Аннотация
В данной работе предложен подход до автоматизированного расчета несущей частоты и погрешности тактовой синхронизации радиосигналов с квадратурной амплитудной манипуляцией, имеющих закруглённые формы фазовых созвездий. Подход основан на определении минимума взаимной корреляционной функции символов сигнального созвездия с разделением двухмерного поиска на два одномерных и применением итерационного метода дихотомии. В качестве предварительной оценки несущей частоты при первом одномерном поиске использована центральная частота амплитудно-частотного спектра сигнала, значение которой близко к несущей за счет равномерного распределения энергии в спектре. Второй одномерный поиск оптимального значения несущей частоты реализуется с учетом ошибки тактовой синхронизации, полученной при осуществлении первого поиска. Наличие монотонно убывающих участков целевой функции позволило использовать итерационный метод для поиска ее минимума. При этом каждый одномерный поиск разделен на два этапа: грубое определение значения параметра и точный расчет с использованием метода дихотомии. Исследования показали, что количество операций по расчету целевой функции при применении одномерных поисков и метода дихотомии снижается на несколько порядков в сравнении с обычным методом поиска глобального минимума. Эффективность предложенного подхода оценена с помощью компьютерного моделирования в среде MATLAB. Результаты моделирования дают возможность утверждать, что относительная ошибка определения несущей частоты близка к 10–5 при отношении сигнал шум больше 25 дБ. Причем чем меньше точек в сигнальном созвездии, тем ошибка расчета частоты будет меньше. Программные исследования времени определения параметров сигналов подтвердили проведенные теоретические расчеты.
Ключевые слова: автоматизация, определение параметров, частотная синхронизация, тактовая синхронизация, фазовое созвездие, радиосигнал, частота, ошибка тактовой синхронизации, целевая функция, метод дихотомии
Список литературы
1. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. – М.: Вильямс, 2003. – 1104 с.
2. Сергиенко А.Б. Цифровая связь. – СПб.: ГЭТИ «ЛЕТИ», 2012. – 164 с.
3. MIL-STD-188-110B. Interoperability and performance standards for data modems. – 2000. – 131 р.
4. STANAG 4538. Technical standards for an automatic radio control system for HF communication links. – 2000. – 297 р.
5. Рембовский А.М., Ашихмин А.В., Козьмин В.А. Радиомониторинг: задачи, методы, средства. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Горячая линия–Телеком, 2012. – 640 с.
6. Doyle L. The Essentials of Cognitive Radio. – Cambridge University Press, 2009. – 240 p.
7. Нагорнюк О.А. Алгоритм попереднього оцінювання символьної частоти сигналів з цифровою лінійною модуляцією // Проблеми створення, випробування, застосування та експлуатації складних інформаційних систем: зб. наук. пр. – Житомир: ЖВІ НАУ, 2011. – Вип. 2. – С. 46-56.
8. Kozminchuk B.W., Huang X. Joint Blind Synchronization of M-PSK and M-QAM Signals. – Defence Research Establishment. – Ottawa, Canada, 1996. – 13 p.
9. Dubuc C. Method and system for detecting and classifying the modulation. Patent US № 7428270.
10. Мицель А.А. Методы оптимизации. Ч. 1. – Томск: Том. межвуз. центр дистанц. обучения, 2002. – 192 с.
11. Mikhalov G.A. Parametric estimates by the Monte Carlo method. – Utrecht, Netherlands: VSP, 1999. – 376 p.
