В.Б. Манелис1, Д.В. Шатилов2, А.Б. Токарев3

1-3 АО «ИРКОС» (Москва, Россия)

2,3 ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет» (г. Воронеж, Россия)

1 vbm@ircoc.vrn.ru; 2 shatilovdv@ircoc.vrn.ru; 3 tokarevab@ircoc.vrn.ru

Постановка проблемы. Технология беспроводной передачи данных LoRaWAN относится к числу активно развивающихся технологий удаленного взаимодействия устройств («Интернет вещей»). LoRa-терминалы используют недорогие опорные генераторы, из-за чего могут возникать существенные частотные и тактовые расстройки. Обеспечение высокоточной частотной и тактовой синхронизации является ключевым фактором успешного приема LoRa-сигналов.

Цель. Разработать алгоритм частотно-временно́й и тактовой синхронизации LoRa-сигнала, обеспечивающий высокую точность синхронизации и успешный прием сообщений в условиях низких отношений сигнал/шум, значительных частотных и тактовых расстроек.

Результаты. Представлен помехоустойчивый алгоритм частотно-временно́й и тактовой синхронизации для приема LoRa-сигналов, построенный на основе использования структуры сигнала. Разработанный алгоритм успешно протестирован методом компьютерного моделирования и на реальных сигналах.

Практическая значимость. Предложенный алгоритм синхронизации успешно внедрен в российский портативный анализатор сигналов радиосетей АРСЕНАЛ-И для анализа LoRa-сигналов. Анализатор активно используется операторами сетей и службами радиоконтроля.

Манелис В.Б., Шатилов Д.В., Токарев А.Б. Частотно-временна́я и тактовая синхронизация LoRa-сигналов // Радиотехника. 2025. Т. 89. № 7. С. 47-51. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202507-09

1. TS001-1.0.4. LoRaWAN Link Layer Specification version 1.0.4. LoRa Alliance Technical Committee. 2020. 90 p.
2. TS002-1.1.0. LoRaWAN Backend Interfaces Specification version 1.1.0. LoRa Alliance Technical Committee. 2020. 85 p.
3. ГОСТ Р 71168–2023. Информационные технологии. Интернет вещей. Спецификация LoRaWAN RU. М.: Российский институт стандартизации. 2024. 53 с.
4. Степанов Н. В. Систематизированный обзор особенностей реализации физического уровня протокола LoRa // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2023. Т. 17. № 11. С. 11–26.
5. Леушин А. В. LoRa как новый вид модуляции. Принцип работы, основные параметры, помехоустойчивость // Техника радиосвязи. 2022. Выпуск 2(53). С. 28–42.
6. Savaux V., Delacourt C., Savelli P. On Time-Frequency Synchronization in LoRa System: From Analysis to Near-Optimal Algorithm // TechRxiv. 2021. 11 p.
7. Marquet A., Montavont N. Carrier and Symbol Synchronization for LoRa Receivers // International Conference on Embedded Wireless Systems and Networks. Lyon, France. 2020. Р. 277–282.
8. De Omena Simas J. P. Software-Defined Radio Implementation of a LoRa Detector and Transceiver: dis. ... student. Torino, Politecnico di Torino. 2021. 80 p.
9. Xhonneux M., Afisiadis O., Bol D., Louveaux J. A Low-Complexity LoRa Synchronization Algorithm Robust to Sampling Time Offsets // IEEE Internet of Things Journal. 2021. 14 p.
10. Манелис В. Б., Сергиенко А. И. Высокоточная оценка времени прихода радиосигнала // Известия вузов. Радиоэлектроника. 2008. Т. 51. № 2. С. 64–69.
11. Каюков И. В., Манелис В. Б. Сравнительный анализ различных методов оценки частоты сигнала // Известия вузов. Радиоэлектроника. 2006. Т. 49. № 7. С. 42–56.
12. Каталог ИРКОС 2024. Автоматизированные системы и технические средства радиоконтроля [Электронный ресурс]. 2024. URL: https://www.ircos.ru/zip/cat2024.pdf (дата обращения 01.04.2025).