers for Free-space Applications. Free-Space Laser Communication and Atmospheric Propagation XXVI, Vol. 8971, pp. 1–14. DOI: 10.1117/12.2057570.
Padhy J. B., Patnaik B. (2018). DPSK and Manchester coding for inter-satellite optical wireless communication systems. 2018 IEEE 5th international conference on engineering technologies and applied sciences (ICETAS), pp. 1–5. DOI: 10.1109/ICETAS.2018.8629112.
Padhy J. B., Patnaik B. (2017). Design and analysis of multiplexed FSO system with DPSK and Manchester coding. 2017 3rd International Conference on Applied and Theoretical Computing and Communication Technology (iCATccT), pp. 1–6. DOI: 10.1109/ICATCCT.2017.8389097.
Rakow G., Kisin A. (2014). Manchester coding option for SpaceWire: Providing choices for system level design. 2014 International SpaceWire Conference (SpaceWire), pp. 1–4. DOI: 10.1109/SpaceWire.2014.6936276.
Tao Q., Zhong C., Lin H., Zhang Z. (2018). Symbol Detection of Ambient Backscatter Systems With Manchester Coding. IEEE Transactions on Wireless Communications, Vol. 17, Iss. 6, pp. 4028–4038. DOI: 10.1109/TWC.2018.2819188.
Maheshwari S., Kale I. (2019). Adiabatic Implementation of Manchester Encoding for Passive NFC System. 2019 Design, Automation & Test in Europe Conference & Exhibition (DATE), pp. 1615–1618. DOI: 10.23919/DATE.2019.8714838.
Tikhonov V. I. (1983). Optimalnyi priem sigmalov [Optimal signal reception]. Moscow: Radio i sviaz. 1983. 320 p. (In Russian).
Fink L. M. (1970). Teoriya peredachi diskretnykh soobshchenii [Theory of discrete message transmission]. Moscow: Sov. radio, 1970. 728 p. (in Russian).
Ziuko A. G., Klovskyi D. D., Korzhyk V. I., Nazarov M. V. (1999). Teoriya elektricheskoi svyazi: ucheb. dlya vuzov [Theory of electrical communication: Textbook for universities]. Moscow: Radio i sviaz, 1999. 432 p. (in Russian).
Parfeniuk V. H. (2018). M’iake dekoduvannia FM-2 radiosyhnaliv z manchesterskym koduvanniam moduliuiuchoho syhnalu [Soft decoding of BPSK radio signals with Manchester encoding of the modulating signal]. Proceeding of the International Scientific and Technical Conference «Radioengineering fields, signals, devices and systems» (Ukraine, Kyiv, March 19–25, 2018). Kyiv: KPI, pp. 182–184. (in Ukrainian).
Park J., Mackay S., Wright E. (2003). Practical Data Communications for Instrumentation and Control, Newnes.
Vasin V. A., Kalmykov V. V., Sebekin Yu. N. (2005). Radiosistemy peredachi informatsii: ucheb. posob. dlya vuzov [Radio information transmission systems: Textbook for universities]. Moscow: Hotline – Telecom, 2005. 472 p. (in Russian).
Zhuk A. P., Sazonov V. V., Orel D. V., Pashintsev V. P. (2019). Computer Modeling of Orthogonal in the Amplified Sense Signal. Proceedings of the 21st International Workshop on Computer Science and Information Technologies (CSIT 2019), pp. 215–217. DOI: 10.2991/CSIT-19.2019.37.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Sergey Sabadash, Vasyl Parfeniuk
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
