Scientific and analytical journal «Vestnik Saint-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia» Scientific and analytical journal «Vestnik Saint-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia» Научно-аналитический журнал "Вестник Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России" 2218-130X 65956 ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ INFORMATICS, COMPUTER ENGINEERING AND CONTROL ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ DIGITAL DEMODULATOR OF ASK SIGNALS ЦИФРОВОЙ ДЕМОДУЛЯТОР СИГНАЛОВ ASK Дворников Сергей Сергеевич Dvornikov Sergey S. dvornik92@mail.com

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 https://orcid.org/0000-0002-4889-0001 Дворников Сергей Викторович Dvornikov Sergey V. practicdsv@yandex.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Бибарсов Марат Рашидович Bibarsov Marat R. bibarsovmr@rambler.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 https://orcid.org/0009-0004-3225-7414 Погорелов Андрей Анатольевич Pogorelov Andrey A. anpog@yandex.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения Saint-Petersburg State University of Aerospace Instrumentation Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М.Буденного Budyonny Military Academy of the Signal Corps Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения Санкт-Петербург Россия Saint-Petersburg state university of aerospace instrumentation Saint-Petersburg Russian Federation 07 07 2023 07 07 2023 2023 2 57 67 20 04 2023 26 05 2023 https://journals.igps.ru/en/nauka/article/65956/view

Проанализированы тенденции перехода подразделений МЧС России к использованию средств связи, построенных на технологиях цифрового синтеза и обработки сигналов. Показана роль и место сигналов амплитудной манипуляции в современной радиосвязи. Рассмотрены особенности квадратурного синтеза сигналов FSK и OOK, их физическая общность и структурные различия на уровне спектральных представлений. Представлены структурные схемы модуляторов сигналов FSK и OOK. Рассмотрена возможность программной реализации демодуляторов сигналов. Предложен иллюстрационный материал, поясняющий особенности синтеза и демодуляции сигналов FSK и OOK в среде MathCAD. Приведены выражения, характеризующие помехоустойчивость приема сигналов FSK и OOK.

The tendencies of the transition of units of EMERCOM of Russia to the use of communication facilities built on digital synthesis and signal processingtechnologies are analyzed. The role and place of amplitude-shift keying signals in modern radio communication is shown. The features of quadrature synthesis of FSK and OOK signals, their physical commonality and structural differences at the level of spectral representations are considered. Block diagrams of FSK and OOK signal modulators are presented. The possibility of software implementation of signal demodulators is considered. An illustrative material is proposed that explains the features of the synthesis and demodulation of FSK and OOK signals in the MathCAD environment. Expressions are given that characterize the noise immunity of receiving FSK and OOK signals.

 синтез сигналов амплитудной манипуляции квадратурный модулятор сигналов амплитудной манипуляции демодуляция сигналов амплитудной манипуляции на основе цифровых технологий synthesis of amplitude-shift keying signals quadrature modulator of amplitude-shift keying signals demodulation of amplitude-shift keying signals based on digital technologies

Дворников С.В., Кудрявцев А.М. Теоретические основы частотно-временного анализа кратковременных сигналов: монография. СПб.: Военная акад. связи, 2010. 240 с. ISBN 978-5-91690-008-8. Dvornikov S.V., Kudryavcev A.M. Teoreticheskie osnovy chastotno-vremennogo analiza kratkovremennyh signalov: monografiya. SPb.: Voennaya akad. svyazi, 2010. 240 s. ISBN 978-5-91690-008-8. Сиников А.А., Асанин А.В. Эффективность функционирования систем радиосвязи МЧС России // Приоритетные направления развития инфокоммуникационных технологий, систем связи и оповещения РСЧС и ГО: сб. трудов XXXI Междунар. науч.-практ. конф. Химки: Акад. гражданской защиты МЧС России, 2021. С. 52-56. EDN IBVWHR. Sinikov A.A., Asanin A.V. Effektivnost' funkcionirovaniya sistem radiosvyazi MCHS Rossii // Prioritetnye napravleniya razvitiya infokommunikacionnyh tekhnologij, sistem svyazi i opoveshcheniya RSCHS i GO: sb. trudov XXXI Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. Himki: Akad. grazhdanskoj zashchity MCHS Rossii, 2021. S. 52-56. EDN IBVWHR. Скрипник И.Л. Применение стандарта цифровой радиосвязи dmr для управления действиями подразделений МЧС России // Мониторинг, моделирование и прогнозирование опасных природных явлений и чрезвычайных ситуаций: сб. материалов Всерос. науч.-практ. конф. 2019. С. 388-393. Skripnik I.L. Primenenie standarta cifrovoj radiosvyazi dmr dlya upravleniya dejstviyami podrazdelenij MCHS Rossii // Monitoring, modelirovanie i prognozirovanie opasnyh prirodnyh yavlenij i chrezvychajnyh situacij: sb. materialov Vseros. nauch.-prakt. konf. 2019. S. 388-393. Серянин С.С. Развитие мобильных комплексов связи МЧС России // Приоритетные направления развития инфокоммуникационных технологий, систем связи и оповещения РСЧС и ГО: сб. трудов секции № 12 ХХXII Междунар. науч.-практ. конф. Химки: Акад. гражданской защиты МЧС России, 2022. С. 24-27. Seryanin S.S. Razvitie mobil'nyh kompleksov svyazi MCHS Rossii // Prioritetnye napravleniya razvitiya infokommunikacionnyh tekhnologij, sistem svyazi i opoveshcheniya RSCHS i GO: sb. trudov sekcii № 12 HKHXII Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. Himki: Akad. grazhdanskoj zashchity MCHS Rossii, 2022. S. 24-27. Дворников С.В., Пшеничников А.В. Формирование спектрально-эффективных сигнальных конструкций в радиоканалах передачи данных контрольно-измерительных комплексов // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2017. Т. 60. № 3. С. 221-228. DOI: 10.17586/0021-3454-2017-60-3-221-228. Dvornikov S.V., Pshenichnikov A.V. Formirovanie spektral'no-effektivnyh signal'nyh konstrukcij v radiokanalah peredachi dannyh kontrol'no-izmeritel'nyh kompleksov // Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Priborostroenie. 2017. T. 60. № 3. S. 221-228. DOI: 10.17586/0021-3454-2017-60-3-221-228. Папырин В.В., Сидоров В.К. Некоторые аспекты организации цифровой коротковолновой радиосвязи в Арктике // Науч.-аналит. журн. «Вестник С.-Петерб. ун-та ГПС МЧС России». 2019. № 3. С. 1-6. Papyrin V.V., Sidorov V.K. Nekotorye aspekty organizacii cifrovoj korotkovolnovoj radiosvyazi v Arktike // Nauch.-analit. zhurn. «Vestnik S.-Peterb. un-ta GPS MCHS Rossii». 2019. № 3. S. 1-6. Система радиосвязи в МЧС России / С.В. Пацук [и др.] // Актуальные вопросы пожарной безопасности. 2022. № 2 (12). С. 41-49. DOI:10.37657/vniipo.avpb.2022.56.71.005. Sistema radiosvyazi v MCHS Rossii / S.V. Pacuk [i dr.] // Aktual'nye voprosy pozharnoj bezopasnosti. 2022. № 2 (12). S. 41-49. DOI:10.37657/vniipo.avpb.2022.56.71.005. Об утверждении Руководства по радиосвязи Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий: приказ МЧС России от 26 дек. 2018 г. № 633. Доступ из справ.-правового портала «Гарант». Ob utverzhdenii Rukovodstva po radiosvyazi Ministerstva Rossijskoj Federacii po delam grazhdanskoj oborony, chrezvychajnym situaciyam i likvidacii posledstvij stihijnyh bedstvij: prikaz MCHS Rossii ot 26 dek. 2018 g. № 633. Dostup iz sprav.-pravovogo portala «Garant». Тихонов О.С., Гриценко А.А., Жиров В.А. Технические аспекты построения перспективных систем подвижной спутниковой связи для России // Труды Научно-исследовательского института радио. 2009. № 4. С. 34-44. Tihonov O.S., Gricenko A.A., Zhirov V.A. Tekhnicheskie aspekty postroeniya perspektivnyh sistem podvizhnoj sputnikovoj svyazi dlya Rossii // Trudy Nauchno-issledovatel'skogo instituta radio. 2009. № 4. S. 34-44. Дворников С.В., Овчинников Г.Р., Балыков А.А. Программный симулятор ионосферного радиоканала декаметрового диапозона // Информация и космос. 2019. № 3. С. 6-12. Dvornikov S.V., Ovchinnikov G.R., Balykov A.A. Programmnyj simulyator ionosfernogo radiokanala dekametrovogo diapozona // Informaciya i kosmos. 2019. № 3. S. 6-12. Предложение по адресованию пользователей перспективной сети радиосвязи специального назначения / М.З. Лящук [и др.] // T-Comm:Телекоммуникации и транспорт. 2016. Т. 10. № 5. С. 32-35. Predlozhenie po adresovaniyu pol'zovatelej perspektivnoj seti radiosvyazi special'nogo naznacheniya / M.Z. Lyashchuk [i dr.] // T-Comm: Telekommunikacii i transport. 2016. T. 10. № 5. S. 32-35. Бобков В., Званцугов Н. Технологии Радиосвязи 2020 - работа на перспективные проекты // Технологии и средства связи. 2020. № S1. С. 50-52. Bobkov V., Zvancugov N. Tekhnologii Radiosvyazi 2020 - rabota na perspektivnye proekty // Tekhnologii i sredstva svyazi. 2020. № S1. S. 50-52. Оценка имитостойкости каналов управления с частотной модуляцией / С.В. Дворников [и др.] // Информация и космос. 2016. № 1. С. 32-35. Ocenka imitostojkosti kanalov upravleniya s chastotnoj modulyaciej / S.V. Dvornikov [i dr.] // Informaciya i kosmos. 2016. № 1. S. 32-35. Коряков Д.А., Маркелов Н.Н., Поспелов А.Д. Перспективы развития КВ-радиосвязи на основе применения технологии SDR // Информационные системы и технологии. 2022. № 5 (133). C. 93-99. Koryakov D.A., Markelov N.N., Pospelov A.D. Perspektivy razvitiya KV-radiosvyazi na osnove primeneniya tekhnologii SDR // Informacionnye sistemy i tekhnologii. 2022. № 5 (133). S. 93-99. Повышение эффективности приема в декаметровых линиях радиосвязи МЧС России / В.И. Власенко [и др.] // Науч.-аналит. журн. «Вестник С.-Петерб. ун-та ГПС МЧС России». 2022. № 4. С. 91-100. Povyshenie effektivnosti priema v dekametrovyh liniyah radiosvyazi MCHS Rossii / V.I. Vlasenko [i dr.] // Nauch.-analit. zhurn. «Vestnik S.-Peterb. un-ta GPS MCHS Rossii». 2022. № 4. S. 91-100. Дворников С.В., Пшеничников А.В., Бурыкин Д.А. Структурно-функциональная модель сигнального созвездия с повышенной помехоустойчивостью // Информация и космос. 2015. № 2. С. 4-7. Dvornikov S.V., Pshenichnikov A.V., Burykin D.A. Strukturno-funkcional'naya model' signal'nogo sozvezdiya s povyshennoj pomekhoustojchivost'yu // Informaciya i kosmos. 2015. № 2. S. 4-7. Анализ помехоустойчивости передач с однополосной модуляцией в каналах с флуктуационными помехами / А.С. Дворников [и др.] // Вопросы радиоэлектроники. Сер.: Техника телевидения. 2022. № 4. С. 58-64. Analiz pomekhoustojchivosti peredach s odnopolosnoj modulyaciej v kanalah s fluktuacionnymi pomekhami / A.S. Dvornikov [i dr.] // Voprosy radioelektroniki. Ser.: Tekhnika televideniya. 2022. № 4. S. 58-64. Леонов А., Наний О., Трещиков В. Совершенствование форматов модуляции в оптических системах связи DWDM // Первая миля. 2019. № 8 (85). С. 30-37. Leonov A., Nanij O., Treshchikov V. Sovershenstvovanie formatov modulyacii v opticheskih sistemah svyazi DWDM // Pervaya milya. 2019. № 8 (85). S. 30-37. Семисошенко М.А. Развитие средств и комплексов военной радиосвязи // Военная мысль. 2014. № 11. С. 28-36. Semisoshenko M.A. Razvitie sredstv i kompleksov voennoj radiosvyazi // Voennaya mysl'. 2014. № 11. S. 28-36. Дворников С.В., Дворников С.С., Марков Е.В. Модифицированные импульсные последовательности на основе кодов Баркера // Труды учебных заведений связи. 2022. Т. 8. № 1. С. 8-14. DOI: 10.31854/1813-324X-2022-8-1-8-14. Dvornikov S.V., Dvornikov S.S., Markov E.V. Modificirovannye impul'snye posledovatel'nosti na osnove kodov Barkera // Trudy uchebnyh zavedenij svyazi. 2022. T. 8. № 1. S. 8-14. DOI: 10.31854/1813-324X-2022-8-1-8-14. Приходько А.И., Стрикица Н.В. Корреляционно-спектральные характеристики сигналов с прямоугольной квадратурной амплитудной модуляцией // The Scientific Heritage. 2020. № 44-1 (44). С. 70-75. Prihod'ko A.I., Strikica N.V. Korrelyacionno-spektral'nye harakteristiki signalov s pryamougol'noj kvadraturnoj amplitudnoj modulyaciej // The Scientific Heritage. 2020. № 44-1 (44). S. 70-75. Дворников С.В., Дворников С.С., Жеглов К.Д. Помехоустойчивость сигналов однополосной модуляции с управляемым уровнем несущего колебания // Информатика и автоматизация. 2023. Т. 22. № 2. С. 261-288. DOI: 10.15622/ia.22.2.2. Dvornikov S.V., Dvornikov S.S., Zheglov K.D. Pomekhoustojchivost' signalov odnopolosnoj modulyacii s upravlyaemym urovnem nesushchego kolebaniya // Informatika i avtomatizaciya. 2023. T. 22. № 2. S. 261-288. DOI: 10.15622/ia.22.2.2. Дворников С.В., Дворников С.С., Крячко А.Ф. Компактные алгоритмы синтеза манипулированных сигналов в MathCAD // Науч.-аналит. журн. «Вестник С.-Петерб. ун-та ГПС МЧС России». 2020. № 2. С. 104-113. Dvornikov S.V., Dvornikov S.S., Kryachko A.F. Kompaktnye algoritmy sinteza manipulirovannyh signalov v MathCAD // Nauch.-analit. zhurn. «Vestnik S.-Peterb. un-ta GPS MCHS Rossii». 2020. № 2. S. 104-113. Павлов А.А. Синтез помехоустойчивых сигналов с амплитудной манипуляцией // Вопросы радиоэлектроники. Сер.: Техника телевидения. 2023. № 2. С. 99-105. Pavlov A.A. Sintez pomekhoustojchivyh signalov s amplitudnoj manipulyaciej // Voprosy radioelektroniki. Ser.: Tekhnika televideniya. 2023. № 2. S. 99-105. Быстрый цифровой алгоритм демодуляции сигналов с квадратурной амплитудной манипуляцией / В.П. Литвиненко [и др.] // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2018. Т. 14. № 4. С. 108-112. Bystryj cifrovoj algoritm demodulyacii signalov s kvadraturnoj amplitudnoj manipulyaciej / V.P. Litvinenko [i dr.] // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2018. T. 14. № 4. S. 108-112. Брюханов Ю.А., Поелуев С.С. Влияние гармонической помехи на вероятность ошибочного приема сигналов с амплитудной манипуляцией // Успехи современной радиоэлектроники. 2022. Т. 76. № 1. С. 69-75. DOI: 10.18127/j20700784-202201-06. Bryuhanov Yu.A., Poeluev S.S. Vliyanie garmonicheskoj pomekhi na veroyatnost' oshibochnogo priema signalov s amplitudnoj manipulyaciej // Uspekhi sovremennoj radioelektroniki. 2022. T. 76. № 1. S. 69-75. DOI: 10.18127/j20700784-202201-06. Зазулин Я.А., Карпунин П.Ю., Киреев К.В. Моделирование приёмной системы с амплитудной демодуляцией и временным разделением каналов в среде LabView // Журнал радиоэлектроники. 2018. № 6. С. 10. DOI: 10.30898/1684-1719.2018.6.10. Zazulin Ya.A., Karpunin P.Yu., Kireev K.V. Modelirovanie priyomnoj sistemy s amplitudnoj demodulyaciej i vremennym razdeleniem kanalov v srede LabView // Zhurnal radioelektroniki. 2018. № 6. S. 10. DOI: 10.30898/1684-1719.2018.6.10. Иванов М.С., Понаморев А.В., Макаренко С.И. Методика повышения скорости передачи данных в сети воздушной радиосвязи управления летательными аппаратами за счет адаптивного распределения сетевого частотно-временного ресурса с учетом интенсивности передаваемого трафика // Системы управления, связи и безопасности. 2022. № 1. С. 104-139. DOI: 10.24412/2410-9916-2022-1-104-139. Ivanov M.S., Ponamorev A.V., Makarenko S.I. Metodika povysheniya skorosti peredachi dannyh v seti vozdushnoj radiosvyazi upravleniya letatel'nymi apparatami za schet adaptivnogo raspredeleniya setevogo chastotno-vremennogo resursa s uchetom intensivnosti peredavaemogo trafika // Sistemy upravleniya, svyazi i bezopasnosti. 2022. № 1. S. 104-139. DOI: 10.24412/2410-9916-2022-1-104-139. Дворников С.В. Теоретические основы синтеза билинейных распределений. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2007. 268 с. Dvornikov S.V. Teoreticheskie osnovy sinteza bilinejnyh raspredelenij. SPb.: Izd-vo Politekhn. un-ta, 2007. 268 s. Фокин Г.А Моделирование многолучевого радиоканала // Информационные технологии и телекоммуникации. 2021. Т. 9. № 1. С. 59-78. Fokin G.A Modelirovanie mnogoluchevogo radiokanala // Informacionnye tekhnologii i telekommunikacii. 2021. T. 9. № 1. S. 59-78. Евдокимова Е.О., Федосов В.П. Оценка параметров движения мобильных объектов на основании анализа частотно-временных распределений эхосигналов // Телекоммуникации. 2014. № 11. С. 25-29. Evdokimova E.O., Fedosov V.P. Ocenka parametrov dvizheniya mobil'nyh ob"ektov na osnovanii analiza chastotno-vremennyh raspredelenij ekhosignalov // Telekommunikacii. 2014. № 11. S. 25-29.