АДАПТИВНАЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ В СИСТЕМАХ СКРЫТОЙ ШИРОКОПОЛОСНОЙ СВЯЗИ

Предмет исследования.Разработан метод адаптивной синхронизации в приемных устройствах систем широкополосной связи скрытого обмена сообщениями, повышающий эффективность использования вычислительной мощности приемного устройства. Актуальность исследования обусловлена потребностями более эффективного использования вычислительных ресурсов в приемных модулях широкополосной цифровой связи и радиолокации. Метод. Предлагаемое решение является развитием применяемого в настоящее время метода последовательной синхронизации, состоящего из этапов предварительной (грубой) и последующей (точной) синхронизации. Сущность предлагаемого решения состоит в вычислении корреляционной функции только в области (окне) вблизи ожидаемого центрального пика. Движение окна вдоль принятой последовательности символов позволяет отыскать фактическое положение пика и произвести синхронизацию. Снижение вычислительных затрат достигается за счет уменьшения объема обрабатываемой информации. Адаптивность метода достигается точной подстройкой синхронизации в течение всего сеанса связи. Предлагаемое решение актуально для мобильных систем связи и радиолокации в условиях многолучевого распространения радиосигнала. Основные результаты. Моделирование системы синхронизации выполнено в среде Simulink(MATLAB). В качестве примера для синхронизации использован сигнал, сформированный на основе комплекснозначной матрицы с особой формой автокорреляционной функции размером 3×4.Модельные исследования показали, что разработанный метод позволяет осуществлять синхронизацию приемопередающей системы, не выходя из режима скрытой (подшумовой) передачи сообщений. Показано, что применение разработанного метода адаптивной синхронизации позволяет существенно снизить необходимую для синхронизации вычислительную мощность приемного устройства. Количество операций, которое затрачивается при вычислении корреляционной функции, уменьшилось в  раз по сравнению с методом вычисления во времени во всем диапазоне отсчетов и в  раз относительно алгоритма вычисления корреляционной функции с использованием быстрого преобразования Фурье.Практическая значимость.Результаты работы могут найти применение при проектировании приемных модулей широкополосной цифровой связи и радиолокации.

1. Гришенцев А.Ю., Коробейников А.Г. Алгоритм поиска, некоторые свойства и применение матриц с комплексными значениями элементов для стеганографии и синтеза широкополосных сигналов // Журнал радиоэлектроники. 2016. № 5. С. 9.
2. Гришенцев А.Ю., Коробейников А.Г. Понижение размерности пространства при корреляции и свертке цифровых сигналов // Известия вузов. Приборостроение. 2016. Т. 59. № 3. С. 211–218. doi: 10.17586/0021-3454-2016-59-3-211-218
3. Гришенцев А.Ю., Коробейников А.Г., Величко Е.Н., Непомнящая Э.К., Розов С.В. Синтез бинарных матриц для формирования сигналов широкополосной связи // Радиотехника. 2015. № 9. С. 51–58.
4. Johnson H.W., Graham M. Speed Signal Propagation: Advanced Black Magic. Prentice Hall, 2003. 800 p.
5. Ipatov V.P. Spread Spectrum and CDMA. Principles and Applications. Wiley, 2004. 396 p.
6. Simon M., Omura J.K., Scholtz R.A., Levitt B.K. Spread Spectrum Communications Handbook. NY: McGraw-Hill, 1994. 1248 p.
7. Гришенцев А.Ю. О методе разделения во времени автокорреляционных гармонических составляющих широкополосных сигналов // Журнал радиоэлектроники. 2016. № 9. С. 2.
8. Гришенцев А.Ю., Коробейников А.Г. Постановка задачи оптимизации распределённых вычислительных систем // Программные системы и вычислительные методы. 2013. № 4. С. 370–375. doi: 10.7256/2305-6061.2013.4.10548
9. Голдсмит А. Беспроводные коммуникации. М.: Техносфера, 2011. 904 с.
10. Christiansen D., Jurgen R.K., Fink D.G. Electronics Engeneers’ Handbook. 4th ed. McGraw-Hill, 1996. 2400 p.
11. Солонина А.И. Цифровая обработка сигналов. Моделирование в Simulink. СПб.: БХВ-Петербург, 2012. 432 с.
12. Lee W.C.Y. Mobile Communications Engineering: Theory and Applications. 2nd ed. NY: McGraw-Hill, 1998. 550 p.
13. Ипатов В.П. Широкополосные системы и кодовое разделение сигналов. Принципы и приложения. М.: Техносфера, 2007. 487 с.
14. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для вузов. 4-е изд. М.: Радио и связь, 1986. 512 с.
15. Смит С. Цифровая обработка сигналов. Практическое руководство для инженеров и научных сотрудников. М.: Додэка-XXI, 2012. 720 с.
16. Oppenheim A.V., Shchafer R.W. Digital Signal Processing. 2nd ed. Pearson, 1999. 856 p.
17. Дятлов А.П., Кульбикаян Б.Х. Корреляционная обработка широкополосных сигналов в автоматизированных комплексах радиомониторинга. М.: Горячая линия–Телеком, 2013. 332 с.
18. Velichko E., Grishentsev A., Korikov C., Korobeynikov A. On interoperability in distributed geoinformational systems // Lecture Notes in Computer Science. 2015. V. 9247. P. 496–504. doi: 10.1007/978-3-319-23126-6_43
19. Freeman R.L. Radio System Design for Telecommunications. 3rd ed. Wiley-Interscience, 2007. 880 p.
 

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License