Коняшкин Георгий Викторович, ассистент, кафедра радиоволновых процессов и технологий, Институт радиоэлектроники и информатики
119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
Scopus Author ID 58894490900
Georgy V. Konyashkin, Assistant, Department of Radio Electronic Systems and Complexes, Institute of Radio Electronics and Informatics
78, Vernadskogo pr., Moscow, 119454
Scopus Author ID 58894490900
Куликов Геннадий Валентинович, д.т.н., профессор, кафедра радиоэлектронных систем и комплексов, Институт радиоэлектроники и информатики
119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
Scopus Author ID 36930533000
Gennady V. Kulikov, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Department of Radio Electronic Systems and Complexes, Institute of Radio Electronics and Informatics
78, Vernadskogo pr., Moscow, 119454
Цели. Активное развитие беспроводных технологий, включая IoT (Internet of Things, интернет вещей) и 5G/6G, сопровождается ростом уровня электромагнитных помех, что ставит перед инженерами задачу разработки эффективных методов их подавления. Особую сложность представляют нефлуктуационные помехи разного рода. Цель данного исследования заключается в реализации и анализе эффективности метода режекции нефлуктуационных помех с использованием адаптивного фильтра, основанного на анализе огибающей спектра.Методы. В работе использованы методы математического моделирования, спектрального анализа и адаптивной фильтрации. Предложен подход, основанный на выделении огибающей спектра для идентификации и последующего подавления нефлуктуационных помех.Результаты. Проведено исследование эффективности адаптивного алгоритма подавления нефлуктуационных помех на основе анализа огибающей спектра, который позволяет выделять огибающую спектра помехи, что обеспечивает формирование амплитудно-частотной характеристики режекторного фильтра в реальном времени. В ходе исследования реализованы и протестированы методы обработки для 3 типов нефлуктуационных помех: гармонической, частотно-манипулированной (ЧМ) и фазоманипулированной (ФМ). В качестве полезного сигнала использован сигнал с квадратурной амплитудной модуляцией. Экспериментальные результаты демонстрируют хорошую эффективность предложенного метода, Разработанный адаптивный режекторный фильтр на основе анализа огибающей спектра обладает высокой эффективностью при борьбе с гармонической помехой: энергетический выигрыш в зависимости от относительной интенсивности помехи может составлять до 8–9 дБ. При увеличении количества помех эффективность фильтра сохраняется, хотя и несколько снижается. Алгоритм при определенных условиях работоспособен в условиях воздействия узкополосных ЧМ- и ФМ-помех.Выводы. Предложенный адаптивный алгоритм подавления нефлуктуационных помех на основе анализа огибающей спектра наиболее эффективен при наличии в канале связи гармонических помех и менее эффективен при наличии более широкополосных помех. Работа имеет практическую значимость для систем цифровой связи, где требуется высокая помехоустойчивость в условиях сложной электромагнитной обстановки.
Objectives. The rapid advancement of wireless technologies, including IoT and 5G/6G, is accompanied by an increase in the overall level of electromagnetic interference. This sets engineers the task of developing effective methods to suppress such interference, including especially challenging non-fluctuating interference of various kinds. The study aims to implement and analyze the effectiveness of a non-fluctuation interference rejection method using an adaptive filter based on spectrum envelope analysis.Methods. Mathematical modeling, spectral analysis, and adaptive filtering methods are used in the work. The described approach is based on spectrum envelope extraction for identification and subsequent suppression of nonfluctuation interference.Results. The effectiveness of an adaptive algorithm for suppressing non-fluctuation interference based on the analysis of the spectrum envelope has been demonstrate. This algorithm can be used as a means for isolating the envelope of the interference spectrum to enable the formation of the amplitude-frequency response of the notch filter in real time. Processing methods for three types of non-fluctuation interference were implemented and tested: harmonic, frequency-shift keying (FSK), and phase-shift keying (PSK). A signal with quadrature amplitude modulation forms a useful signal for the purposes of the study. The experimental results demonstrate the good efficiency of the proposed method. The developed adaptive notch filter based on spectrum envelope analysis is highly effective in combating harmonic interference to achieve energy gains of 8–9 dB depending on the relative intensity of interference. Notably, even as interference intensifies, the filter effectiveness persists, albeit with a slight reduction. The algorithm functions effectively under exposure to narrowband FSK and PSK interference.Conclusions. The proposed adaptive algorithm for suppressing fluctuation interference based on spectrum envelope analysis is optimally effective in the presence of harmonic interference within the communication channel, but less effective in the presence of more broadband interference. The study is of practical importance for digital communication systems, where high noise immunity is required in a complex electromagnetic environment.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.