Modernization of DVB-S2 Standard Using Signal-Code Constructions Based on Amplitude Modulation of Many Components

It is proposed to modernize the DVB-S2 standard by using AMMC (amplitude modulation of many components) signals instead of 8PSK (8-phase shift keying) and APSK (amplitude-phase shift keying) signals, and to modernize the DVB-S2 standard equipment by using the AMMC modulator and AMMC demodulator. Usage of AMMC makes it possible to reduce the symbol error rate in communication channel up to 52 times. The satellite digital video broadcast systems that apply signal-code constructions based on AMMC are characterized by a higher energy efficiency from 1 to 2.6 dB compared with signal-code constructions based on 8PSK and APSK

Modernization of DVB-S2 Standard Using Signal-Code Constructions Based on Amplitude Modulation of Many Components

It is proposed to modernize the DVB-S2 standard by using AMMC (amplitude modulation of many components) signals instead of 8PSK (8-phase shift keying) and APSK (amplitude-phase shift keying) signals, and to modernize the DVB-S2 standard equipment by using the AMMC modulator and AMMC demodulator. Usage of AMMC makes it possible to reduce the symbol error rate in communication channel up to 52 times. The satellite digital video broadcast systems that apply signal-code constructions based on AMMC are characterized by a higher energy efficiency from 1 to 2.6 dB compared with signal-code constructions based on 8PSK and APSK

Comparative Analysis of the Efficiency of Detecting Some Amplitude-Phase Modulated Signals in Wireless Communication Systems

This article presents the results of the research of noise-immunity of wireless communication systems using signals that are formed on the basis of eight-position quadrature-amplitude modulation (8-QAM) and eight-position amplitude modulation of many components (8-AMMC). The research was conducted using simulation of a wireless communication system, built using a detector, implemented on the basis of a phase locked loop. The influence of phase locked loop parameters on the detection quality of these signals in the condition of the interference in the communication channel was researched, and a comparative analysis of the noise immunity of wireless communication systems using these signals was carried out

Comparative Analysis of the Efficiency of Detecting Some Amplitude-Phase Modulated Signals in Wireless Communication Systems

This article presents the results of the research of noise-immunity of wireless communication systems using signals that are formed on the basis of eight-position quadrature-amplitude modulation (8-QAM) and eight-position amplitude modulation of many components (8-AMMC). The research was conducted using simulation of a wireless communication system, built using a detector, implemented on the basis of a phase locked loop. The influence of phase locked loop parameters on the detection quality of these signals in the condition of the interference in the communication channel was researched, and a comparative analysis of the noise immunity of wireless communication systems using these signals was carried out

Research on properties of devices for shaping and processing of signals based on amplitude modulation of many components

Devices for shaping and processing of signals based on known varieties of digital amplitude-phase modulation are considered. Their disadvantages are exposed during realization of modulation and demodulation of the signals that are characterized by non-rectangular signal constellations. There are explored properties of devices for shaping and processing of signals based on a new variety of signal modulation, namely amplitude modulation of many components (AMMC). The results of carried out researches show that advantages of proposed AMMC modulator are simplification of phase modulated or amplitude-phase modulated signal shaping, in particular AMMC signal shaping, and improve of modulator internal interference protection. Advantages of AMMC demodulator are simplification of phase modulated or amplitude-phase modulated signal processing, in particular AMMC signal processing, and improve of demodulator internal interference and zero drift protection at its practical realization. The proposed AMMC modulator and demodulator can be applied for shaping and processing of signals based on known and new varieties of amplitude-phase modulation

Програмно-апаратна реалізація та експериментальне дослідження пристроїв фазової синхронізації з підвищеною завадостійкістю

This paper presents a method for improvement of the phase-locked loop (PLL) noise immunity by using a modified phase detector. The article shows structural diagram of the PLL with the modified phase detector and describes the criterion for choosing the parameters of the narrowband filter and the high-pass filter to prevent distortions of information signal. Simulation of both classical and modified devices was carried out to find a noise threshold, which causes phase-locked loop to unlock. Simulation results show that multiple cycle slips of synchronization in short period of time in modified PLL occur for higher levels of noise (by 1.5–4 dB depending on PLL parameters), than in classical PLL. Both devices were software implemented on FPGA (field programmable gate array) logic and experimental studies of their noise immunity were conducted. The results of experimental studies qualitatively correspond to simulation ones and show that the that noise threshold of the modified phase detector is greater up to 1–2.5 dB depending on the device parameters. Experimental research also shows that modified phase detector does not deteriorate the dynamic properties of whole device and even improves them in comparison to classical PLL.Предложен способ повышения помехоустойчивости детектора фазоманипулированных (ФМ) сигналов на основе устройства фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) путем использования его модификации.Задача повышения помехоустойчивости систем связи до сих пор шла в противоречии с задачей достижения высоких динамических показателей устройства для эффективной и корректной обработки ФМ-сигналов с большим индексом модуляции. Улучшение помехоустойчивости системы означало ухудшение ее динамического поведения и наоборот. Предложенный способ позволяет снизить шумовой порог устройства, не ухудшая при этом его динамических свойств.Имитационное моделирование предельной помехоустойчивости классического и модифицированного устройств проводилось для двух критериев срыва синхронизации. В обоих случаях помехоустойчивость модифицированного устройства является лучшей. Результаты имитационного моделирования показывают, что аномальные перескоки фазы опорного генератора модифицированного устройства за короткое время наблюдаются для больших уровней шума, чем в классическом устройства (на 1,5-4 дБ в зависимости от параметров устройства).Оба варианта устройств были физически реализованы на базе программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС) с целью проведения экспериментальных исследований помехоустойчивости этих устройств и проверки результатов имитационного моделирования. Экспериментальные исследования качественно подтвердили результаты моделирования и показывают, что использование модифицированного фазового детектора дает выигрыш в помехоустойчивости на 1-2,5 дБ в зависимости от параметров устройства. Динамические свойства модифицированного устройства при этом не ухудшаются.Приведенные результаты показывают значительные перспективы использования устройств ФАПЧ с повышенной помехоустойчивостью в системах связи различного назначения, которые работают в сложной помеховой обстановкеЗапропоновано спосіб підвищення завадостійкості детектора фазоманіпульованих (ФМ) сигналів на основі пристрою фазового автопідстроювання частоти (ФАПЧ) шляхом використання його модифікації.Задача підвищення завадостійкості систем зв’язку до цих пір йшла в протиріччі із завданням досягнення високих динамічних показників пристрою для ефективної та коректної обробки ФМ-сигналів з великим індексом модуляції. Покращення завадостійкості системи означало погіршення її динамічної поведінки і навпаки. Запропонований спосіб дає можливість знизити шумовий поріг пристрою, не погіршуючи при цьому його динамічних властивостей.Імітаційне моделювання граничної завадостійкості класичного та модифікованого пристроїв проводилось для двох критеріїв зриву синхронізації. В обох випадках завадостійкість модифікованого пристрою є кращою. Результати імітаційного моделювання показують, що аномальні стрибки фази опорного генератора модифікованого пристрою за короткий час спостерігаються для більших рівнів шуму, ніж в класичному пристрої (на 1,5-4 дБ залежно від параметрів пристрою).Обидва варіанти пристроїв були фізично реалізовані на базі програмованої логічної інтегральної схеми (ПЛІС) з метою проведення експериментальних досліджень завадостійкості цих пристроїв та перевірки результатів імітаційного моделювання. Експериментальні дослідження якісно підтвердили результати моделювання та показують, що використання модифікованого фазового детектора дає виграш у завадостійкості на 1-2,5 дБ залежно від параметрів пристрою. Динамічні властивості модифікованого пристрою при цьому не погіршуються.Наведені результати демонструють неабиякі перспективи використання пристроїв ФАПЧ з підвищеною завадостійкістю у системах зв’язку різноманітного призначення, що працюють в складній завадовій обстановціЗапропоновано спосіб підвищення завадостійкості детектора фазоманіпульованих (ФМ) сигналів на основі пристрою фазового автопідстроювання частоти (ФАПЧ) шляхом використання його модифікації.Задача підвищення завадостійкості систем зв’язку до цих пір йшла в протиріччі із завданням досягнення високих динамічних показників пристрою для ефективної та коректної обробки ФМ-сигналів з великим індексом модуляції. Покращення завадостійкості системи означало погіршення її динамічної поведінки і навпаки. Запропонований спосіб дає можливість знизити шумовий поріг пристрою, не погіршуючи при цьому його динамічних властивостей.Імітаційне моделювання граничної завадостійкості класичного та модифікованого пристроїв проводилось для двох критеріїв зриву синхронізації. В обох випадках завадостійкість модифікованого пристрою є кращою. Результати імітаційного моделювання показують, що аномальні стрибки фази опорного генератора модифікованого пристрою за короткий час спостерігаються для більших рівнів шуму, ніж в класичному пристрої (на 1,5-4 дБ залежно від параметрів пристрою).Обидва варіанти пристроїв були фізично реалізовані на базі програмованої логічної інтегральної схеми (ПЛІС) з метою проведення експериментальних досліджень завадостійкості цих пристроїв та перевірки результатів імітаційного моделювання. Експериментальні дослідження якісно підтвердили результати моделювання та показують, що використання модифікованого фазового детектора дає виграш у завадостійкості на 1-2,5 дБ залежно від параметрів пристрою. Динамічні властивості модифікованого пристрою при цьому не погіршуються.Наведені результати демонструють неабиякі перспективи використання пристроїв ФАПЧ з підвищеною завадостійкістю у системах зв’язку різноманітного призначення, що працюють в складній завадовій обстановц

Програмно-апаратна реалізація та експериментальне дослідження пристроїв фазової синхронізації з підвищеною завадостійкістю

This paper presents a method for improvement of the phase-locked loop (PLL) noise immunity by using a modified phase detector. The article shows structural diagram of the PLL with the modified phase detector and describes the criterion for choosing the parameters of the narrowband filter and the high-pass filter to prevent distortions of information signal. Simulation of both classical and modified devices was carried out to find a noise threshold, which causes phase-locked loop to unlock. Simulation results show that multiple cycle slips of synchronization in short period of time in modified PLL occur for higher levels of noise (by 1.5–4 dB depending on PLL parameters), than in classical PLL. Both devices were software implemented on FPGA (field programmable gate array) logic and experimental studies of their noise immunity were conducted. The results of experimental studies qualitatively correspond to simulation ones and show that the that noise threshold of the modified phase detector is greater up to 1–2.5 dB depending on the device parameters. Experimental research also shows that modified phase detector does not deteriorate the dynamic properties of whole device and even improves them in comparison to classical PLL.Предложен способ повышения помехоустойчивости детектора фазоманипулированных (ФМ) сигналов на основе устройства фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) путем использования его модификации.Задача повышения помехоустойчивости систем связи до сих пор шла в противоречии с задачей достижения высоких динамических показателей устройства для эффективной и корректной обработки ФМ-сигналов с большим индексом модуляции. Улучшение помехоустойчивости системы означало ухудшение ее динамического поведения и наоборот. Предложенный способ позволяет снизить шумовой порог устройства, не ухудшая при этом его динамических свойств.Имитационное моделирование предельной помехоустойчивости классического и модифицированного устройств проводилось для двух критериев срыва синхронизации. В обоих случаях помехоустойчивость модифицированного устройства является лучшей. Результаты имитационного моделирования показывают, что аномальные перескоки фазы опорного генератора модифицированного устройства за короткое время наблюдаются для больших уровней шума, чем в классическом устройства (на 1,5-4 дБ в зависимости от параметров устройства).Оба варианта устройств были физически реализованы на базе программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС) с целью проведения экспериментальных исследований помехоустойчивости этих устройств и проверки результатов имитационного моделирования. Экспериментальные исследования качественно подтвердили результаты моделирования и показывают, что использование модифицированного фазового детектора дает выигрыш в помехоустойчивости на 1-2,5 дБ в зависимости от параметров устройства. Динамические свойства модифицированного устройства при этом не ухудшаются.Приведенные результаты показывают значительные перспективы использования устройств ФАПЧ с повышенной помехоустойчивостью в системах связи различного назначения, которые работают в сложной помеховой обстановкеЗапропоновано спосіб підвищення завадостійкості детектора фазоманіпульованих (ФМ) сигналів на основі пристрою фазового автопідстроювання частоти (ФАПЧ) шляхом використання його модифікації.Задача підвищення завадостійкості систем зв’язку до цих пір йшла в протиріччі із завданням досягнення високих динамічних показників пристрою для ефективної та коректної обробки ФМ-сигналів з великим індексом модуляції. Покращення завадостійкості системи означало погіршення її динамічної поведінки і навпаки. Запропонований спосіб дає можливість знизити шумовий поріг пристрою, не погіршуючи при цьому його динамічних властивостей.Імітаційне моделювання граничної завадостійкості класичного та модифікованого пристроїв проводилось для двох критеріїв зриву синхронізації. В обох випадках завадостійкість модифікованого пристрою є кращою. Результати імітаційного моделювання показують, що аномальні стрибки фази опорного генератора модифікованого пристрою за короткий час спостерігаються для більших рівнів шуму, ніж в класичному пристрої (на 1,5-4 дБ залежно від параметрів пристрою).Обидва варіанти пристроїв були фізично реалізовані на базі програмованої логічної інтегральної схеми (ПЛІС) з метою проведення експериментальних досліджень завадостійкості цих пристроїв та перевірки результатів імітаційного моделювання. Експериментальні дослідження якісно підтвердили результати моделювання та показують, що використання модифікованого фазового детектора дає виграш у завадостійкості на 1-2,5 дБ залежно від параметрів пристрою. Динамічні властивості модифікованого пристрою при цьому не погіршуються.Наведені результати демонструють неабиякі перспективи використання пристроїв ФАПЧ з підвищеною завадостійкістю у системах зв’язку різноманітного призначення, що працюють в складній завадовій обстановціЗапропоновано спосіб підвищення завадостійкості детектора фазоманіпульованих (ФМ) сигналів на основі пристрою фазового автопідстроювання частоти (ФАПЧ) шляхом використання його модифікації.Задача підвищення завадостійкості систем зв’язку до цих пір йшла в протиріччі із завданням досягнення високих динамічних показників пристрою для ефективної та коректної обробки ФМ-сигналів з великим індексом модуляції. Покращення завадостійкості системи означало погіршення її динамічної поведінки і навпаки. Запропонований спосіб дає можливість знизити шумовий поріг пристрою, не погіршуючи при цьому його динамічних властивостей.Імітаційне моделювання граничної завадостійкості класичного та модифікованого пристроїв проводилось для двох критеріїв зриву синхронізації. В обох випадках завадостійкість модифікованого пристрою є кращою. Результати імітаційного моделювання показують, що аномальні стрибки фази опорного генератора модифікованого пристрою за короткий час спостерігаються для більших рівнів шуму, ніж в класичному пристрої (на 1,5-4 дБ залежно від параметрів пристрою).Обидва варіанти пристроїв були фізично реалізовані на базі програмованої логічної інтегральної схеми (ПЛІС) з метою проведення експериментальних досліджень завадостійкості цих пристроїв та перевірки результатів імітаційного моделювання. Експериментальні дослідження якісно підтвердили результати моделювання та показують, що використання модифікованого фазового детектора дає виграш у завадостійкості на 1-2,5 дБ залежно від параметрів пристрою. Динамічні властивості модифікованого пристрою при цьому не погіршуються.Наведені результати демонструють неабиякі перспективи використання пристроїв ФАПЧ з підвищеною завадостійкістю у системах зв’язку різноманітного призначення, що працюють в складній завадовій обстановц

Firmware Implementation and Experimental Research of the Phase-locked Loop with Improved Noise Immunity

This paper presents a method for improvement of the phase-locked loop (PLL) noise immunity by using a modified phase detector. The article shows structural diagram of the PLL with the modified phase detector and describes the criterion for choosing the parameters of the narrowband filter and the high-pass filter to prevent distortions of information signal. Simulation of both classical and modified devices was carried out to find a noise threshold, which causes phase-locked loop to unlock. Simulation results show that multiple cycle slips of synchronization in short period of time in modified PLL occur for higher levels of noise (by 1.5–4 dB depending on PLL parameters), than in classical PLL. Both devices were software implemented on FPGA (field programmable gate array) logic and experimental studies of their noise immunity were conducted. The results of experimental studies qualitatively correspond to simulation ones and show that the that noise threshold of the modified phase detector is greater up to 1–2.5 dB depending on the device parameters. Experimental research also shows that modified phase detector does not deteriorate the dynamic properties of whole device and even improves them in comparison to classical PLL