Метод автоматичного визначення параметрів радіосигналів сформованих за стандартом LoRa
Радіосигнали сформовані за стандартом LoRa (далі – радіосигнали LoRa) широко використовуються в телекомунікаційних системах як цивільного, так і військового призначення, що обумовлено насамперед їх високою перешкодостійкістю. В статті удосконалено математичну модель радіосигналу LoRa, показано взає...
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute
2024-03-01
|
| Series: | Vìsnik Nacìonalʹnogo Tehnìčnogo Unìversitetu Ukraïni Kììvsʹkij Polìtehnìčnij Ìnstitut: Serìâ Radìotehnìka, Radìoaparatobuduvannâ |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://doi.radap.kpi.ua/article/view/327259 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| _version_ | 1849330026858676224 |
|---|---|
| author | O. A. Nahorniuk |
| author_facet | O. A. Nahorniuk |
| author_sort | O. A. Nahorniuk |
| collection | DOAJ |
| description |
Радіосигнали сформовані за стандартом LoRa (далі – радіосигнали LoRa) широко використовуються в телекомунікаційних системах як цивільного, так і військового призначення, що обумовлено насамперед їх високою перешкодостійкістю. В статті удосконалено математичну модель радіосигналу LoRa, показано взаємозв’язок між модуляційним параметрами радіосигналу, параметрами кодування та швидкістю передачі даних і перешкодостійкістю. Проаналізовано характеристики сучасних радіоелектронних компонентів, які підтримують технологію LoRa, та встановлено межі діапазонів зміни модуляційних параметрів, що можуть бути застосовані в радіосигналі. Запропоновано метод автоматичного визначення параметрів радіосигналів LoRa, який складається із 4-х етапів. На першому етапі розраховуються несуча частота та ширина спектра за характеристиками амплітудно-частотного спектра сигналу. На другому етапі обчислюється тривалість інформаційного символу шляхом аналізу особливостей автокореляційної функції. Отримані модуляційні параметри округлюються до найближчих сталих значень відповідно до методу мінімальної метрики. На третьому етапі обчислюється фактор розширення, який аналітично пов'язаний із шириною спектра та тривалістю інформаційного символу. На четвертому етапі визначається напрямок зміни частоти радіосигналу LoRa. Для цього синтезуються два узгодженні фільтри (для up-chirp та down-chirp символів), налаштування яких відповідають обчисленим на попередніх трьох етапах параметрам радіосигналу LoRa. Рішення про напрямок зміни частоти приймається за максимальною амплітудою сигналів на виході узгоджених фільтрів. Ефективність запропонованого методу перевірено шляхом моделювання в програмному середовищі MATLAB та технічного аналізу радіосигналів відомих протоколів передачі даних стандарту LoRa. Показано, що метод дозволяє правильно визначити параметри радіосигналів LoRa із ймовірністю близькою до 1 при відношенні сигнал/шум від -5 дБ.
|
| format | Article |
| id | doaj-art-e24066812086402f92dcdf6cfd45932e |
| institution | Kabale University |
| issn | 2310-0397 2310-0389 |
| language | English |
| publishDate | 2024-03-01 |
| publisher | Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute |
| record_format | Article |
| series | Vìsnik Nacìonalʹnogo Tehnìčnogo Unìversitetu Ukraïni Kììvsʹkij Polìtehnìčnij Ìnstitut: Serìâ Radìotehnìka, Radìoaparatobuduvannâ |
| spelling | doaj-art-e24066812086402f92dcdf6cfd45932e2025-08-20T03:47:06ZengIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic InstituteVìsnik Nacìonalʹnogo Tehnìčnogo Unìversitetu Ukraïni Kììvsʹkij Polìtehnìčnij Ìnstitut: Serìâ Radìotehnìka, Radìoaparatobuduvannâ2310-03972310-03892024-03-0195Метод автоматичного визначення параметрів радіосигналів сформованих за стандартом LoRaO. A. Nahorniuk0Житомирський військовий інститут імені С. П. Корольова, м. Житомир Радіосигнали сформовані за стандартом LoRa (далі – радіосигнали LoRa) широко використовуються в телекомунікаційних системах як цивільного, так і військового призначення, що обумовлено насамперед їх високою перешкодостійкістю. В статті удосконалено математичну модель радіосигналу LoRa, показано взаємозв’язок між модуляційним параметрами радіосигналу, параметрами кодування та швидкістю передачі даних і перешкодостійкістю. Проаналізовано характеристики сучасних радіоелектронних компонентів, які підтримують технологію LoRa, та встановлено межі діапазонів зміни модуляційних параметрів, що можуть бути застосовані в радіосигналі. Запропоновано метод автоматичного визначення параметрів радіосигналів LoRa, який складається із 4-х етапів. На першому етапі розраховуються несуча частота та ширина спектра за характеристиками амплітудно-частотного спектра сигналу. На другому етапі обчислюється тривалість інформаційного символу шляхом аналізу особливостей автокореляційної функції. Отримані модуляційні параметри округлюються до найближчих сталих значень відповідно до методу мінімальної метрики. На третьому етапі обчислюється фактор розширення, який аналітично пов'язаний із шириною спектра та тривалістю інформаційного символу. На четвертому етапі визначається напрямок зміни частоти радіосигналу LoRa. Для цього синтезуються два узгодженні фільтри (для up-chirp та down-chirp символів), налаштування яких відповідають обчисленим на попередніх трьох етапах параметрам радіосигналу LoRa. Рішення про напрямок зміни частоти приймається за максимальною амплітудою сигналів на виході узгоджених фільтрів. Ефективність запропонованого методу перевірено шляхом моделювання в програмному середовищі MATLAB та технічного аналізу радіосигналів відомих протоколів передачі даних стандарту LoRa. Показано, що метод дозволяє правильно визначити параметри радіосигналів LoRa із ймовірністю близькою до 1 при відношенні сигнал/шум від -5 дБ. http://doi.radap.kpi.ua/article/view/327259методрадіосигналLoRaлінійна частотна модуляціяпараметрширина спектра |
| spellingShingle | O. A. Nahorniuk Метод автоматичного визначення параметрів радіосигналів сформованих за стандартом LoRa Vìsnik Nacìonalʹnogo Tehnìčnogo Unìversitetu Ukraïni Kììvsʹkij Polìtehnìčnij Ìnstitut: Serìâ Radìotehnìka, Radìoaparatobuduvannâ метод радіосигнал LoRa лінійна частотна модуляція параметр ширина спектра |
| title | Метод автоматичного визначення параметрів радіосигналів сформованих за стандартом LoRa |
| title_full | Метод автоматичного визначення параметрів радіосигналів сформованих за стандартом LoRa |
| title_fullStr | Метод автоматичного визначення параметрів радіосигналів сформованих за стандартом LoRa |
| title_full_unstemmed | Метод автоматичного визначення параметрів радіосигналів сформованих за стандартом LoRa |
| title_short | Метод автоматичного визначення параметрів радіосигналів сформованих за стандартом LoRa |
| title_sort | метод автоматичного визначення параметрів радіосигналів сформованих за стандартом lora |
| topic | метод радіосигнал LoRa лінійна частотна модуляція параметр ширина спектра |
| url | http://doi.radap.kpi.ua/article/view/327259 |
| work_keys_str_mv | AT oanahorniuk metodavtomatičnogoviznačennâparametrívradíosignalívsformovanihzastandartomlora |