И.В. Рябов¹, М.С. Токарь²

1 Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола, Россия)

2 Приднестровский государственный университет им. Т.Г. Шевченко (г. Тирасполь, Приднестровская Республика)

Постановка проблемы. Для реализации дифференциальных пространственно-временных блоковых кодов на сегодняшний день отсутствуют алгоритмы кадровой синхронизации, позволяющие эффективно использовать радиочастотный спектр и имеющие низкую вычислительную сложность. Существующие алгоритмы кадровой синхронизации, использующие пилотсигналы (затраты частотно-временного ресурса), или «слепые» алгоритмы имеют сравнительно высокую вычислительную сложность и малую энергетическую эффективность. 

Цель. Разработать алгоритм кадровой синхронизации для демодуляции сигналов дифференциального пространственновременного блокового кодирования при применении технологии MIMO, позволяющий обеспечить малое время вхождение в синхронизм, эффективное использование частотно-временного ресурса, высокую энергетическую эффективность и низкую вычислительную сложность.

Результаты. Предложен алгоритм «слепой» кадровой синхронизации для метода ДПВБК [1], который является первым рассмотрением «слепой» кадровой синхронизации для дифференциальных ортогональных систем STBC. Результаты проведенного моделирования подтверждают его способность к установлению кадровой синхронизации при условии низкого отношения сигнал/шум в системе и отсутствия необходимости знания о состоянии канала связи. Установлено, что разработанный алгоритм кадровой синхронизации является более помехоустойчивым, чем метод ДПВБК. 

Практическая значимость. Применение разработанного алгоритма «слепой» кадровой синхронизации в системах радиосвязи с дифференциальным пространственно-временным блоковым кодированием обеспечивает работу в условиях низких отношений сигнал/шум в системе, низкое энергопотребление мобильных устройств и снижение стоимости изготовления приемников.

Рябов И.В., Токарь М.С. Слепая кадровая синхронизация в системе передачи с дифференциальным пространственно-временным блоковым кодированием // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 4. С. 99−107. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202104-11

1. Токарь М.С. Дифференциальный метод блокового кодирования для применения в системах MIMO // Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов. 2018. № 1. С. 147−159.
2. Meyr H., Moeneclaey M., Fechtel S. Digital communication receivers, synchronization, channel estimation, and signal processing. John Wiley & Sons, Inc. 1998. 827 p.
3. Rohde U., Whitaker J., Zahnd H. Communications Receivers: Principles and Design, Fourth Edition, 4th Ed.: McGraw-Hill Education. 2017. 941 p.
4. Фомин А.И. Синхронизация цифровых радиосистем передачи информации. М.: САЙНС-ПРЕСС. 2008. 80с.
5. Blahut R.E. Modem Theory: An Introduction to Telecommunications. Cambridge University Press. 2010. 515 p.
6. Nasir A.A., Durrani S., Mehrpouyan H., Blostein S.D., Kennedy R.A. Timing and carrier synchronization in wireless communication systems: a survey and classification of research in the last 5 years // EURASIP J. Wireless Comm. and Networking. 2016. V. 2016. № 1. P. 180−218.
7. Mahmood A., Ashraf M.I., Gidlund M., Torsner J., Sachs J. Time Synchronization in 5G Wireless Edge: Requirements and Solutions for Critical-MTC // IEEE Comm. Magazine. 2019. V. 57. № 12. Р. 45−51.
8. Волков Л.Н., Немировский М.С., Шинаков Ю.С. Системы цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики: Учеб. пособие. М.: Эко-Трендз. 2005. 392 с.
9. Marey M., Dobre O., Inkol R. A Novel Blind Block Timing and Frequency Synchronization Algorithm for Alamouti STBC // IEEE Comm. Letters. 2013. V. 17. № 3. P. 569−572.
10. Marey M., Dobre O., Liao B. Second-Order Statistics-Based Blind Synchronization Algorithm for Two Receive-Antenna Orthogonal STBC Systems // IEEE Comm. Letters. 2014. V. 18. № 7. P. 1115−1118.