ЛИНЕЙНОЕ СУММИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ РАВНОЙ МОЩНОСТИ, ПЕРЕДАВАЕМЫХ ПОСРЕДСТВОМ ОБОБЩЕННОГО КАНАЛА СВЯЗИ С ЗАМИРАНИЯМИ

Учитывая важность статистических моделей, используемых при описании канала связи с замираниями, подчиняющимися таким законам распределения, как Накагами-n (распределение Райса) и Накагами-q (рас- пределение Хойта), при рассмотрении наземных, мобильных и спутниковых телекоммуникационных систем, мы представляем альтернативный подход, основанный на моментных функциях, для анализа характеристик приемных устройств с линейным суммированием сигналов равной мощности, передаваемых посредством каналов связи с замираниями, которые являются независимыми, но необязательно идентично распределенными в соответствии с законами Райса и Хойта. Получены точные математические выражения для моментных функций отношения сигнал/помеха на выходе сумматора приемного устройства. Исследуются важные критерии характеристик приемнго устройства, такие как среднее отношение сигнал/помеха на выходе приемного устройства, степень замираний, спектральная эффективность в режиме сигналов малой мощности. Кроме того, используя рациональную аппроксимацию Паде, то есть наилучшую рациональную аппроксимацию степенного ряда, применительно к производящей функции моментов отношения сигнал/помеха на выходе приемного устройства, оцениваются средняя вероятность ошибок на символ и вероятность нарушения связи. Мы также исследуем соответствие моделирования замираний в канале связи, описываемых распределением Хойта, с помощью выбранной должным образом модели распределения Накагами-m при условии, что рассматривается помехозащищенность, или коэффициент ошибок приемного устройства при линейном суммировании сигналов равной мощности. 

1. Rice, S.O. Statistical properties of a sine wave plus random noise / S.O. Rice // Bell System Technol. J. – 1948. – №1 (27). – P. 109–157.

2. Nakagami, M. The m-distribution – a general formula if intensity distribution of rapid fading / M. Nakagami // Statistical Methods in Radio Wave Propagation / ed. W.G. Hoffman. – Pergamon, Oxford, U. K., 1960. – P. 3–36.

3. Kaur, N. SNR and BER performance analysis of MRC and EGC receivers over Rayleigh fading channel / N. Kaur // Int. J. Computer Applications. – 2015.– Vol. 132, №9. – P. 12–17.

4. Wijk, F. Assessment of a pico-cellular system using propagation measurements at 1.9 GHz for indoor wireless communications / F. Wijk, F. Kegel, R. Prasad // IEEE Transactions on Vehicular Technology. –1995.– Vol. 44, №1. – P. 155–162.

5. Rappaport, T. Multipath propagation models for in-building communications / T. Rappaport, Y. Seidel // IEEЕ 5th International Conference on Mobile Radio Personal Communications. – 1989. – P. 69–74.

6. Parsons, J.D. The Mobile Radio Propagation Channel / J.D. Parsons. – New York: John Wiley & Sons, Inc., 2000. – 436 p.

7. Adeyemo, Z.K. Symbol error rate analysis of M-QAM with equal gain combining over a mobile satellite channel / Z.K. Adeyemo, I.A. Ojedokun, D.O. Akande // Int. J. of Electrical and Computer Engineering. – 2013. – Vol. 3, №6. – P. 849–856.

8. Hamza, D.R. Equal gain combining for cooperative spectrum sensing in cognitive radio networks / D.R. Hamza, S. Aissa, G. Anipa // IEEE Transactions on Wireless Communications. – 2014. – Vol. 13, №8. – P. 4334–4345.

9. Wu, W. Satellite communications / W. Wu // Proc. IEEE. – 1995. – Vol. 85, №6. – P. 998–1010.

10. Chytil, B. The distribution of amplitude scintillation and the conversion of scintillation indices / B. Chetil // J. of Atmospheric and Terrestrial Phys. – 1967. – Vol. 29, №9. – P. 1175–1177.

11. Bischoff, K. A note on scintillation indices / K. Bischoff, B. Chytil // Planetary and Space Science. – 1969. – Vol. 17, №8. – P. 463–467.

12. Abu-Dayya, A. Macrodiversity on Rician fading channels / A. Abu-Dayya, C. Beaulieu // IEEE Transactions on Communications. – 1994. – Vol. 42, №6. – P. 2258–2267.

13. Vitetta, G.M. An error probability formula for non-coherent orthogonal binary FSK with dual diversity on correlated Rician channels / G.M. Vitetta, U. Mengali, D.P. Taylor // IEEE Communications Lett. – 1999. – Vol. 3, №2. – P. 43–45.

14. Karagiannidis, G.R. Outage probability analysis for a Rician signal in L Nakagami interferers with arbitrary parameters / G.R. Karagiannidis, C.J. Georgopoulos, S.A. Kotsopoulos // KICS J. on Communications Networks. – 1999. – Vol. 1, №1. – P. 26–30.

15. Ekanayake, N. Equal-gain combining diversity reception of M-ary CPSK signals in Nakagami fading / N. Ekanayake // IEEE Communications Lett. – 2010. – Vol. 14, №4. – P. 285–287.

16. Annamalai, A. Equal-gain diversity receiver performance in wireless channels / A. Annamalai, C. Tellambura, V.K. Bhargava // IEEE Transactions on Communications. – 2000. – Vol. 48, №10. – P. 1732–1745.

17. Rohilla, S. Comparative analysis of maximum ratio combining and equal gain combining diversity techniques for WCDMA: a survey / S. Rohilla, D.K. Patidar, N.K. Soni // Int. J. of Engineering Inventions. – 2013. – Vol. 3, №1. – P. 72–77.

18. Helstrom, C.W. Ciomputing the distribution of sums of random sine waves and of Rayleigh-distributed random variables by saddle-point integration / C.W. Helstrom // IEEE Transactions on Communications. – 1997. – Vol. 45, №11. – P. 1487–1494.

19. Baker, G.A. Pade Approximation / G.A. Baker, P. Graves-Morris. – Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1996. – 746 p.

20. Tuzlukov, V.P. Signal Processing in Radar Systems / V.P. Tuzlukov. – Boca Raton: CRC Press, 2013. – 632 p.

21. Abramovitz, M. Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables / M. Abramovitz, A. Stegun. – New York: Dover, 1972. – 1061 p.

22. Попов, В.Ф. Оценка помехоустойчивости при разнесенном приеме в канале с замираниями по закону Накагами и когерентно весовом сложении сигналов / В.Ф. Попов // Омск. науч. вестн. Сер. Приборы, машины и тех- нологии. – 2012. – Т. 113, №3. – C. 309–313.

23. Win, M.Z. Higher order statistics of antenna subset diversity / M.Z. Win, R.K. Mallik, G. Chrisikos // IEEE Transaction on Wireless Communications. – 2003. – Vol. 2, №5. – P. 871–875.

24. Быховский, М.А. Оптимальная линейная коррекция многолучевого канала связи при разнесенном приеме сигналов / М.А. Быховский // Электросвязь. – 2011. – №12. – С. 36–41.

25. Communications Systems: New Research / ed. V.P. Tuzlukov. – New York: NOVA Science Publishers Inc., 2013. – 423 p.

26. Charash, U. Reception through Nakagami fading multipath channels with random delays / U. Charash // IEEE Transactions on Communications. – 1979. – Vol. 27, №4. – P. 657–670.

27. Shamai, S. The impact of frequency-flat fading on the spectral efficiency of CDMA / S. Shamai, S. Verdu // IEEE Transactions on Information Theory. – 2001. – Vol. 47, №4. – P. 1302–1327.

28. Papoulis, A. Probability, Random Variables, and Stochastic Processes / A. Papoulis. – New York: McGraw-Hill, 2002. – 852 p.

29. Amindavar, H. Rade approximation of probability density functions / H. Amindavar, J.A. Ritcey // IEEE Transactions on Aerospace and Electronics Systems. – 1994. – Vol. 30, №2. – P. 416–424.

30. Метод комбинированной обработки цифровых сигналов при разнесенном приеме / О.Р. Никитин [и др.] // Вестн. Рязан. гос. радиотехн. ун-та. – 2009. – Т. 27, №1. – С. 27–32.