Report
Алгоритм расчета вероятности ошибочного приема бита в каналах передачи данных с двумерными сигнально-кодовыми конструкциями под воздействием сигналоподобных помех
| Title: | Алгоритм расчета вероятности ошибочного приема бита в каналах передачи данных с двумерными сигнально-кодовыми конструкциями под воздействием сигналоподобных помех |
|---|---|
| Publisher Information: | Системы управления, связи и безопасности, 2021. |
| Publication Year: | 2021 |
| Subject Terms: | функция Гаусса, Gaussian function, сигналоподобная помеха, вероятность ошибочного приема бита, signal-like jamming, quadrature amplitude manipulation, Owen function, bit error rate, квадратурная амплитудная манипуляция, функция Оуэна |
| Description: | Problem statement. When estimating the anti-jamming robustness of data transmission channels (DTCs) under signal-like jamming (SLJ) environment a signal space is partitioned into decision regions (DR) for each variant of a signal in order to compute the bit-error rate (BER) in DTCs using two-dimensional signal-code constructions (2DSCC). Additionally, conditional probabilities of random points to fall within DRs are calculated. If a decision is made with the help of the maximum-likelihood criterion the boundaries of DRs are composed of straight line segments and (or) half rays while probabilities of falling within a DR can be represented as sums of probabilities of falling within space regions bounded by a half ray or line segment. If DR configurations are complex it is advisable to present computations in the form of an algorithm and implement it on a PC. The aim of the work is to develop an algorithm for the BER computation in case of coherent reception of equiprobable 2DSCC signals based on formalization of rules for determination of DR boundaries and rules for representation of probabilities of a random point to fall within DRs as a sum of probabilities of falling within regions bounded by a half ray or segment. Methods used. The rules for partitioning the two-dimensional signal space into DRs were defined based on a geometric interpretation of interaction of signals and SLJ in a coherent demodulator as well as the optimal signal reception and analytical geometry methods. When evaluating the probabilities of random variables to fall within DRs the integrals were used of distribution densities of SLJ vectors on a signal plane taken in the previous works. Novelty. The algorithm can be used when the partition of a signal space into DRs is unknown in advance. In representation of the probability of a random point to fall within a DR as probabilities of falling within DRs bounded by a segment or half ray the algorithm uses the information about coordinates of adjacent SCC points thus significantly simplifying the computation of the conditional probabilities of errors. Result. The algorithm is universal and can be used to analyze the anti-jamming robustness of channels using two-dimensional signal-code constructions of arbitrary configuration. Practical significance. The results can be used to compare different variants of SLJs for a given SCC configuration or to elaborate new variants of 2D SCCs with the increased anti-jamming robustness against preassigned jamming. Постановка задачи. В задачах по оценке помехоустойчивости каналов передачи информации (КПИ) на фоне сигналоподобных помех (СПП) для вычисления вероятности ошибочного приема бита в КПИ, использующих двумерные сигнально-кодовые конструкции, (СКК) проводится разбиение сигнального пространства на области принятия решений (ОПР) в пользу каждого из вариантов сигналов и вычисляются условные вероятности попадания случайных точек в ОПР. При принятии решения по критерию максимального правдоподобия, границы ОПР состоят из отрезков прямых линий и (или) лучей, а вероятности попадания в ОПР могут быть представлены в виде сумм вероятностей попадания в области пространства, ограниченные лучом или отрезком. Если ОПР имеют сложную конфигурацию эти вычисления целесообразно представить в виде алгоритма и реализовать на ЭВМ. Цель работы разработка алгоритма численного расчета вероятности ошибочного приема бита при когерентном приеме равновероятных сигналов с двумерными СКК, на основе формализации правил определения границ ОПР и представления вероятностей попадания случайной точки в ОПР в виде суммы вероятностей попадания в области, ограниченные лучом или отрезком. Используемые методы. Правила разбиения сигнального пространства на ОПР получены на основе геометрической интерпретации взаимодействия сигнала и СПП в когерентном демодуляторе, методов оптимального приема сигналов и аналитической геометрии; при нахождении вероятностей попадания случайных величин в ОПР использовались полученные в ранее опубликованных работах интегралы от плотностей распределения векторов СПП на сигнальной плоскости. Новизна. Алгоритм может использоваться, когда разбиение сигнального пространства на ОПР заранее неизвестно; при представлении вероятности попадания случайной точки в ОПР в виде вероятностей попадания в области, ограниченные отрезком и лучом, алгоритм использует информацию о координатах соседних с рассматриваемой ОПР точек СКК, что упрощает вычисление условных вероятностей ошибок. Результат. Алгоритм является универсальным и может использоваться для анализа помехоустойчивости каналов с СКК произвольной конфигурации. Практическая значимость. Результаты могут быть использованы при проведении сравнительного анализа различных вариантов СПП для СКК заданной конфигурации или для разработки новых вариантов двумерных СКК, с повышенной помехоустойчивостью на фоне заданной СПП. |
| Document Type: | Research |
| DOI: | 10.24412/2410-9916-2021-3-1-37 |
| Rights: | CC BY |
| Accession Number: | edsair.doi...........469d1e6feff572f8abf53ee6a12cc68f |
| Database: | OpenAIRE |
| DOI: | 10.24412/2410-9916-2021-3-1-37 |
|---|