Use of Independent Sideband Modulation for Tactical Data Links

Abstract

Tässä insinöörityössä arvioidaan toisistaan riippumattomien sivunauhojen (ISB) modulaation käytettävyyttä langattomassa tiedonsiirrossa. Modulaatio on osana simuloitua HF taajuusalueen taktista datalinkkiä, joka noudattaa MIL-STD-188-110D mukaista 3 kHz kaistanlevyisen aaltomuodon määritteitä.

Työssä verrataan ISB suorituskykyä yhden sivunauhan (SSB) modulaatiota vasten. Arvioinnin perusteina ovat ISB:n kahden sivunauhan lähetystehon menetys ja kasvu tiedonsiirtonopeudessa.

Testissä on toteutettu kaksi HF kanavamittausta sekä radion lähetystehon mittaus aaltomuodolla. Kanavamittaukset ovat toteutettu oikeissa olosuhteissa pohjoisen geomagneettisilla leveysasteilla, joista ensimmäinen marraskuussa ja toinen helmikuussa.

Kahdella toisistaan eriävällä radiokelillä tehdystä mittauksesta voidaan muodostaa riittävä arvio ailahtelevasta radiotaajuusalueesta ja eri ISB aaltomuotojen käytettävyydestä.

Työssä kuvataan HF taajuusalueen signaaliin vaikuttavia ilmiöitä pinta- ja avaruusaallossa. Tällä selkeytetään monimuotoisia haittaavia vaikutuksia ja yllättäviä sekä nopeita muutoksia, mitä HF taajuusalueella ilmenee.

The thesis evaluates the usability of independent sideband (ISB) modulation in wireless communication. The modulation is examined as part of a simulated HF frequency band tactical data link system, adhering to the specifications of the 3 kHz bandwidth waveform defined in MIL-STD-188-110D.

The performance of ISB is compared against single sideband (SSB) modulation with the same defined parameters from MIL-STD-188-110D. Evaluation criteria include the power loss and the increased throughput from two independent sidebands.

Two channel performance tests were conducted, and radio power output was measured with the waveform. The channel tests were performed under real-life conditions at northern geomagnetic latitudes, with the first test in November and the second test in February.

Tests were performed in varying wireless channel conditions to provide sufficient data for the erratic HF band. With these results, the usability of ISB waveforms can be compared to SSB waveforms.

The thesis describes multiple phenomena affecting signals in the HF frequency band in both ground wave and skywave propagation. This provides insight into the complex detrimental effects and unexpected, often rapid changes in the HF frequency band.