Д.Д. Привалов1, Д.П. Седунов2

1 Омский научный центр СО РАН (Институт радиофизики и физической электроники) (г. Омск, Россия)

2 Омский научно-исследовательский институт приборостроения (г. Омск, Россия)

Постановка проблемы. В настоящее время постоянное повышение требований к скорости передачи данных обуславливает необходимость совершенствования алгоритмов и способов формирования сигналов, а также передачи и обработки данных. На информационный сигнал негативное влияние оказывают шумы и помехи в канале связи, эффект Доплера и неидеальность используемой радиоаппаратуры. Поэтому для качественного извлечения информации из принятых сигналов в приемном устройстве должно быть выполнено их обнаружение и последующая синхронизация. При этом обеспечение заданной достоверности приема требует определенных вычислительных ресурсов, которые в общем случае ограничены. Следовательно, актуальной задачей является поиск возможностей по упрощению операций цифровой обработки сигналов.

Цель. Исследовать возможность применения алгоритма оценки частоты немодулированной несущей сигнала для его обнаружения.

Результаты. Представлен алгоритм работы энергетического обнаружителя и описан порядок его работы. В качестве алгоритма определения частоты немодулированной несущей сигнала выбран алгоритм Кея. Рассмотрена возможность применения указанного алгоритма для обнаружения сигнала. Проведено моделирование и построены графики оценки частоты с помощью алгоритма Кея во временно́й области для различных отношений сигнал/шум (ОСШ). Приведены S-кривые, характеризующие зависимость среднего значения оценки частоты от самой частоты, и графики зависимости среднеквадратичного отклонения нормированной оценки частоты алгоритма Кея. Рассчитаны вероятности ложного обнаружения сигнала PF и представлены графики зависимости вероятности обнаружения сигнала PD от ОСШ для различных значений PF.

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

Привалов Д.Д., Седунов Д.П. Исследование возможности применения алгоритма оценки частоты немодулированной несущей сигнала для его обнаружения // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 3. С. 92−97. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202303-09

1. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр.: Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильямс». 2003. 1104 с.
2. Голдсмит А. Беспроводные коммуникации. М.: Техносфера. 2011. 904 с.
3. 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.
4. Fuyun Ling. Synchronization in Digital Communication Systems. University Printing House, Cambridge, 2017. 380 p.
5. Franck A. Efficient Algorithms for Arbitrary Sample Rate Conversion with Application to Wave Field Synthesis. PhD thesis. Universitätsverlag Ilmenau. Ilmenau. 2012. 249 p.
6. Борисов В.И. и др. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов методом псевдослучайной перестройки рабочей частоты. М.: Радио и связь. 2000. 384 с.
7. Акимов П.С. и др. Теория обнаружения сигналов / Под ред. П.А. Бакута. М.: Радио и связь. 1984. 440 с.
8. Mengali U., Aldo D’Andrea N. Synchronization techniques for digital receivers. Plenum Press. New York. 1997. 529 p.
9. Kay S.A. A Fast and Accurate Single Frequency Estimator. IEEE Trans. Acoust. Speech Sig. Proc. V. ASSP-37. Dec. 1989. P. 1987–1990.
10. Fitz M.P. Planar Filtered Techniques for Burst Mode Carrier Synchronization. IEEE GLOBECOM 91. Phoenix, AZ. Paper 12.1. Dec. 1991.