Studying noise immunity of radio information transmission systems with noise-like phase-shift keyed signals and synchronization delay errors

Abstract

Introduction: Radio information transmission systems with noise-like phase-shift keyed signals based on pseudo-random sequences have potential noise immunity provided by accurately tracking the delay of the received signal in the correlation receiver. When working with moving objects, the delay of the received signal varies continuously, and the reception quality for noise-like phase-shifted signals highly depends on the synchronization system operation and on the accuracy of estimating the received signal delay by the tracking system. To ensure the required signal reception quality, it is necessary to provide an informed choice of tracking system parameters, taking into account their effects, which are the random and systematic components of the delay tracking error, on the selected noise immunity indicator.Purpose: Analyzing how the errors in tracking the delay of a received phase-shift keyed signal based on a pseudorandom sequence by the synchronization system of a radio information transmission system can affect the probability of erroneous reception of an information symbol.Results: The calculation method was used to obtain families of dependencies of the probability of erroneous reception of an information symbol on the signal-noise ratio (SNR), and the values of the random and systematic components of the delay tracking error which are normalized to the capture band of the correlation receiver. It has been shown that at a fixed SNR, the values of the random and systematic components of the delay tracking error are critical for the erroneous reception probability. In all the cases discussed, all the dependencies are characterized by a slow change of the erroneous reception probability while the synchronization errors within the area of small SNR have fixed values. As the SNR value grows, the erroneous reception probability rapidly drops. To ensure the specified signal reception quality and the reliability of the selection of information symbols and messages in a radio information transmission system with noise-like phase-manipulated signals, its synchronization system requires a joint selection of the tracking system parameters, taking into account the limitations imposed by the operating conditions and technical implementation features.Practical relevance: The obtained results can be used in noise immunity analysis of radio information transmission systems with noise-like phase-shift keyed signals in a wide range of communication conditions, and in providing technical solutions for synchronization systems ensuring the required quality of signal reception.

Stability of Tracking the Delay of Phase-shift Keyed Signals with Spectrum Expanding in Synchronization Systems of Radio Engineering Systems

“…В РЭС передачи информации слежение за задержкой и другими параметрами принимаемого сигнала необходимо для реализации оптимального приема и различения сигналов в условиях помех. В работах [2,22,40] показано, что в РЭС передачи информации с фазоманипулированными сигналами с расширением спектра на основе ПСП при наличии ошибок слежения за задержкой, характеризуемых значениями нормированных параметров σ х <0,1 и δх<0,2, ухудшение помехоустойчивости на уровне вероятности ошибочного приема символа 10 -5 -10 -6 составляет до 5 дБ. В измерительных РЭС от точности слежения за задержкой принимаемого сигнала зависит ошибка измерения дальности.…”

“…В этих условиях может иметь место существенное влияние точности синхронизации по задержке на качество приема фазоманипулированных сигналов с расширением спектра на основе ПСП, которое будет зависеть от устойчивости работы схемы слежения за задержкой. В [22] исследовано влияние ошибок слежения за задержкой принимаемого сигнала на вероятность ошибочного приема символов передаваемой информации в условиях, когда ошибка слежения за задержкой не выходит за пределы полосы захвата системы слежения. При выходе ошибки слежения за задержкой принимаемого сигнала за пределы полосы захвата происходит срыв синхронизации.…”

“…В схеме слежения за задержкой модулирующей ПСП принимаемого фазоманипулированного сигнала с расширением спектра сигналом рассогласования следящей системы является ошибка слежения за задержкой: Δλ=Δτ. Анализ точных и численных решений уравнения Фоккера -Планка -Колмогорова, представленных в работах [27,28] Результаты расчетов плотности распределения ошибки слежения за задержкой в соответствии с выражениями (2) и (3) представлены в работах [22,30,31], в которых показано, что в области существенных значений ошибки слежения за задержкой оба закона распределения практически совпадают. На рисунке 3 приведены результаты расчетов плотности распределения ошибки слежения за задержкой в соответствии с выражениями (2) и (3) при σх=0,1 и δx=0 [22].…”