ВЕРОЯТНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБНАРУЖЕНИЯ СИГНАЛОВ С ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ ПО ТРАНСИОНОСФЕРНЫМ РАДИОЛИНИЯМ

Комплексные огибающие сигналов при распространении по трансионосферным радиолиниям (по спутниковым ионосферным радиолиниям) искажаются за счет влияния околоземной ионосферы со свойством частотной дисперсии [1,2]. Искажения формы сигналов в дополнение к тепловому канальному шуму приводят к деградации вероятностных характеристик и к энергетическим потерям по отношению к распространению в свободном пространстве и корреляционной обработке сигналов, составляющих основу алгоритмов обнаружения и приема [1]. Количественная оценка этих искажений необходима при разработке спутниковых информационных систем, включая системы спутниковой связи, системы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), спутниковых навигационных систем. В работах [2-4] приведены методики описаний рассматриваемых искажений для общего класса цифровых сигналов. С использованием этих методик получены оценки соответствующих энергетических потерь для частных классов цифровых сигналов со сложными сигнальными «созвездиями» (цифровые сигналы с многоуровневой фазовой, квадратурно-амплитудной и амплитудно-фазовой манипуляциями) при их распространении по трансионосферным радиолиниям [2-4].
Актуальной является проблема выполнения подобных исследований для класса сигналов с частотно-модулированным заполнением, активно используемых в системах отождествления ионосферных радиолиний, в системах спутниковой активной радиолокации ДЗЗ [5].
В докладе даны результаты моделирования алгоритма обнаружения сигналов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ сигналы) с целью исследования вероятностных характеристик (вычисление вероятности правильного приема сигналов при их обнаружении). Основа алгоритма - вычислительная процедура Неймана-Пирсона в рамках теории проверки простой статистической гипотезы с фиксированным значением вероятности ошибки первого рода (вероятность ложной тревоги) [6]. При моделировании получены вероятностных характеристик обнаружения для рассматриваемого класса сигналов при распространении по спутниковой радиолинии Р- частотного диапазона. Варьируемые параметры - частота девиации (до 40 МГц), отношение сигнал/шум теплового шума, угол визирования. В частности показано, что для угла визирования 60 град, модели дневной околоземной ионосферы, частоты девиации 40 МГц и вероятности ошибки 1-рода 0.001 энергетические потери достигают значимой величины 1.5 дБ, что необходимо учитывать при оценивании энергетических бюджетов спутниковых информационных систем.
Работа выполнена в рамках государственного задания ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН.