Прийом ортогональних М-ичних сигналів з маніпуляцією негациклічним зсувом на основі непарного дискретного перетворення Фур’є

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347022110024

Ключові слова:

CCSK, M-ary ortogonal signaling, MOS, negacyclic code shift keying, NCSK, LPI, LPD, JTIDS, MIDS, odd discrete Fourier transform, непарне ДПФ, odd-periodic complementary sequences, негаперіодичні комплементарні послідовностi, непарна кореляційна функція

Анотація

У цій роботі отримала подальший розвиток ідея «глибокої модернізації» методу CCSK (Cyclic Code Shift Keying). Запропоновано новий метод передачі інформації для М-чних систем зв'язку з розширенням спектру сигналів — ортогональна модуляція негациклічним зсувом ONCSK (Orthogonal Negacyclic Code Shift Keying) на основі негаперіодичних комплементарних послідовностей CS (Complementary Sequences). Метод поєднує завадостійкість ортогональних систем сигналів, характерну для CCSK простоту обробки, та обчислювальну ефективність БПФ, а також високу структурну прихованість. Розроблений алгоритм цифрової приймальної обробки заснований на визначенні непарних кореляційних функцій та використанні непарного дискретного перетворення Фур’є. Масштабованість довжини базисного коду N дозволяє реалізувати адаптивну, по займанiй смузі частот, коефіцієнту розширення спектру і швидкості передачі інформації, систему CDMA. Виграш ONCSK у завадостійкості порівняно з CCSK становить цінність для таких застосувань, як IoT, TDCS, у системах космічного та супутникового зв'язку. У каналах з коригуючим кодуванням ONCSK забезпечує характеристики кращі, ніж CCSK з набагато більшим коефіцієнтом розширення спектру і набагато складнішими, в обчислювальному відношенні, кодеками. Визначено уточнені розміри ансамблів комплементарних послідовностей для різних довжин N та досліджено характеристики структурної прихованості бінарних фазоманіпульованих сигналів на їх основі, включаючи аспекти, специфічні для ONCSK.

Посилання

G. M. Dillard, M. Reuter, J. Zeiddler, B. Zeidler, “Cyclic code shift keying: a low probability of intercept communication technique,” IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., vol. 39, no. 3, pp. 786–798, 2003, doi: https://doi.org/10.1109/TAES.2003.1238736.

C. L. Grasse, “JTIDS modular design to use SAW devices,” in Proceedings of International Telemetering Conference, 1977, uri: https://repository.arizona.edu/handle/10150/609741?show=full.

И. А. Гепко, “Ортогональная CCSK-модуляция на основе комплементарных кодовых последовательностей,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 65, no. 2, pp. 71–83, 2022, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347022020017.

Y. Yang, L. Zhu, X. Mao, Q. Tan, Z. He, “The spread spectrum GFDM schemes for integrated satellite-terrestrial communication system,” China Commun., vol. 16, no. 12, pp. 165–175, 2019, doi: https://doi.org/10.23919/JCC.2019.12.013.

S. Ma, X. Li, D. Zou, “A CCSK based navigation and communication integrated satellite signal,” in 2021 International Wireless Communications and Mobile Computing (IWCMC), 2021, pp. 1079–1082, doi: https://doi.org/10.1109/IWCMC51323.2021.9498883.

K. Saied, A. C. Al Ghouwayel, E. Boutillon, “Time-synchronization of CCSK short frames,” in 2021 17th International Conference on Wireless and Mobile Computing, Networking and Communications (WiMob), 2021, pp. 307–312, doi: https://doi.org/10.1109/WiMob52687.2021.9606328.

S. M. Killough, M. M. Olama, T. Kuruganti, “Gold code-phase-shift keying: a power and bandwidth efficient communication scheme for smart buildings,” in 2018 IEEE International Workshop Technical Committee on Communications Quality and Reliability (CQR), 2018, pp. 1–6, doi: https://doi.org/10.1109/CQR.2018.8445903.

X. Da et al., “Embedding WFRFT signals into TDCS for secure communications,” IEEE Access, vol. 6, pp. 54938–54951, 2018, doi: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2018.2872936.

I. Gepko, “Individual correlation properties and structural features of periodic complementary sequences,” in 2021 IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM), 2021, pp. 1–6, doi: https://doi.org/10.1109/GLOBECOM46510.2021.9685585.

И. А. Гепко, “Негапериодические комплементарные последовательности,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 40, no. 1, pp. 54–59, 1997.

H. D. Luke, “Binary odd-periodic complementary sequences,” IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 43, no. 1, pp. 365–367, 1997, doi: https://doi.org/10.1109/18.567768.

Д. В. Сарвате, М. Б. Персли, “Взаимокорреляционные свойства псевдослучайных и родственных последовательностей,” ТИИЭР, vol. 68, no. 5, pp. 59–90, 1980.

А. В. Бессалов, И. А. Гепко, “Синтез ортогональных кодов с инверсным продолжением,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 36, no. 1, pp. 35–46, 1993.

И. А. Гепко, А. В. Бессалов, “Синтез двух классов ортогональных нелинейных кодов максимального объема,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 36, no. 12, pp. 26–31, 1993.

R. Rowlands, “The odd discrete Fourier transform,” in ICASSP ’76. IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing, 1976, vol. 1, pp. 130–133, doi: https://doi.org/10.1109/ICASSP.1976.1170122.

V. Almenar, A. Girona, S. Flores, J. Marin-Roig, “Transmit diversity scheme for OFDM systems using the odd DFT,” IEICE Trans. Commun., vol. E94-B, no. 8, pp. 2411–2413, 2011, doi: https://doi.org/10.1587/transcom.E94.B.2411.

A. N. Kolmogorov, “On tables of random numbers,” Theor. Comput. Sci., vol. 207, no. 2, pp. 387–395, 1998, doi: https://doi.org/10.1016/S0304-3975(98)00075-9.

J. Massey, “Shift-register synthesis and BCH decoding,” IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 15, no. 1, pp. 122–127, 1969, doi: https://doi.org/10.1109/TIT.1969.1054260.

Д. А. Андерсон, Дискретная Математика и Комбинаторика. Москва: Вильямс, 2004.

А. В. Бессалов, И. А. Гепко, “Синтез ортогональных нелинейных циклических кодов,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 36, no. 7, pp. 14–21, 1993.

И. А. Гепко, “Минимаксные E-последовательности,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 39, no. 6, pp. 71–73, 1996.

Структурна схема приймального пристрою ONCSK

Опубліковано

2022-08-26 — Оновлено 2022-08-26

Як цитувати

Гепко, І. О. (2022). Прийом ортогональних М-ичних сигналів з маніпуляцією негациклічним зсувом на основі непарного дискретного перетворення Фур’є. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 65(8), 459–473. https://doi.org/10.20535/S0021347022110024

Номер

Розділ

Оригінальні статті