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 · MATHEMATICAL MODELS IN RADIO ELECTRONICS PROBLEMS

Investigation of algorithms for preliminary frequency synchronization in a satellite communication receiver in the conditions of a non-geostationary orbit of a spacecraft

A.M. Bibikov1, I.E. Leonov1

1 Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University), Dolgoprudnyi
Full text DOI: 10.30898/1684-1719.2023.12.24 UDC 621.39 EDN EDOTXU

Abstract

The work is devoted to a comparative study of various algorithms for compensating for frequency shift in a single-frequency radio channel under conditions of varying Doppler frequency shift. The resulting characteristics of frequency offset compensation algorithms based on the Fitz method and the least squares method were studied. Using the method of numerical experiment, the accuracy characteristics of the operation of the studied algorithms in situations of constant and changing frequency shifts were obtained. The best accuracy characteristics of the algorithm based on the Fitz method were revealed in comparison with those built on the basis of the least squares method. At the same time, the algorithm based on the least squares method showed satisfactory accuracy characteristics of operation under conditions of changing frequency shift, under which the algorithm based on the Fitz method turns out to be ineffective.

  • satellite communications
  • physical layer
  • single carrier channel
  • noise immunity
Аннотация (на русском)

Исследование алгоритмов предварительной частотной синхронизации в приемнике спутниковой связи в условиях негеостационарной орбиты космического аппарата

Работа посвящена сравнительному исследованию различных алгоритмов компенсации частотного сдвига в одночастотном радиоканале в условиях изменяющего доплеровского сдвига по частоте. Исследованы результирующие характеристики алгоритмов компенсации частотного смещения на основе метода Фитца и на основе метода наименьших квадратов. Методом численного эксперимента получены точностные характеристики работы исследуемых алгоритмов в ситуациях постоянного и меняющегося частотных сдвигов. Были выявлены лучшие точностные характеристики алгоритма на основании метода Фитца по сравнению с алгоритмом, построенном на основе метода наименьших квадратов. При этом алгоритм на основании метода наименьших квадратов показал удовлетворительные точностные характеристики работы при изменяющемся частотном сдвиге, в условиях которого алгоритм на основании метода Фитца оказывается неработоспособным.

For citation

Bibikov A.M., Leonov I.E. Investigation of algorithms for preliminary frequency synchronization in a satellite communication receiver in the conditions of a non-geostationary orbit of a spacecraft // Journal of Radio Electronics. – 2023. – No. 12. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.12.24

References

  1. Qasim C. Wireless Communication from the Ground Up. An SDR Perspective. Melbourne, Australia. 2018, 815 p.
  2. Fitz M.P. Planar filtered techniques for burst mode carrier synchronization. IEEE Global Telecommunications Conference GLOBECOM '91: Countdown to the New Millennium. Conference Record. Phoenix, AZ, USA. 1991. https://doi.org/10.1109/GLOCOM.1991.188412
  3. Увеличение максимальной корректируемой ошибки при реализации алгоритма Фитца / А. А. Комаров, И. Н. Рыженко, A. С. Андреев, А. В. Леонова. // XIX Международная научно-практическая конференция, посвященная 55-летию Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М. Ф. Решетнева, КРР, 10-14 ноя., 2015 г. / СибГУ, КРР, 2015, C. 234-236.
  4. Антюфриева Л. А., Янситов К. К., Дворкович А. В. Алгоритмы синхронизации физического уровня для сигнально-кодовой конструкции, повышающей помехоустойчивость режима VL-SNR стандарта DVB-S2X // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2021. № 8. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.8.9