ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2025. №7

УДК: 621.376.9

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДА КОМПЕНСАЦИИ
ЧАСТОТНОГО РАССОГЛАСОВАНИЯ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
УНИКАЛЬНЫХ СЛОВ В СИСТЕМАХ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ 5G И 6G

Р.О. Сальников, И.К. Мешков, А.Р. Гизатулин, А.Х. Султанов,
А.Л. Тимофеев, А.Г. Мешкова

Уфимский университет науки и технологий,
450008, Карла Маркса 12, корпус 6

Статья поступила в редакцию 7 мая 2025 г.

Аннотация. В работе исследуется применение технологии уникальных слов (Unique Word, UW) для оценки и компенсации частотного рассогласования в спутниковых системах связи пятого и шестого поколений. Проведено сравнение различных последовательностей для генерации UW (Фрэнка, Уолша-Адамара, Задова-Чу и фазового псевдошума) в каналах с белым гауссовским шумом и многолучевым распространением. Результаты моделирования показывают, что последовательности Уолша-Адамара и фазового псевдошума обеспечивают снижение среднеквадратической ошибки на 15-20% при оптимальном разнесении 360 кГц, демонстрируя высокую эффективность при значительном доплеровском сдвиге.

Ключевые слова: OFDM, DFT-s-OFDM, 5G NR, 6G, уникальные слова, частотное рассогласование, низкоорбитальные спутники, конвергентные телекоммуникационные системы.

Финансирование: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 24-29-00080, https://rscf.ru/project/24-29-00080/.

Автор для переписки: Сальников Роман Олегович, kosshak17@yandex.ru

Литература

1. Tong W., Zhu P. 6G: The Next Horizon. – 2021.

2. 3rd Generation Partnership Project Technical Specification Group Radio Access Network. Study on channel model for frequencies from 0.5 to 100 GHz // document ETSI TR 138 901 v17.0.0 (2022-04) – 2022.

3. Chen X., Li A., Gao G., Al Amin A., Shieh W. Unique-word DFT-Spread OFDM for Ultra-high Speed Optical Transmission //Opto-Electronics and Communications Conference. – 2012. https://doi.org/10.1109/OECC.2012.6276416

4. Сальников Р. О., Мешков И. К., Гизатулин А. Р. Разработка Методов Оценки и Компенсации Частотного и Временного Рассогласования в Системах Связи 6G С Технологией DFT-s-OFDM // Мавлютовские чтения: Материалы XVI Всероссийской молодежной научной конференции. В 6-ти томах, Уфа, 25–27 октября 2022 года. Том 3. – Уфа: Уфимский государственный авиационный технический университет, 2022. – С. 276-282. – EDN BFMBKC.

5. Berardinelli G., et. al. Zero-tail DFT-spread-OFDM signals //IEEE Globecom Workshops. – 2013. – P. 229-234. https://doi.org/10.1109/GLOCOMW.2013.6824991

6. Şahin A., et. al. Flexible DFT-S-OFDM: Solutions and Challenges //IEEE Communications Magazine. – 2016. – P. 106-112. https://doi.org/10.1109/MCOM.2016.1600330CM

7. Şahin A., et. al. An Improved Unique Word DFT-Spread-OFDM Scheme for 5G Systems //IEEE Globecom Workshops. – 2015. https://doi.org/10.1109/GLOCOMW.2015.7414173

8. Şahin A., et. al. A Comparison of SC-FDE and UW DFT-s-OFDM for Millimeter Wave Communications //IEEE International Conference on Communications (ICC). – 2018. https://doi.org/10.1109/ICC.2018.8422672

9. Proakis J.G., Manolakis D.G. Digital Signal Processing: Principles, Algorithms, and Applications //Pearson Education. – 2007. – 4th Edition.

10. Chaparro L.F., Akan A. Signals and Systems Using MATLAB //Elsevier. – 2019. – 3rd Edition. https://doi.org/10.1016/C2017-0-00826-1

11. Бакулин М.Г., Варукина Л.А., Крейнделин В.Б. Технология MIMO: принципы и алгоритмы //Горячая линия – Телеком. – 2014. – 242 с.

12. Рыжков А.Е. и др. Сети стандарта LTE. Развитие технологий радиодоступа //СПбГУТ. – 2015. – 256 с.

13. Khan M.A., Davies R., Hassan F. Securing Wireless Signals using Artificial Phase Noise //IEEE Computing and Communication Workshop and Conference. – 2022. – P. 0943-0947. https://doi.org/10.1109/CCWC54503.2022.9720754

14. Ng H.J., Feger R., Stelzer A. A Fully-Integrated 77-GHz UWB Pseudo-Random Noise Radar Transceiver With a Programmable Sequence Generator in SiGe Technology //IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers. – 2014. – Vol. 61(8). – P. 2444-2455. https://doi.org/10.1109/TCSI.2014.2309774

15. Shubhaker B. Phase Coded Radar Signals – Frank Code & P4 Codes //International Journal of Advance Research, Ideas and Innovations in Technology. – 2017. Доступно онлайн по адресу: https://www.ijariit.com/manuscript/phase-coded-radar-signals-frank-code-p4-codes/

16. Cho Y.S., Kim J., Yang W.Y., Kang C.G. MIMO-OFDM Wireless Communications with MATLAB //IEEE Press John Wiley & Sons. – 2010. https://doi.org/10.1002/9780470825631

17. Davey C.P., et. al Using Sequence-to-Sequence Models for Carrier Frequency Offset Estimation of Short Messages and Chaotic Maps //IEEE Access. – 2022. – Vol. 10. – P. 119814-119825. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3221762

18. Rotem A., Dabora R. A Novel Low-Complexity Estimation of Sampling and Carrier Frequency Offsets in OFDM Communications //IEEE Access. – 2020. – Vol. 8. – P. 194978-194991. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3032748

19. Yoon J., Lee C., Kim Y.H. Recovery of carrier frequency offset and set information for LTE device-to-device communications //Journal of Communications and Networks. – 2019. – Vol. 21(1). – P. 1-11. https://doi.org/10.1109/JCN.2019.000001

Для цитирования:

Сальников Р.О., Мешков И.К., Гизатулин А.Р., Султанов А.Х., Тимофеев А.Л., Мешкова А.Г. Разработка и исследование метода компенсации частотного рассогласования на основе использования уникальных слов в системах спутниковой связи 5G и 6G. // Журнал радиоэлектроники. – 2025. – № 7. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.7.10