Time synchronization for TDMA-based data-transmission radio systems in conditions of multipath fading

Abstract

Рассматривается задача тактовой синхронизации абонентов мобильных сетей передачи данных, работающих в режиме разделения времени при больших скоростях перемещения объектов, наличии мешающих отражений от подстилающей поверхности и необходимости передачи данных каждым абонентом в широковещательном режиме. Примером таких сетей может быть подсистема обмена данными между летательными аппаратами в радиотехнических системах ближней навигации. Наличие мешающих отражений и доплеровского сдвига рабочих частот, априорная неопределенность их параметров, параметров фоновой составляющей и начальной фазы принимаемого сигнала делают невозможным использование когерентных методов приема и приводят к значительному ухудшению характеристик приема синхросигнала при использовании традиционных некогерентных алгоритмов обработки сигналов. Предлагается формат синхронизирующего сигнала и алгоритм обработки при его приеме, обеспечивающие устойчивость синхронизации мобильных абонентов авиационных радиосистем. Алгоритм реализован в частотной области, что позволяет использовать процедуру быстрого преобразования Фурье для уменьшения вычислительных затрат и реализации необходимого числа корреляторов. Оценка эффективности предложенного алгоритма синхронизации проведена методом имитационного моделирования в среде LabView. Предлагаемые формат синхронизирующего сигнала с прямым расширением спектра и алгоритм его обработки позволяют примерно на порядок увеличить скорость передачи данных между подвижными объектами по сравнению с применяемыми в настоящее время в авиации радиотехническими системами.