Інваріантний підхід до зменшення сталих динамічних похибок фазових систем синхронізації в режимі відстежування несучої частоти

DOI: 10.31673/2412-9070.2020.064450

Анотація

Розглянуто системи фазової синхронізації радіотехнічних пристроїв техніки зв'язку. Викладено результати теоретичних досліджень стосовно розробки, аналізу та удосконалення відомих і синтез нових схем синхронізації, що характеризуються високою завадостійкістю, точністю і швидкодією при простоті конструкції. На основі інваріантного підходу запропоновано модель комбінованої системи синхронізації з розімкненим зв’язком, що має низький рівень сталих динамічних похибок завдяки підвищенню порядку астатизму; розв’язано завдання синтезу розімкненого зв'язку в комбінованій системі синхронізації за умови забезпечення інваріантності та підвищення порядку астатизму під час стеження за несучою частотою, що зменшує сталі динамічні похибки системи; запропоновано аналітичні співвідношення та на їх основі методику, яка дає можливість визначити вид і параметри розімкненого зв'язку в комбінованій системі синхронізації за умови забезпечення інваріантності та підвищення порядку астатизму системи до необхідного значення. Завдяки здобутим результатам дійшли таких висновків: уведення в розімкнений канал комбінованої системи синхронізації фізично реалізованих ланок дає змогу синтезувати інваріантні системи з підвищеним порядком астатизму; застосування як розімкнений зв'язок частотного дискримінатора уможливлює підвищення порядку астатизму комбінованої системи синхронізації системи до другого порядку. Розімкнений канал, виконаний у вигляді паралельного (послідовного) ввімкнення двох ланок частотного дискримінатора із запропонованою в роботі передатною функцією, дозволяє підвищити порядок астатизму до третього та вищого порядку та не впливає на стійкість системи.

Ключові слова: синхронізація несучої частоти; комбінована система синхронізації; інваріантність системи синхронізації; синтез розімкненого зв’язку; порядок астатизму.

Список використаної літератури
1. Шахтарин Б. И. Анализ систем синхронизации при наличии помех: 2-е изд., перераб. и доп. Москва: Горячая линия – Телеком, 2016. 360 с.
2. Паршуткин А. В., Маслаков, П. А. Исследование помехоустойчивости современных стандартов спутниковой связи к воздействию нестационарных помех // Труды СПИИРАН. 2017. 4(53). С. 159–177.
3. Бойко Ю. М. Оцінювання якісних показників пристроїв синхронізації сигналів засобів телекомунікацій // Вісник Хмельниц. нац. ун-ту. 2015. № 1. C. 204–213.
4. Глухов А. В. Оптимизация параметров цифровых фильтров высокоскоростного модулятора для PLC-модемов // Вестник Тамбов. гос. техн. ун-та. 2013. Т. 19, № 4. С. 751–756.
5. Lyons R. G. Understanding Digital Signal Processing. Boston: Prentice Hall, 2010. 992 p.
6. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение: 2-е изд. / пер. с англ. Москва: Издательский дом «Вильямс», 2003. 1099 с.
7. Бойко Ю. М. Поліщук А С. Проблеми синхронізації автоколивальних систем під зовнішнім періодичним впливом // Вісник Хмельниц. нац. ун-ту. Технічні науки. 2010. №2. С. 156–162.
8. Бойко Ю. М., Єрьоменко О. І. Аналіз моделей систем синхронізації у цифрових приймачах // Матеріали XIV міжнар. наук.-практ. конф. Одес. нац. академія зв’язку ім. Попова. м. Одеса, 5-10 червня, 2015 р. С. 192–194.
9. Кучер Д. Б., Макогон В. П. Відновлення несучої при когерентній демодуляції сигналу з безперервною фазою засобів зв’язку // Наука і техніка Повітряних Сил Збройних Сил України. 2013. № 2(11). С. 148–149.
10. Kay S., Fast A. Accurate Single Frequency Estimator // IEEE Trans. Acoust. Speech, Signal Processing. 1989. V. 37, No 12. Р. 1987–1990.
11. Тихомиров А. В., Омельянчук Е. В., Семенова А. Ю. Синхронизация в системах с прямым расширением спектра // Инженерный вестник Дона. 2019. №9. С. 31–35.
12. Канатчиков А. А., Куликов Г. В. Исследование возможностей построения системы тактовой синхронизации на базе автокорреляционного демодулятора для приема сигналов с минимальной частотной манипуляцией // Научный вестник МГТУ ГА. 2010. № 152. С. 11–15 (Серия Радиофизика и радиотехника).
13. Scheers B., Le Nir V. A Modified Direct-Sequence Spread Spectrum Modulation Scheme for Burst Transmissions // Military Communications and Information Systems Conference (MCC’2010). Wroclaw, Poland, September 27-28, 2010. Р. 366–3673.
14. Nasir A. A., Durrani S., Kennedy R. A. Particle filters for joint timing and carrier estimation: Improved resampling guidelines and weighted bayesian cramer–rao bounds // IEEE Trans. Commun. 2012. №60(5). Р. 1407–1419.
15. Нагорнюк О. А. Покращення точності оцінювання несучої та символьної частоти сигналів з цифровою модуляцією. Проблеми створення, випробування, застосування та експлуатації складних інформаційних систем: зб. наук. праць ЖВІ НАУ. 2013. Вип. 8. С. 62–70.
16. Пищак І. І. Метод виявлення частот в ефірі радіосигналу // Вісник Нац. ун-ту «Львівська політехніка»: Комп’ютерні системи та мережі. 2012. № 745. С. 164–167.
17. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: в 3-х томах, изд. 4-е, перераб. и доп. / пер. с англ.: Б. Н. Бронина, И. И. Короткевич, А. И. Коротова, М. Н. Микшиса, Л. В. Поспелова, О. А. Соболевой, К. Г. Финогенова, Ю. В. Чечёткина, М. П. Шарапова. Москва: Мир, 1993.
18. Мисриханов М. Ш. Инвариантное управление многомерными системами. Москва: Энерготомиздат, 2003. 236 с.