The main task of the receiver in digital communication systems is to provide a minimum bit error when transmitted data is received. Therefore, the quality of digital communication largely depends on the quality of demodulation of signals in general. In addition, in channels with unfavorable conditions of radio receiving, which are characterized by rapid change in signal parameters due to time and frequency Doppler spread, as well as unknown characteristics of the main transmission channel, there are situations where the most modems don’t allow for high-quality receiving of the signal. Thus, increasing the efficiency of demodulation was and remains a relevant task for modern technology of radio receiving and signal processing. The article is devoted to the problem of signal reception with phase manipulation in channels with unfavorable transmission conditions, since in most modern digital communication systems, phase manipulation is the basis of the physical level of transmission. The existing solutions are analyzed and the method of hybrid signal demodulation is considered, which combines the algorithms of feedforward estimation of signal parameters with subsequent synchronization of parameters in feedback schemes. The initial estimates of the carrier frequency offset, phase, and time delay of the signal are calculated according to the known unique insertion and the obtained estimates are used when initializing the feedback circuits for instant entering into tracking mode. A comparative modeling of known traditional methods of demodulation and method of hybrid demodulation is done on an example of a signal with quadrature phase-shift keying (QPSK). Consequently, the obtained results confirm that in the conditions of rapid change of signal parameters the hybrid algorithm provides the minimum value of bit error, depending on SNR, in comparison with traditional methods. The considered synchronization approach can also be used for signals with other types of phase manipulation. Moreover, the proposed hybrid combination of feedback and feedforward algorithms allowed the use of feedback algorithms for signals with packet data transmission.

Головним завданням приймача в системах цифрового зв’язку є забезпечення мінімальної бітової похибки при прийманні переданих даних. Тому від якості демодуляції сигналів залежить у значній мірі якість цифрового зв’язку в цілому. Крім того, в каналах з несприятливими умовами радіоприймання, яким характерна швидка зміна параметрів сигналу внаслідок часового та частотного допплерівського розсіювань, а також є невідомими характеристики основного каналу передавання, виникають ситуації, коли більшість модемів не дозволяють забезпечити якісний прийом сигналу. Отже, підвищення ефективності демодуляції було і залишається актуальним завданням для сучасної техніки радіоприймання та оброблення сигналів. Стаття присвячена проблемі приймання сигналів з фазовою маніпуляцією у каналах із несприятливими умовами передачі, оскільки в більшості сучасних систем цифрового зв’язку фазова маніпуляція є основою фізичного рівня передавання. Проведено аналіз існуючих рішень та розглянуто гібридний метод демодуляції сигналів, який поєднує алгоритми прямого оцінювання параметрів сигналу (feedforward) з подальшою синхронізацією параметрів у схемах зі зворотним зв'язком (feedback алгоритми). Початкова оцінка зміщення носійної частоти, фази та часової затримки сигналу виконується по відомій унікальній вставці і отримані оцінки застосовуються при ініціалізації схем зі зворотним зв’язком для миттєвого входу в режим стеження. Виконано порівнювальне моделювання відомих традиційних методів демодуляції та гібридного методу на прикладі сигналу з квадратурною фазовою маніпуляцією (QPSK). Отримані результати підтверджують, що в умовах швидкої зміни параметрів сигналу гібридний алгоритм забезпечує мінімальне значення бітової похибки в залежності від SNR у порівнянні з традиційними методами. Розглянутий підхід синхронізації також можна використовувати для сигналів з іншими видами фазової маніпуляції. Більше того, запропоноване гібридне поєднання алгоритмів feedback і feedforward дозволило застосовувати алгоритми зі зворотним зв’язком до сигналів з пакетним режимом передавання даних.

Статья посвящена проблеме приема сигналов с фазовой манипуляцией в каналах с неблагоприятными условиями передачи. Проведен анализ существующих решений и рассмотрен гибридный метод демодуляции сигналов, который объединяет алгоритмы прямого оценивания параметров сигнала (feedforward) с последующей синхронизацией параметров в схемах с обратной связью (feedback алгоритмы). Проведено сравнительное моделирование известных традиционных методов демодуляции и гибридного метода на примере сигнала с квадратурной фазовой манипуляцией (QPSK). Полученные результаты подтверждают, что в условиях быстрого изменения параметров сигнала гибридный алгоритм обеспечивает минимальное значение битовой ошибки в зависимости от SNR по сравнению с традиционными методами.