The investigation objective is to simulate the process of generator frequency stabilization as in the case of a component of the cellular system “switching centre — base station”. The aim of the work is to establish dependences between the generator parameters (a number of generators, operation frequencies, and relative instability of frequencies) and the generator frequency stability. The study is based on the application of the numerical analytic model of the generator signals, and on the construction of the plausibility func-tion when the unbiased, asymptotically efficient and consistent estimates of each generator are specified from the maximum con-dition. The research suggests the following results. Under the co-operative processing of the measured values of the signal phases of the simultaneously and independently operating generators, the unbiased, asymptotically efficient and consistent estimates of the generator frequencies may be obtained. This ensures the frequency stability augmentation. The use of the numerical simulation allows estimating gain in reducing the relative instability of the frequency signals depending on such infocommunication system parameters as a number of generators and their relative instability.
infocommunication systems, interference immunity of digital channel system, stochastic process simulation, frequency stability, bit error probability.
Существующие инфокоммуникационные системы, в которых циркулируют большие объемы информации и данных, по своей структуре являются распределенными системами, содержащими значительное число функционально однотипных элементов. В дальнейшем с развитием нанотехнологий тенденция повышения сложности инфокоммуникационных систем и их интегрированности будут только возрастать. В качестве примера можно привести систему сотовой связи в целом и ее части — такие, как центр коммутации и совокупность подключенных к нему базовых станций. Еще одной особенностью современных инфокоммуникационных систем является практически полный переход на цифровые методы передачи и обработки информации [1–5].
Высокая стабильность частоты и фазы цифровых сигналов, формируемых на основе сложных многопозиционных кодов, неразрывно связана со стабилизацией частоты генераторов и определяет высокую эффективность инфокоммуникационных систем [1, 3, 6]. Такая эффективность предполагает высокую скорость и точность передачи больших цифровых потоков, точность измерения параметров положения и движения объектов.
В настоящее время для стабилизации частоты генераторов наиболее широко применяется метод фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) [6–13]. В то же время в [12] предложен, а в [13–15] получил дальнейшее развитие метод, основанный на совместной обработке фаз формируемых сигналов. Его применение значительно повышает частоту формируемых сигналов. При этом повышение стабильности частоты возрастает с увеличением числа одновременно и независимо функционирующих генераторов, что наиболее актуально для инфокоммуникационных систем.
Целью данного исследования является разработка модели и собственно моделирование процесса стабилизации частоты генераторов на примере составной части системы сотовой связи «центр коммутации — базовые станции».
1. Deundyak, V.M., Mogilevskaya, N.S. Imitatsionnaya model´ tsifrovogo kanala peredachi dannykh i algebraiches-kie metody pomekhoustoychivogo kodirovaniya. [The simulation model of the digital data channel and algebraic methods of error control coding.] Vestnik of DSTU, 2001, no. 1, pp. 98–105 (in Russian).
2. Sumbatyan, М.А., Shevtsov, S.E. Algoritm tsifrovoy obrabotki akusticheskikh signalov audiofaylov i ikh raspoz-navanie na osnove ob´´ektivnykh kriteriev. [The algorithm of digital processing for acoustic signals of audio files and their recognition the basis of some objective criteria.] Vestnik of DSTU, 2008, no. 3, pp. 238–245 (in Russian).
3. Vasilyev, А.F., Merkulov, E.A. Programmiruemyy tsifrovoy preselektor dlya sistem radiosvyazi dvoynogo naznacheniya. [Programmable digital preselector for dual-purpose radio communication systems.] Vestnik of DSTU, 2012, iss. 1, no. 2, pp. 5–11 (in Russian).
4. Howe, D.-A., et al. Enhancements to GPS Operations and Clock Evaluations Using a “Total” Hadamard Devia-tion . IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control, 2005, vol. 52, no. 8, pp. 1253–1261.
5. Bregni, S. Generation of Pseudo-Random Power-Law Noise Sequences by Spectral Shaping. N. Mastorakis, ed. Communications World, Geneva: WSES Press, 2004, pp. 142–150.
6. Riley, W.-J. Handbook of Frequencies Stability Analysis. NIST National Institute of Standards and Technology; US Department of Commerce. Washington U.S. Government Printing office, 2008, pp. 338–357.
7. Allan, D.-W. Characterization of Precision Clocks and Oscillators. Proc. 5th European Frequency and Time Forum. Stellenbosch, March 1991, pp. 1–9.
8. Riley, W.-J. Techniques for Frequency Stability Analysis. IEEE International Frequency Control Symposium. Tampa, May 2003, pp. 329–334.
9. Howe, D.-A. Interpreting Oscillatory Frequency Stability Plots. IEEE International Frequency Control Symposium. Newport Beach, May 2002, pp. 725–732.
10. Howe, D.-A., McGee-Taylor, J., Tasset, T. TeoH Bias-Removal Method. IEEE Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control Symposium. New Delhi, June 2006, vol. 56, no. 7, pp. 788–792.
11. Gabrielyan, D.D., et al. Sposob stabilizatsii chastoty generatora: patent 2197060 Ros. Federatsiya: H03L7/00; G01R23/12. [Methods of oscillator frequency stabilization.] Patent RF, no. 2197060, 2003 (in Russian).
12. Gabrielyan, D.D., et al. Metody vysokotochnykh izmereniy i vosproizvedeniya fizicheskikh velichin. [Method of estimating frequency generator system.] Physical Bases of Instrumentation, 2012, vol. 1, no. 2, pp. 72–77 (in Russian).
13. Safaryan, О.А. Metod statisticheskoy stabilizatsii chastoty nezavisimo rabotayushchikh generatorov v infokom-munikatsionnykh sistemakh: dis. … kand. tekhn. nauk . [Method of statistical frequency stabilization of independent operating generators in the info-communication systems: Cand.Sci. (Eng.) diss.] Rostov-on-Don, 2014, 151 p. (in Russian).
14. Safaryan, О.А ., Gabrielyan, D.D., Shatskiy, V.V. Ustroystvo stabilizatsii chastoty generatorov: patent 144228 Ros. Federatsiya; H03L7/00. [Device of generator frequency stabilization.] Patent RF, no. 144228, 2014 (in Russian).
15. Safaryan, О.А., Gabrielyan, D.D. Modelirovanie metoda stabilizatsii chastot generatorov: sv-vo o gos. registratsii programm dlya EVM № 2013661291. [Modeling method of stabilization of frequency generators: State Registration Certifi-cate of computer programs no. 2013661291] DSTU, 2013 (in Russian).
16. Neydorf, R. А. Approksimatsionnoe postroenie matematicheskikh modeley po tochechnym eksperimental´nym dannym metodom «cut-glue». [Approximating mathematical model development according to point experimental data through “cut-glue” method.] Vestnik of DSTU, 2014, no.1 (76), pp. 45–59 (in Russian).
