亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        甚低頻通信的 MSK 與 MFSK 性能比較分析

        2016-11-15 14:26:21任席闖
        艦船科學技術(shù) 2016年6期
        關(guān)鍵詞:發(fā)信誤碼率信噪比

        任席闖,嚴 爍

        (1.中國人民解放軍 91469 部隊,北京 100841;2.中國人民解放軍 91960 部隊,廣東 汕頭 515000)

        甚低頻通信的 MSK 與 MFSK 性能比較分析

        任席闖1,嚴爍2

        (1.中國人民解放軍 91469 部隊,北京 100841;2.中國人民解放軍 91960 部隊,廣東汕頭 515000)

        分析甚低頻通信甚低頻調(diào)制論文對甚低頻通信的 16FSK 和 MSK 方式從誤碼率、發(fā)信功率等多方面進行比較分析,得出采用 16FSK 通信制式,可以用其本身的優(yōu)點及降低通信速率換取通信距離、深度和質(zhì)量的結(jié)論,為對潛通信的大深度、遠距離的調(diào)制選型評估提供科學、合理的理論支撐。

        甚低頻;MSK;MFSK

        0 引 言

        目前世界范圍內(nèi)對潛艇通信主要采用甚低頻和超低頻通信方式,甚低頻通信的調(diào)制方式主要采用 MSK方式,該方式是20世紀70年代就提出的甚低頻調(diào)制方式,但是該方式抗噪聲和干擾能力不強,不能確保對潛艇指揮通信的連續(xù)和不間斷。時頻調(diào)制的 MFSK 是IEEE 于20世紀末提出的一種新的調(diào)制方式,具有相位連續(xù)、包絡(luò)恒定,頻譜利用率高,特別是要求傳輸信號能量集中時,該方式比 MSK 更為優(yōu)越,目前已應(yīng)用到無線通信抗干擾的一些領(lǐng)域,本文對 MFSK 與傳統(tǒng)的 MSK 甚低頻通信的性能進行分析,并用實例進行比較。

        1 甚低頻 MSK 與 MFSK 性能仿真

        根據(jù)文獻[1-2],在信息速率相等的條件下,MSK的誤碼率與 QPSK(OQPSK)的誤碼率相等,也與BPSK 的誤碼率相等。MSK 的誤比特率公式為:

        由于 4 個比特組成一個 16 進制的數(shù)字,所以MSK的誤數(shù)字率[3-4]

        用式(1)計算 MSK 的誤碼率,用式(2)計算MSK 的誤數(shù)字率。式(1)只能用數(shù)值方法積分。把該式寫成如下形式[5-6]:

        上式中第2項的積分上、下限都有限,故可以比較容易地進行數(shù)值積分。給定信噪比數(shù)值 Eb/n0,就可以計算出相應(yīng)的誤碼率。計算結(jié)果表明,誤比特率等于10-4和 10-3,需要的每比特信噪比大致等于 8.39 dB 和6.8 dB。誤數(shù)字率等于 10-4和 10-3,需要的每比特信噪比大致等于 9.14 dB 和 7.78 dB。8.39 dB 這個數(shù)值與文獻中的數(shù)值基本一致,可見這里的數(shù)值計算正確。計算結(jié)果曲線如圖1 所示。圖中 x 軸所標的數(shù)字是相關(guān)器輸出的信噪比,即 Ps/Pn=Eb/n0;y 軸所標的是錯誤概率。圖中示出2條曲線,一條是誤碼率(誤比特率)曲線,另一條是誤數(shù)字率曲線。

        圖1 MSK 誤碼率與信噪比的關(guān)系曲線Fig.1 The relationship between MSK error rate and SNR

        從圖1 看出,當誤碼率低于 10-3~10-4后,誤碼率隨信噪比的增大而迅速降低,如誤碼率從 10-4降至10-5,需要增加的信噪比小于 1 dB。因此,在信息速率相等的條件下,無論是相干還是非相干 16 FSK,其誤數(shù)字率均顯著低于 MSK。

        2 甚低頻 MSK 與 MFSK 應(yīng)用分析

        研究了 MSK 和 MFSK 的誤碼性能,得知在相同信息速率條件下,16 FSK 的誤數(shù)字率優(yōu)于 MSK 的誤數(shù)字率,或者說在在相同信息速率和誤數(shù)字率條件下,16 FSK 所需的發(fā)信功率小于 MSK 所需的發(fā)信功率。這是 16 FSK 調(diào)制解調(diào)體制本身擁有的優(yōu)點。對于具體的甚低頻通信,由于信道通頻帶窄,16 FSK 的信息速率必然低于 MSK 的信息速率,因此 16 FSK 所需的發(fā)信功率將進一步低于 MSK 所需的發(fā)信功率,或者在相同的發(fā)信功率下 16 FSK 的通信距離、通信深度和可靠性將高于 MSK 的通信距離、通信深度和可靠性。這是用降低通信速度換取通信距離、通信深度和通信可靠性。這在實際工作中是需要的,如在某些任務(wù)中通信距離很遠,或接收區(qū)域干擾很高。

        以一個 15 kHz 的甚低頻信道為例,其頻帶寬度大致等于 55.34 Hz。根據(jù)上面的討論,這個信道允許傳輸大致 75 bit/s的 MSK 調(diào)制的信號。假定在這信道內(nèi)傳輸 50 bit/s的 MSK 信號,那么碼元(比特)持續(xù)時間等于 20 ms。

        在這信道內(nèi),16 FSK 的相鄰頻率間的最小間格頻率 ?fmin=3.2 Hz。假定調(diào)制指數(shù)等于 1,則既可以用相干方法接收,也可以用最佳非相干方法接收。此時碼元持續(xù)時間等于 312.5 ms,每比特的持續(xù)時間等于78.125 ms。信息速率等于12.8 bit/s。假定調(diào)制指數(shù)等于 0.5,則碼元持續(xù)時間縮短為 156.25 ms,信息速率增至 25.6 bit/s;在此條件下只能用相干方法接收。

        假定 QMSK表示給定誤數(shù)字率條件下 MSK 需要的信噪比。由于 Eb=PsTb,所以 MSK 需要的發(fā)信功率[7-9]

        式中 Tb,MSK為 MSK 的碼元持續(xù)時間,n0為信道的噪聲功率譜密度。對于 16 FSK,其所需發(fā)信功率的公式形式同(4)。這樣可得出給定誤數(shù)字率條件下兩種調(diào)制方式所需發(fā)信功率的比

        公式右邊第1項是調(diào)制解調(diào)本身帶來的好處,第2項是降低通信速率換來的好處。上面已經(jīng)得到誤數(shù)字率10-3和 10-4條件下 MSK 和 16 FSK 需要的(見表1)。根據(jù)式(5)可以計算相干和非相干 16 FSK 和 MSK 所需通信功率的比值(見表 3)

        表1 的數(shù)據(jù)表明,當 MSK 的信息速率等于 50 bit/s,而 16 FSK 的信息速率等于12.8 bit/s 時,16 FSK 所需發(fā)信功率相干接收約低 8 dB,最佳非相干接收約低 7 dB;信息速率等于 25.6 bit/s 時,16 FSK 只能相干接收,所需發(fā)信功率約低 5 dB。甚低頻低端的地面上傳播衰減大致為 3 dB/1 000 km 左右,所以在功率相等的條件下12.8 bit/s 速率的 16 FSK 的通信距離可以比 50 bit/s 速率的 MSK 增加 2 000~3 000 km。甚低頻低端電磁波在海水中的衰減大約每米 4~5 dB,因此在相同通信距離條件下,12.8 bit/s 速率的 16 FSK 的通信深度比 50 bit/s 速率的 MSK 深 1~2 m。從相干 16 FSK 的誤碼率和最佳非相干 16 FSK 的誤碼率看出,在低誤碼率條件下,誤碼率降低一個數(shù)量級所需增大的信噪比不到 1 dB??偟慕Y(jié)論是:采用較低速率的 16 FSK 比采用 MSK 在通信距離、深度和可靠性方面都有很大的好處,這在實際的對潛通信中很有必要。

        表1 信息速率不同條件下所需發(fā)信功率的比值Tab.1 The ratio of transmitting power under different information rate

        3 結(jié) 語

        對甚低頻通信的 16 FSK 和 MSK 方式從誤碼率、發(fā)信功率等多方面進行比較分析,得出了采用 16 FSK通信制式,可以用其本身的優(yōu)點及降低通信速率換取通信距離、深度和質(zhì)量的結(jié)論,為對潛通信的大深度、遠距離的調(diào)制選型評估提供了科學、合理的理論支撐。

        [1]潘威炎.長波超長波極長波傳播[M].成都: 電子科技大學出版社,2004.

        [2]TRANTER W H,SHANMUGAN K S,RAPPAPORT T S,et al.Principles of communication systems simulation with wireless applications[M].New York: Pearson Education,2004.

        [3]孟慶輝,王永斌,趙志禮.潛艇周圍影響超低頻通信的電磁噪聲來源及特征分析[J].艦船科學技術(shù),2009,31(11): 66-69.MENG Qing-hui,WANG Yong-bin,ZHAO Zhi-li.The source and characteristics of extremely low frequency noise affecting communications around the submarine[J].Ship Science and Technology,2009,31(11): 66-69.

        [4]李光明,宋裕農(nóng),蔡廣友.甚低頻通信信道建模與仿真[J].通信技術(shù),2010,43(6): 41-42,46.LI Guang-ming,SONG Yu-nong,CAI Guang-you.Modeling and simulation of VLF channel[J].Communications Technology,2010,43(6): 41-42,46.

        [5]張俊昌,曹海鵬,謝家祥.甚低頻對潛通信數(shù)據(jù)壓縮編碼技術(shù)研究[J].通信技術(shù),2008,41(12): 262-264.ZHANG Jun-chang,CAO Hai-peng,XIE Jia-xiang.Research of data compress and encoding technique in VLF communication for submarine[J].Communications Technology,2008,41(12): 262-264.

        [6]張文娟,王永斌,付天暉.甚低頻/低頻通信中大氣噪聲仿真研究[J].艦船電子工程,2006,26(6):123-126.ZHANG Wen-juan,WANG Yong-bin,F(xiàn)U Tian-hui.Simulation study on atmospheric noise in VLF/LF communication[J].Ship Electronic Engineering,2006,26(6):123-126.

        [7]付貞,溫東,姜波,等.甚低頻大氣噪聲中的MSK通信系統(tǒng)仿真[J].艦船電子工程,2010,30(1): 98-101.FU Zhen,WEN Dong,JIANG Bo,et al.Simulation of MSK communication system in VLF atmospheric noise[J].Ship Electronic Engineering,2010,30(1): 98-101.

        [8]任席闖,左麗芬,李樹明,等.基于GIS的超低頻通信服務(wù)區(qū)的預(yù)測[J].艦船科學技術(shù),2013,35(4): 117-119.REN Xi-chuang,ZUO Li-fen,LI Shu-ming,et al.The prediction of SLF communication coverage based on GIS[J].Ship Science and Technology,2013,35(4): 117-119.

        [9]MALLIK R K,GOGOI A K.An optimum detector for coherent M-ary signaling in the presence of impulsive noise[C]//Proceedings of the 2000 IEEE international conference on personal wireless communications.Hyderabad: IEEE,2000: 363-367.

        The performance comparison between MSK and MFSK modulation of VLF communication

        REN Xi-chuang1,YAN Shuo2
        (1.No.91469 Unit of PLA,Beijing 100841,China;2.No.91960 Unit of PLA ,Shantou 515000,China)

        This project carry on comparative analysis about VLF communications method of 16FSK and MSK from aspects of beer and spectrum effectiveness,giving the result about using the communications modulation of 16FSK may utilize the advantages of its own and reduce communications rate to exchange communications distance,depth and quality.This project provides scientific and reasonable theoretical support on submarine communication's depth and long distance modification selection of assessment.Thirdly,this project provides the mode of connection and the function about communication terminal of 16FSK and existing submarine communication equipment at the first time,having a strong guiding significance for engineering implementation.

        VLF;MSK;MFSK

        TN219

        A

        1672-7619(2016)06-0151-03

        10.3404/j.issn.1672-7619.2016.06.031

        2015-10-19;

        2016-01-06

        任席闖(1982-),男,博士,工程師,研究方向為無線通信系統(tǒng)。

        猜你喜歡
        發(fā)信誤碼率信噪比
        《小型微型計算機系統(tǒng)》編輯部聯(lián)系方式
        《小型微型計算機系統(tǒng)》編輯部聯(lián)系方式
        《小型微型計算機系統(tǒng)》編輯部聯(lián)系方式
        《小型微型計算機系統(tǒng)》編輯部聯(lián)系方式
        面向通信系統(tǒng)的誤碼率計算方法
        雷達與對抗(2022年1期)2022-03-31 05:18:20
        基于深度學習的無人機數(shù)據(jù)鏈信噪比估計算法
        低信噪比下LFMCW信號調(diào)頻參數(shù)估計
        電子測試(2018年11期)2018-06-26 05:56:02
        低信噪比下基于Hough變換的前視陣列SAR稀疏三維成像
        雷達學報(2017年3期)2018-01-19 02:01:27
        保持信噪比的相位分解反褶積方法研究
        泰克推出BERTScope誤碼率測試儀
        国产美女a做受大片免费| 久久无码av中文出轨人妻| 97无码人妻福利免费公开在线视频| 精品久久久久中文字幕APP| 日韩精品久久伊人中文字幕 | 国产女人18毛片水真多18精品| 少妇久久久久久被弄到高潮 | 日韩av综合色区人妻| 精品综合一区二区三区| 日日碰狠狠添天天爽无码 | 国产一区二区av在线免费观看| 中国无码人妻丰满熟妇啪啪软件| 国产精自产拍久久久久久蜜| 在线丝袜欧美日韩制服| 亚洲精品中文字幕一二| 中文字幕人乱码中文字幕| 国产中老年妇女精品| 爆乳日韩尤物无码一区| 最新69国产精品视频| 国产综合久久久久久鬼色| 精品国产成人亚洲午夜福利| 人妻丰满熟妇av一区二区| 亚洲国产一区二区三区精品| 免费久久人人爽人人爽av| 综合精品欧美日韩国产在线| 国产精品人成在线765| 性人久久久久| 黄色视频免费在线观看| 国产精品成人av电影不卡| 人妻精品久久一区二区三区| 亚洲婷婷五月综合狠狠爱| 91国视频| 黄色中文字幕视频网站| 国产特级毛片aaaaaa高潮流水| 欧美v亚洲v日韩v最新在线| 麻豆久久久国内精品| 亚洲精品偷拍自综合网| 国产好大好硬好爽免费不卡| 国产精品网站夜色| 日本久久大片中文字幕| 日本做受120秒免费视频|