Інтерполяція і децимація сигналів у цифрових системах зв’язку

ІНТЕРПОЛЯЦІЯ І ДЕЦИМАЦІЯ СИГНАЛІВ У ЦИФРОВИХ СИСТЕМАХ ЗВ’ЯЗКУ

ІНТЕРПОЛЯЦІЯ І ДЕЦИМАЦІЯ СИГНАЛІВ У ЦИФРОВИХ СИСТЕМАХ ЗВ’ЯЗКУ

Сторінки: 134-140. Номер: №4, 2019 (275)
Автори:
І.С. ПЯТІН, В.В. МІШАН, Д.М. ДУКАЧ
Хмельницький національний університет
I.S. PYATIN, V.V. MISHAN, D.M. DUKACH
Khmelnytskyi National University
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2019-275-4-134-140
Рецензія/Peer review : 24.06.2019 р.
Надрукована/Printed : 17.07.2019 р.

Анотація мовою оригіналу

Технологія програмно-керованого радіо (SDR) дозволяє впроваджувати бездротові пристрої, які підтримують декілька радіоінтерфейсів і форматів модуляції. Стаття присвячена дослідженню впливу інтерполяції і децимації на якість передачі сигналів у цифрових системах зв’язку. У якості інтерполятора і дециматора були обрані СІС-фільтри, оскільки вони не потребують операцій множення. Компенсаційні фільтри згладжують нерівномірність частотної характеристики СІС фільтра. У якості формуючих фільтрів на боці передавача і приймача використані фільтри з характеристикою квадратного кореня з піднятого косинуса, що у підсумку забезпечує мінімальну міжсимвольну інтерференцію. Отримані результати дозволяють зробити висновок, що інтерполяція і наступна децимація сигналу супроводжується ефектами підсилення сигналу, зменшенням часу наростання імпульсу, зменшенням коефіцієнту якості сигналу, порушенням символьної синхронізації, що збільшується при збільшенні коефіцієнтів інтерполяції і децимації.
Ключові слова: програмно кероване радіо, інтерполяція, децимація.

Розширена анотація англійською мовою

Software-defined radio technology (SDR) allows you to embed wireless devices that support multiple radio interfaces and modulation formats. SDR is a radio frequency communications system that is customizable using software. The following components are configured in the SDR: – mixers for step-up and step-down frequency converters; amplifiers, modulators and demodulators; radio frequency detector; filters. The article is devoted to the study of the effect of interpolation and decimation on the quality of signal transmission in digital communication systems. When performing processing at the informational message rate, the SDR uses Digital Down Converter (DDC) and Digital Up Converter (DUC). The study of interpolation and decimation of signals in digital communication systems and the distortions that arise in this case is an urgent task. CIC filters were chosen as an interpolator and decimator because they do not require multiplication operations. Compensation filters smooth out the uneven frequency response of the CIC filter. Filters with the characteristic of the square root of the raised cosine were used as forming filters on the transmitter and receiver side, which ultimately ensures minimal intersymbol interference. The results obtained allow us to conclude that interpolation and the following signal decimation are accompanied by effects of signal amplification, a decrease in the rise time of the pulse, a decrease in the signal quality factor, a violation of symbol synchronization, which increase with increasing interpolation-decimation coefficients.
Keywords: software defined radio, interpolation, decimation.

References

1. Sklyar B. Cifrovaya svyaz. Teoreticheskie osnovy i prakticheskoe primenenie / B. Sklyar ; per s angl. – 2-e izd., ispr. – M. : Izdatelskij dom «Vilyams», 2003. – 1104 s.
2. Piatin I.S. Doslidzhennia synkhronizatsii tsyfrovykh system zviazku / I. S. Piatin, I.Iu. Kukal // Herald of Khmelnytskyi National University. Technical sciences. – 2016. – № 5. – S. 175–183.
3. Prokis D. Cifrovaya svyaz / D. Prokis ; per. s angl. ; pod red. D.D. Klovskogo. – M. : Radio i svyaz, 2000. – 800 s.
4. Boiko J. M.Osoblyvosti kvazikogerentnoji obrobky sygnaliv u zasobah telekomunikatsij z chastotnoju manipulatsieju / M. Boiko, I.S. Pyatin // Telekomunikatsijni ta informatsijni tehnologiji. – 2018. – № 1. – С. 107–119.
5. Boiko J. M. Increasing the noise immunity of signal processing units of telecommunications on the basis of the modified synchronization schemes / J. M. Boiko // Visnyk NTUU KPI Seriia: Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia. –  N 61. – S. 91–107. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/VKPI_rr_2015_61_11.
6. Boiko J. M. Teoretychni aspekty pidvyshchennia zavadostiikosti y efektyvnosti obrobky syhnaliv v radiotekhnichnykh prystroiakh ta zasobakh telekomunikatsiinykh system za naiavnosti zavad : monoghrafija / J. M. Boiko, A. Druzhinіn, S. V. Tolyupa. – Kyjiv : Loghos, 2018. – 227 s. URL: http://elar.khnu.km.ua/jspui/handle/123456789/6291.
7. Boiko J. Synthesis and analysis of information-control systems of synchronization of means of telecommunications / J. Boiko // Interdepartmental scientific technical journal «Adaptive systems of automatic control» – № 1 (30). – P. 8–28. DOI: https://doi.org/10.20535/1560-8956.30.2017.117700.