tuzsutТруды учебных заведений связиProceedings of Telecommunication Universities1813-324X2712-8830СПбГУТ10.31854/1813-324X-2023-9-1-35-40tuzsut-437Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА, ФОТОНИКА, ПРИБОРОСТРОЕНИЕ И СВЯЗЬELECTRONICS, PHOTONICS, INSTRUMENTATION AND COMMUNICATIONSРеализация алгоритма начальной синхронизации демодулятора сигналов с прямым расширением спектра на основе быстрого преобразования Фурье. Часть 2. Оценивание несущей частотыDirect Sequence Spread Spectrum Signal’s Demodulator Acquisition Implementation Based on Fast Fourier Transform. Part 2. Carrier Frequency Estimationhttps://orcid.org/0000-0002-6742-2705БрусинЕ. А.BrusinE.

кандидат технических наук, руководитель проектного направления АО «Российский институт радионавигации и времени», доцент кафедры электроники и схемотехники Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

St. Petersburg, Russian Federation

brusin.ea@sut.ruАО «Российский институт радионавигации и времени»; Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. М.А. Бонч-БруевичаРоссияRussian Institute of Radionavigation and Time; The Bonch-Bruevich Saint-Petersburg State University of TelecommunicationsRussian Federation202309032023913540Copyright © Брусин Е.А., 20232023Брусин Е.А.Brusin E.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tuzs.sut.ru/jour/article/view/437

Сигналы с прямым расширением спектра широко распространены в современных системах связи и навигации. Зачастую для каналов связи, в которых используются такие сигналы, характерны значительные по отношению к информационным скоростям принимаемых сигналов изменения несущей частоты. В частности, для каналов связи с существенным доплеровским смещением. Поэтому оценивание несущей частоты играет ключевую роль при решении задачи начальной синхронизации демодуляторов сигналов с прямым расширением спектра. В первой части статьи были представлены основные подходы к решению задачи начальной синхронизации. В данной части работы предложен алгоритм оценивания несущей частоты, основанный на анализе сечения функции неопределенности принимаемого сигнала в плоскости задержки. Оценивание несущей частоты осуществляется на основе быстрого преобразования Фурье с использованием итеративной процедуры дихотомического поиска. Приведены результаты анализа его эффективности; дисперсии оценок, полученные при реализации предложенного алгоритма оценивания, сопоставляются с границей Крамера ‒ Рао.

Signals with direct spread spectrum are widespread in modern communication and navigation systems. Often for communication channels in which such signals are used, significant changes in the carrier frequency in relation to the information speeds of the received signals are characteristic. In particular, for communication channels with significant Doppler shift. Therefore, estimation of the carrier frequency plays a key role in solving the problem of initial synchronization of demodulators of signals with direct spectral broadening. In the first part of the paper, the main approaches to solving the initial synchronization problem were presented. In this part of the paper an algorithm for estimating the carrier frequency based on the analysis of the received signal uncertainty function cross section in the delay plane was proposed. The carrier frequency estimation is based on the fast Fourier transform using an iterative dichotomous search procedure. The results of its efficiency analysis are presented; the variance of the estimates obtained in the implementation of the proposed estimation algorithm are compared with the Cramer-Rao boundary.

прямое расширение спектраоценивание несущей частотыбыстрое преобразование Фурьедихотомический поискграница Крамера ‒ Раоdirect sequence spread spectrum signalsfrequency estimationFast Fourier Transformdichotomous searchCramer-Rao boundReferencesБрусин Е.А. Реализация алгоритма начальной синхронизации демодулятора сигналов с прямым расширением спектра на основе быстрого преобразования Фурье. Часть 1. Постановка задачи и подход к решению // Труды учебных заведений связи. 2022. Т. 8. № 4. С. 21‒27. DOI:10.31854/1813-324X-2022-8-4-21-27Brusin E. Direct Sequence Spread Spectrum Signal’s Demodulator Acquisition Implementation Based on Fast Fourier Transform. Part 1. Problem Statement and Solution Approach. Proc. of Telecom. Universities. 2022;8(4):21‒27. (in Russ.) DOI:10.31854/1813-324X-2022-8-4-21-27Перова А.И., Харрисова В.Н. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования. М.: Радиотехника, 2010. 800 с.Perova A.I., Harrisova V.N. GLONASS. Principles of Construction and Functioning. Moscow: Radiotekhnika Publ.; 2010. 800 p. (in Rus.)COM-1418 DIRECT SEQUENCE SPREAD-SPECTRUM DEMODULATOR 22 Mchip/s. URL: https://www.comblock.com/download/com1418.pdf (дата обращения 23.01.2023)COM-1418 DIRECT SEQUENCE SPREAD-SPECTRUM DEMODULATOR 22 Mchip/s. URL: https://www.comblock.com/download/com1418.pdf [Accessed 23rd January 2023]DeLeon P.L., Scaife B.J. Spread-Spectrum Carrier Estimation with Unknown Doppler Shift. 1993. URL: https://ntrs.nasa.gov/citations/20000014441 (дата обращения 23.01.2023)DeLeon P.L., Scaife B.J. Spread-Spectrum Carrier Estimation with Unknown Doppler Shift. 1993. URL: https://ntrs.nasa.gov/citations/20000014441 [Accessed 23rd January 2023]Ipatov V.P. Spread Spectrum and CDMA: Principles and Applications. John Wiley & Sons Ltd., 2005.Ipatov V.P. Spread Spectrum and CDMA: Principles and Applications. John Wiley & Sons Ltd.; 2005.Rife D., Boorstin R. Single tone Parameter Estimation From Discrete-Time Observations // IEEE Transactions on Information Theory. 1974. Vol. 20. Iss. 5. PP. 591‒598. DOI:10.1109/TIT.1974.1055282Rife D., Boorstin R. Single tone Parameter Estimation From Discrete-Time Observations. IEEE Transactions on Information Theory. 1974;20(5):591‒598. DOI:10.1109/TIT.1974.1055282Zakharov Y.V., Tozer T.C. Frequency estimator with dichotomous search of periodogram peak // Electronics Letters. 1999. Vol. 35. Iss. 19. PP. 1608‒1609.Zakharov Y.V., Tozer T.C. Frequency estimator with dichotomous search of periodogram peak. Electronics Letters. 1999;35(19):1608‒1609.

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