Імітаційне моделювання та експериментальне дослідження програмно реалізованого пристрою фазового автопідстроювання частоти з підвищеною завадостійкістю

Підвищення граничної завадостійкості системи зв’язку є одним із способів підвищити місткість системи зв’язку, що дає можливість забезпечити якісний зв’язок для більшої кількості користувачів. Цю задачу можливо вирішити шляхом пониження шумового порогу пристрою фазового автопідстроювання частоти (ФАПЧ), який використовується у цих системах, за умови збереження динамічних властивостей пристрою. В літературному огляді вказано, що такий пристрій з підвищеною завадостійкістю було реалізовано, проте вплив випадкових завад та модуляції на його роботу розглядався окремо. Ця стаття присвячена аналізу поведінки цифрового програмно-апаратного пристрою ФАПЧ за умови одночасної дії випадкових завад та модуляції вхідного сигналу. В статті зображено будову класичного цифрового пристрою ФАПЧ та його модифікації і пояснено ключові відмінності між ними. Проведено імітаційне моделювання класичного пристрою ФАПЧ для випадків відсутності та присутності випадкової завади на вході пристрою. Результати моделювання показують, що пристрій ФАПЧ не здатний відстежити усі зміни фази вхідного сигналу за умови присутності шуму. Крім того, модифікований пристрій має ширший робочий частотний діапазон в завадовій обстановці, ніж класичний. Проведено експериментальне дослідження динамічної поведінки пристрою ФАПЧ при одночасній дії випадкових завад та двійкової фазової маніпуляції вхідного сигналу. Результати дослідження показали, що тривалість перехідних процесів при обробці BPSK сигналу в модифікованого пристрою як мінімум вдвічі менша, ніж для класичного пристрою. Крім того, кількість помилок при детектуванні вхідного сигналу зростає швидше для класичного пристрою, ніж для модифікованого, коли збільшується потужність шуму. Використання модифікованого пристрою ФАПЧ у сучасних системах зв’язку дасть змогу підвищити їх місткість.