Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2023, № 12 · RADIO ENGINEERING

Adaptive frame synchronization algorithm in ultra-wideband radio communication systems

I.V. Zaitsev1, S.N. Zharkov1, K.D. Titov1,2

1 Military Educational and Scientific Center of the Air Force «N.E. Zhukovsky and Y.A. Gagarin Air Force Academy», Voronezh, Russia
2 Voronezh State University, Voronezh, Russia
Full text DOI: 10.30898/1684-1719.2023.12.13 UDC 629.396 EDN FUQHXM

Abstract

This paper introduces adaptive frame synchronization algorithm in HRP mode of IEEE 802.15.4-2020 radiocommunication system under unintentional; interference signals transmitted in HRP-CoU mode. Proposed algorithm is based on nulls adding to synchronization sequences and packet error rate control. True detection probability is estimated by MATLAB model.

  • adaptive frame synchronization
  • IEEE 802.15.4-2020 UWB signal
  • unintentional interference
Аннотация (на русском)

Алгоритм адаптивной кадровой синхронизации в системах сверхширокополосной радиосвязи

Разработан алгоритм адаптивной кадровой (фреймовой) синхронизации для систем Интернета вещей, функционирующей в режиме с использованием сигналов со сверхширокой полосой частот, в условиях мешающего воздействия сигналов системы, работающей в сверхширокополосном режиме с применением линейно частотно-модулированных сигналов. Адаптация осуществляется на основе изменения количества добавляемых в последовательность кадровой синхронизации нулевых сигналов в зависимости от результатов контроля вероятности доставки пакетов. В среде MATLAB создана имитационно-статистическая модель непреднамеренного помехового воздействия, с помощью которой показана эффективность предлагаемого алгоритма. Получены зависимости вероятности правильного обнаружения от отношения мощностей синхронизирующего сигнала исследуемой и мешающей систем от количества добавочных нулевых сигналов. Определено предельное количество добавочных нулевых сигналов, при котором наблюдается улучшение качества обнаружения сигнала кадровой синхронизации.

For citation

Zaitsev I.V., Zharkov S.N., Titov K.D. Adaptive frame synchronization algorithm in ultra-wideband radio communication systems // Journal of Radio Electronics. – 2023. – No. 12. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.12.13

References

  1. Летфулин И.Р. Стандарты и технологии беспроводных сетей связи ближнего радиуса действия // Труды МАИ. 2022. № 124.
  2. Gavra V.P. Usage of ZigBee and LoRa wireless technologies in IoT systems // 2020 IEEE 20th international symposium for design and technology in electronic packaging. 2020. P. 221-224.
  3. Noor-A-Rahim M., Khyam M.O., Mahmud A., Li X., Pesch D., Poor H. V. Hybrid Chirp Signal Design for Improved Long-Range (LoRa) Communications // Signals. 2022. № 3. P. 1-10.
  4. IEEE Standard for Low-Rate Wireless Networks (IEEE 802.15.4-2020). 2020. 800 p.
  5. Корчагин Ю.Э., Титов К.Д., Петров Ю.Г. Исследование особенностей беспроводных персональных сетей передачи данных стандарта IEEE 802.15.4-2020 // Теория и техника радиосвязи. 2022. № 3. С. 30-44.
  6. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. М.: Вильямс. 2004. 1104 с.
  7. Perkins C., Belding-Royer E., Das S. Ad hoc on-demand distance vector (AODV) routing. RFC 3561. 2003. URL: www.ietf.org/rfc/rfc3561 (дата обращения: 17.07.2023).
  8. Таненбаум Э.С. Компьютерные сети. Санкт-Петербург: Питер. 2010. 992 с.