Д.Д. Привалов1

1 Омский научный центр СО РАН (Институт радиофизики и физической электроники)

Постановка проблемы. Частота дискретизации при заданной скорости передачи данных обусловливает требование к быстродействию цифровых сигнальных процессоров. В связи с этим необходимо стремиться к ее снижению при разработке радиоэлектронных устройств, особенно портативных. Однако это может привести к увеличению коэффициента битовых ошибок при детектировании радиосигнала с гауссовской модуляцией с минимальным частотным сдвигом (ГММС). Поэтому важно определить ухудшение его детектирования при снижении частоты дискретизации и выработать практические рекомендации для обеспечения заданного качества связи. 

Цель. Провести анализ влияния частоты дискретизации и интерполяции на коэффициент битовых ошибок ГММС-сигнала. 

Результаты. Рассмотрено некогерентное детектирование ГММС-сигнала в канале с аддитивным белым гауссовским шумом. Учтено влияние погрешности тактовой синхронизации. Получены численные результаты, характеризующие увеличение коэффициента битовой ошибки при уменьшении частоты дискретизации сигнала. Показано, что при использовании кубического интерполятора Фарроу значительного ухудшения вероятности битовой ошибки не происходит. Установлено минимальное число отчетов на символ, при котором коэффициент битовых ошибок близок к теоретическим значениям при отсутствии ошибок синхронизации.

Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы при разработке систем беспроводной передачи данных.

Привалов Д.Д. Влияние частоты дискретизации и интерполяции на коэффициент битовых ошибок ГММС-сигнала // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 9. С. 108−114. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202109-10

1. Mengali Umberto, D’Andrea Aldo N. Synchronization techniques for digital receivers. Plenum Press, New York. 1997. 529 p.
2. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр. Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильямс». 2003. 1104 с.
3. Голдсмит А. Беспроводные коммуникации. М.: Техносфера. 2011. 904 с.
4. Su Y., Zhao J., Wang Z., Xu W., Sun G. Low Complexity Method for Recovering Continuous Phase Modulation Signals with Low Signal-to-noise Ratios // Journal of Communications Technology and Electronics, 2020. V. 65. № 7. P. 843–847. DOI: 10.1134/S1064226920070128.
5. Chin-long Wey, Shin-Yo Lin, Tsung-Han Tsai, Muh-Tian Shiue. Efficient Implementation of Interpolation Technique for Symbol Timing Recovery // Processings of the 2007 WSEAS International Conference on Computer Engineering and Applications. Gold Coast, Australia. January 17−19. 2007. P. 13–17.
6. Fuyun Ling. Synchronization in Digital Communication Systems. University Printing House, Cambridge. 2017. 380 p.
7. Gardner F. Interpolation in Digital Modems – Part I: Fundamentals // IEEE Transactions on Communications. March 1993. V. 41. № 3. P. 501–507.
8. Erup L., Gardner F. Interpolation in Digital Modems. Part II: Implementation and Performance // IEEE Transactions on Communications. June 1993. V. 41. № 6. P. 998–1008.
9. D’Andrea Aldo N., Mengali Umberto, Morelli M. Symbol Timing Estimation with CPM Modulation // IEEE Transactions on Communications. 1996. V. 44. № 10. P. 1362–1372. DOI: 10.1109/26.539778.
10. Дереча Е.В., Привалов Д.Д. Исследование алгоритма тактовой синхронизации ГММС-сигнала // Техника радиосвязи. 2019. Вып. 1(40). С. 46–52. DOI: 10.33286/2075-8693-2019-40-46-52.
11. Muhammad Azam, Ezaz Akram, Dr. Jamil Ahmad, Dr. Ismail Shah. An improved, Non-Data Aided Symbol Timing Recovery for GMSK Modulated Signals // Proceeding IEEE INMIC. 2003. P. 107 – 111. DOI: 10.1109/INMIC.2003.1416661
12. Luise M., Reggiannini R. Carrier Frequency Recovery in All-Digital Modems for Burst-Mode Transmissions // IEEE Transactions on Communications. Feb/March/April 1995. Vol. 43. P. 1169–1178. DOI: 10.1109 / 26.380149.
13. Morelli M., Mengali U. Carrier-Frequency Estimation for Transmissions over Selective Channels // IEEE Transactions on Communications. September 2000. Vol. 48. No 9. P. 1580–1589. DOI: 10.1109/26.870025
14. Derecha E.V., Privalov D.D. Analysis of the joint functioning of the timing and phase synchronization algorithms of the GMSKsignal // 2020 Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines (Dynamics): Conference Paper. Publisher: IEEE. 2020. P. 1–4. DOI: 10.1109/Dynamics50954.2020.9306155
15. Franck A. Efficient Algorithms for Arbitrary Sample Rate Conversion with Application to Wave Field Synthesis // PhD thesis. Universitätsverlag Ilmenau, Ilmenau. 2012. 249 p.
16. Santosh Shah, V. Sinha. GMSK Demodulator Using Costas Loop for Software-Defined Radio // International Conference on Advanced Computer Control. Publisher: IEEE. 2008. P. 757−761. DOI: 10.1109/ICACC.2009.81