Розробка сліпої кадрової синхронізації для системи передачі з диференціальним просторово-часовим блоковим кодуванням

Автор(и)

  • Mikhail Tokar Одеська Національна академія зв'язку ім. А. С. Попова, вул. Кузнечна, 1, м. Одеса, Україна, 65029 Придністровський державний університет ім. Т. Г. Шевченко, вул. 25 Жовтня, 128, м. Тирасполь, Молдова, 3300, Україна https://orcid.org/0000-0002-1063-7940

DOI:

https://doi.org/10.15587/2312-8372.2020.196277

Ключові слова:

система MIMO, кадрова синхронізація, пілот-сигнал, частотно-часовий ресурс, сліпий метод обробки сигналів, просторово-часова надмірність сигналу

Анотація

Об'єктом дослідження даної роботи є методи і алгоритми кадрової синхронізації, використовувані в системах багатоантенного радіозв'язку (Multiple Input Multiple Output – MIMO). Реалізація систем радіозв'язку і, зокрема MIMO, має на увазі забезпечення в демодуляторі синхронізації по фазі опорної несучої і за часом процесів обробки сигналів. Синхронізація за часом розділяється на символьну і кадрову синхронізації. Що стосується синхронізації опорної несучої і символьної синхронізації, то ці види синхронізації забезпечуються традиційними методами і в даній роботі не розглядаються. Кадрова синхронізація в переважній більшості випадків забезпечується застосуванням пілот-сигналів (синхрослів). За своєю суттю вони є маркерами і періодично вбудовуються в потік даних для позначення початку чергового нового блоку даних. Ресурси системи передачі, що витрачаються на передачу пілот-сигналів, не задіюються для передачі інформації користувача, через що погіршується ефективність використання частотно-тимчасового ресурсу системи. У більш меншому обсязі існують так звані «сліпі» методи обробки сигналів, що грунтуються на властивостях надмірності переданого сигналу. Ці методи не мають недоліків від застосування пілот-сигналів і поділяються на методи оцінки стану каналу зв'язку, ідентифікації сигналів і синхронізації. Виходячи з цього, такі методи представляють практичний інтерес.

У даній роботі пропонується спосіб кадрової синхронізації для демодуляції сигналів диференціального просторово-часового блокового кодування при застосуванні технології MIMO. Алгоритм синхронізації не вимагає використання преамбул і синхрослів, що забезпечує ефективне використання частотно-тимчасового ресурсу. Аналіз структури алгоритму і результати моделювання показують його працездатність при низьких відносинах сигнал/шум в системі передачі. Алгоритм не вимагає знань про стан каналу зв'язку, має малу обчислювальну складність, в порівнянні з існуючими аналогами, і допускає реалізацію при різному числі передавальних і приймальних антен.

Біографія автора

Mikhail Tokar, Одеська Національна академія зв'язку ім. А. С. Попова, вул. Кузнечна, 1, м. Одеса, Україна, 65029 Придністровський державний університет ім. Т. Г. Шевченко, вул. 25 Жовтня, 128, м. Тирасполь, Молдова, 3300

Аспірант

Кафедра теорії електричного зв'язку

Старший викладач

Кафедра квантової радіофізики і систем зв'язку

Посилання

  1. Tokar, M. S. (2018). Differencialnii metod blokovogo kodirovaniia dlia primeneniia v sistemakh MIMO. Sistemy sinkhronizacii, formirovaniia i obrabotki signalov, 1, 147–159.
  2. Meyr, H., Moeneclaey, M., Fechtel, S. (1998). Digital communication receivers, synchronization, channel estimation, and signal processing. John Wiley & Sons, Inc., 827. doi: http://doi.org/10.1002/0471200573
  3. Rohde, U., Whitaker, J., Zahnd, H. (2017). Communications Receivers: Principles and Design. McGraw-Hill Education, 941.
  4. Fomin, A. I. (2008). Sinkhronizaciia cifrovykh radiosistem peredachi informacii. Moscow: SAINS-PRESS, 80.
  5. Blahut, R. E. (2010). Modem Theory: An Introduction to Telecommunications. Cambridge University Press, 515. doi: http://doi.org/10.1017/cbo9780511811401
  6. Nasir, A. A., Durrani, S., Mehrpouyan, H., Blostein, S. D., Kennedy, R. A. (2016). Timing and carrier synchronization in wireless communication systems: a survey and classification of research in the last 5 years. EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, 2016 (1), 180–218. doi: http://doi.org/10.1186/s13638-016-0670-9
  7. Mahmood, A., Ashraf, M. I., Gidlund, M., Torsner, J., Sachs, J. (2019). Time Synchronization in 5G Wireless Edge: Requirements and Solutions for Critical-MTC. IEEE Communications Magazine, 57 (12), 45–51. doi: http://doi.org/10.1109/mcom.001.1900379
  8. Volkov, L. N., Nemirovskii, M. S., Shinakov, Iu. S. (2005). Sistemy cifrovoi radiosviazi: bazovye metody i kharakteristiki. Moscow: Eko-Trendz, 392.
  9. Marey, M., Dobre, O. A., Inkol, R. (2013). A Novel Blind Block Timing and Frequency Synchronization Algorithm for Alamouti STBC. IEEE Communications Letters, 17 (3), 569–572. doi: http://doi.org/10.1109/lcomm.2013.13.122518
  10. Marey, M., Dobre, O. A., Liao, B. (2014). Second-Order Statistics-Based Blind Synchronization Algorithm for Two Receive-Antenna Orthogonal STBC Systems. IEEE Communications Letters, 18 (7), 1115–1118. doi: http://doi.org/10.1109/lcomm.2014.2323245

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-12-24

Як цитувати

Tokar, M. (2019). Розробка сліпої кадрової синхронізації для системи передачі з диференціальним просторово-часовим блоковим кодуванням. Technology Audit and Production Reserves, 1(2(51), 30–34. https://doi.org/10.15587/2312-8372.2020.196277

Номер

Том 1 № 2(51) (2020): Інформаційно-керуючі системи

Розділ

Системи та процеси керування: Оригінальне дослідження

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Tokar Mikhail

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.