tuzsutТруды учебных заведений связиProceedings of Telecommunication Universities1813-324X2712-8830СПбГУТ10.31854/1813-324X-2021-7-3-8-14tuzsut-172Research ArticleКОМПЬЮТЕРНЫЕ НАУКИ И ИНФОРМАТИКАCOMPUTER SCIENCE AND INFORMATICSАлгоритм оценки несущей частоты сигнала по распределенной синхрокомбинации, оптимальный по критерию минимума среднеквадратической ошибкиAlgorithm for Estimation of Signal Carrier Frequency by Distributed Sync Combination, Optimal According to the Criterion of the Minimum Mean Square Errorhttps://orcid.org/0000-0001-6680-7550ДворниковС. В.DvornikovS.

Дворников Сергей Викторович, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры радиотехнических и опто-электронных комплексов; профессор кафедры радиосвязи

Санкт-Петербург, 190000; Санкт-Петербург, 194064

St. Petersburg, 190000; St. Petersburg, 194064

practicdsv@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7722-020XЯкушенкоС. А.YakushenkoS.

Якушенко Сергей Алексеевич, кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник научно-исследовательского центра

Санкт-Петербург, 194064

St. Petersburg, 194064

was16@mail.ruСатдиновА. И.SatdinovA.

Сатдинов Айрат Иршатович, кандидат технических наук, доцент кафедры систем многоканальной и спутниковой связи

Санкт-Петербург, 194064

St. Petersburg, 194064

satdinov_a_i@yandex.ruЖуравлёвД. А.ZhuravlevD.

Журавлёв Дмитрий Анатольевич, кандидат технических наук, доцент кафедры систем многоканальной и спутниковой связи

Санкт-Петербург, 194064

St. Petersburg, 194064

vuravlev_d_a@yandex.ruСанкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения; Военная академия связи им. Маршала Советского Союза С.М. БуденногоРоссияSaint Petersburg State University of Aerospace Instrumentation; Military Academy of CommunicationsRussian FederationВоенная академия связи им. Маршала Советского Союза С.М. БуденногоРоссияMilitary Academy of CommunicationsRussian Federation20210410202173814Copyright © Дворников С.В., Якушенко С.А., Сатдинов А.И., Журавлёв Д.А., 20212021Дворников С.В., Якушенко С.А., Сатдинов А.И., Журавлёв Д.А.Dvornikov S., Yakushenko S., Satdinov A., Zhuravlev D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tuzs.sut.ru/jour/article/view/172

Разработан оптимальный по критерию минимума среднеквадратической ошибки алгоритм точной оценки значения несущей частоты, реализуемый по относительно коротким синхрокомбинациям, распределенным на длительности пакета. Представлены результаты зависимости точности оценки несущей частоты от уровня канальных шумов. Получены аналитические выражения для точной оценки частотных и фазовых ошибок, получаемых на основе достаточно коротких синхрокомбинаций. Демонстрируются результаты имитационного моделирования. Результаты исследований могут использоваться в радиолиниях спутниковой связи с пакетной передачей данных.

An algorithm for accurate estimation of the carrier frequency, which is optimal by the criterion of the min-imum mean square error, is developed which is implemented using relatively short sync combinations distributed over the duration of the packet. The results of the dependence of the accuracy of estimating the carrier frequency on the level of channel noise are presented. Analytical expressions are obtained for an accurate estimate of the frequency and phase errors obtained on the basis of sufficiently short sync combinations. The results of simulation are demon-strated. The research results can be used in satellite radio links with packet data transmission.

радиолиния спутниковой связиоценка несущей частотысинхрокомбинацииалгоритм оптимальной оценкиsatellite radio linkcarrier frequency estimationsync combinationsoptimal estimation algorithmReferencesПрокис Дж. Цифровая связь. Пер. с англ. М.: Радио и связь, 2000. 800 с.Proakis J., Manolakis D. Digital Signal Processing. London: Pearson Education; 2006. 1104 p.Heegard C., Heller J.A., Viterby A.J. A Microprocessor-Based PSK Modem for Packet Transmission Over Satellite Channels // IEEE Transactions on Communications. 1978. Vol. 26. Iss. 5. PP. 552−564. DOI:10.1109/TCOM.1978.1094104Heegard C., Heller J.A., Viterby A.J. A Microprocessor-Based PSK Modem for Packet Transmission Over Satellite Channels.Дворников С.В., Пшеничников А.В., Манаенко С.С., Бурыкин Д.А., Кузнецов Д.А. Теоретические положения повы-шения помехоустойчивости сигнально-кодовых конструкций квадратурных сигналов // Информация и космос. 2015. № 3. С. 13−16.IEEE Transactions on Communications. 1978;26(5):552−564. DOI:10.1109/TCOM.1978.1094104Mengali U., Morelli M. Data-aided frequency estimation for burst digital transmission // IEEE Transactions on Communications. 1997. Vol. 45. Iss. 1. PP. 23–25. DOI:10.1109/26.554282Dvornikov S.V., Pshenichnikov A.V., Manaenko S.S., Burykin D.A., Kuznetsov D.A. Theoretical Provisions for Increasing the Noise Immunity of Signal-Code Structures of Quadrature Signals. Information and Space. 2015;3:13−16. (in Russ.)Якушенко С.А., Малышев А.К. Непараметрический метод оценки помехозащищенности спутниковых радионавигационных приемников в условиях воздействия ретрансляционных помех // Вопросы радиоэлектроники. 2016. № 6. C. 88−92.Mengali U., Morelli M. Data-aided frequency estimation for burst digital transmission. IEEE Transactions on Communica-tions. 1997;45(1):23–25. DOI:10.1109/26.554282Дворников С.В., Кузнецов Д.А., Кожевников Д.А., Пшеничников А.В., Манаенко С.С. Теоретическое обоснование синтеза ансамбля биортогональных сигналов с повышенной помехоустойчивостью // Вопросы радиоэлектроники. Серия: Техника телевидения. 2015. № 5. С. 16−20.Yakushenko S., Malyshev A. A Nonparametric Method of Estimating the Noise Immunity of Satellite Radio-Navigation Receivers in the Conditions of the Relay Noises. Issues Of Radio Electronics. 2016;11:9−13. (in Russ.)Скляр. Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильямс», 2016. 1099 с.Dvornikov S.V., Kuznesov D.A., Kojevnikov D.A., Pshenichnikov A.V., Manaenko S.S. Theoretical Basis of Synthesis Signals Ensemble Biorthogonality With the Enhanced Noise Immunity. Voprosy radioelektroniki. Seriya: Tekhnika televideniya. 2015;5:16−20. (in Russ.)Chuang J.C.-I., Sollenberger N.R. Burst coherent demodulation with combined symbol timing, frequency offset estimation, and diversity selection // IEEE Transactions on Communications. 1991. Vol. 39. Iss. 7. PP. 1157−1164. DOI:10.1109/26.87221Sklar B. Digital Communications: Fundamentals and Applications. Hoboken: Prentice Hall; 2003. 1104 p.Волков Л.Н., Немировский М.С., Шинаков Ю.С. Системы цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики. М.: Эко-Трендз, 2005. 392 с.Chuang J.C.-I., Sollenberger N.R. Burst coherent demodulation with combined symbol timing, frequency offset estimation, and diversity selection. IEEE Transactions on Communications. 1991;39(7):1157−1164. DOI:10.1109/26.87221Lee L.-N., Shenoy A., Eng M.K. Digital Signal Processor-Based Programmable BPSK/QPSK/offset-QPSK Modems // Com-sat Technical Review. 1989. Vol. 19. No. 2. PP. 195–234.Volkov L.N., Nemirovsky M.S., Shinakov Yu. S. Digital Radio Communication Systems: Basic Methods and Characteristics.Cowley W.G. Phase and frequency estimation for PSK packets: bounds and algorithms // IEEE Transactions on Communications. 1996. Vol. 44. Iss. 1. PP. 26−28. DOI:10.1109/26.476092Moscow: Eco-Trends; 2005. 392 p. (in Russ.)Бурлаков С.О., Ершов Г.А., Журавлёв Д.А. Анализ нестационарного режима работы сети спутниковой связи // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2011. № 1. С. 10−15.Lee L.-N., Shenoy A., Eng M.K. Digital Signal Processor-Based Programmable BPSK/QPSK/offset-QPSK Modems. Comsat Technical Review. 1989;19(2):195–234.Сперанский В.С., Абрамов С.В., Клинцов О.И., Шувалов В.М. Особенности аналоговой и цифровой передачи радиосигналов по волокну // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2016. Т. 10. № 9. С. 38−42.Cowley W.G. Phase and frequency estimation for PSK packets: bounds and algorithms. IEEE Transactions on Communi-cations. 1996;44(1):26−28. DOI:10.1109/26.476092Рагимханова Г.С., Агаханов С.А., Амиралиев А.Д., Гаджиагаев Ш.С. Приближение тригонометрических функций с помощью одной цепной дроби с использованием среды программирования // Фундаментальные исследования. 2014. № 11-12. С. 2640−2644.Burlakov S.O., Ershov G.A., Zhuravlev D.A. The Analysis of the Non Stationary Operating Mode Satellite Communication Network. Instruments and Systems: Monitoring, Control, and Diagnostics. 2011;1:10−15. (in Russ.)Куюнджич С. Метод расчета весовых коэффициентов при оценке надежности сложных технических систем с учетом их компенсационных возможностей // Вопросы теории безопасности и устойчивости систем. 2001. № 3. С. 31−39.Speransky V.S., Abramov S.V., Klintsov O.I., Shuvalov V.M. Features of Analog and Digital Transmission of Radio Signals Over Fiber. T-Comm. 2016;10(9):38−42. (in Russ.)Ragimkhanova G.S., Agakhanov S.A., Amiraliev A.D., Gadzhiagaev Sh.S. Approximation of Trigonometric Functions Using One Continued Fraction Using a Programming Environment. Fundamental Research. 2014;11-12:2640−2644. (in Russ.)Ragimkhanova G.S., Agakhanov S.A., Amiraliev A.D., Gadzhiagaev Sh.S. Approximation of Trigonometric Functions Using One Continued Fraction Using a Programming Environment. Fundamental Research. 2014;11-12:2640−2644. (in Russ.)Kuyundzhich S. Method for Calculating Weight Coefficients in Assessing the Reliability of Complex Technical Systems Taking into Account Their Compensation Capabilities. Voprosy teorii bezopasnosti i ustojchivosti sistem. 2001;3:31−39. (in Russ.)Kuyundzhich S. Method for Calculating Weight Coefficients in Assessing the Reliability of Complex Technical Systems Taking into Account Their Compensation Capabilities. Voprosy teorii bezopasnosti i ustojchivosti sistem. 2001;3:31−39. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.