Библиографическое описание:Применение модуляции с малым пик-фактором в системах радиосвязи : научное издание / В. В. Евстратько [и др.]. - Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. - 2025. - Т. 28, № 1. - С. 6-16. - Исследование выполнено в рамках государственного задания ФГАОУ ВО Сибирский федеральный университет (номер FSRZ-2023-0008). - ISSN 1993-8985. - ISSN 2658-4794, DOI 10.32603/1993-8985-2025-28-1-6-16.
Аннотация:Введение. Системы радиосвязи для малых околоземных объектов имеют ряд особенностей, которые обусловлены спецификой их применения. Они должны отвечать ряду противоречивых требований. С одной стороны, они должны обеспечивать высокую скорость передачи данных (до 20 Мбит/c), с другой - обеспечивать функционирование на большие расстояния до 150 км и более, обладая при этом малыми габаритами и энергопотреблением (как правило, не более 5…20 Вт). Основная часть энергии, потребляемой бортовой системой радиосвязи малых околоземных объектов, приходится на усилитель мощности, поэтому в таких системах связи целесообразно использовать модуляцию с наименьшим значением пик-фактора.Цель работы. Исследовать влияние параметров и режимов работы усилителя на основные параметры системы радиосвязи: выходную мощность, коэффициент полезного действия (КПД), внеполосное излучение передатчика и чувствительность приемника для сигналов с разными видами модуляции и разным значением пик-фактора.Материалы и методы. Испытательный стенд состоял из генераторов псевдослучайной последовательности и несущей, передатчиков QPSK, OQPSK и SR-FQPSK, усилителя, приемников QPSK, OQPSK и SR-FQPSK, аттенюаторов, анализатора спектра, измерителя мощности и измерителя ошибок. Измерение параметров проводилось с использованием методов, заложенных в приборах.Результаты. Исследования показали, что при работе усилителя в нелинейном режиме в области компрессии возрастает КПД и выходная мощность. Мощность внеполосного излучения максимальна для сигнала с модуляцией QPSK. Чем ближе к области компрессии работает усилитель и чем больше пик-фактор сигнала, тем ниже чувствительность приемника.Заключение. Применение модуляции с малым пик-фактором (в данном случае SR-FQPSK) позволяет получить максимальную выходную мощность усилителя, максимальный КПД и минимальный уровень внеполосного излучения, что повышает энергетическую эффективность системы радиосвязи, увеличивает дальность связи и позволяет в полной мере использовать частотное разделение каналов.
Introduction. Radio communication systems for small Earth-orbiting objects possess a number of specific features associated with their application area, thus being expected to meet conflicting requirements. These include, on the one hand, provision of a high data transfer rate (up to 20 Mbps) and, on the other, operation at large distances of up to 150 km or more, while having small dimensions and power consumption (usually no more than 5…20 W). The main share of energy required by onboard radio communication systems of small Earth-orbiting objects is consumed by the power amplifier. Therefore, such communication systems should use modulation with the lowest possible crest factor.Aim. To investigate the effect of the parameters and operating modes of the amplifier on those of the radio communication system, such as its output power, efficiency, out-of-band transmitter radiation, and receiver sensitivity for signals with different types of modulation and different crest factor values.Materials and methods. The laboratory bench consisted of pseudo-random sequence and carrier generators; QPSK, OQPSK, and SR-FQPSK transmitters; amplifier; QPSK, OQPSK, and SR-FQPSK receivers; attenuators; spectrum analyzer; power meter; and error meter. The parameters were measured using the methods embedded in the devices: spectrum analyzer, power meter, and error meter.Results. The conducted experiments showed that operation of the amplifier in a nonlinear mode leads to an increase in the efficiency and output power in the field of compression. The out-of-band power is maximum for a QPSK modulated signal. The closer to the compression region the amplifier works and the larger the crest factor of the signal, the lower the sensitivity of the receiver.Conclusion. The use of a low crest factor modulation (SR-FQPSK in the case of this study) ensures the maximum output power of the amplifier, the maximum efficiency, and the minimum level of out-of-band radiation. This increases the energy efficiency of radio communication systems and extends the communication range, thus allowing a more efficient use of frequency separation channel
Ключевые слова:crest factor, signal modulation, radio system, qpsk, power amplifier, power consumption, пик-фактор, модуляция сигнала, система радиосвязи, усилитель мощности, энергопотребление
