АНАЛІЗ ВПЛИВУ ФАЗОВИХ ШУМІВ НА ПАРАМЕТРИ РОБОТИ СИСТЕМ СИНХРОНІЗАЦІЇ МЕРЕЖ КОГНІТИВНОГО РАДІО В УМОВАХ НЕСТАБІЛЬНОСТІ НАПРУГИ ЖИВЛЕННЯ ОПОРНИХ ГЕНЕРАТОРІВ

Анотація

У роботі проведено аналіз впливу фазових шумів на параметри роботи систем синхронізації мереж
когнітивного радіо на фоні нестабільності напруги живлення опорних генераторів.
У першій частині дослідження проведено оцінку впливу похибок пристрою фазової синхронізації та
пристрою тактової синхронізації на достовірність повідомлення, що приймається. Отримані залежності
ймовірності помилки когерентного прийому протилежних двійкових сигналів за наявності похибок фазової та
тактової синхронізації чисельними методами.
У другій частині розроблена імітаційна модель оцінки впливу фазових шумів на параметри роботи систем
синхронізації мереж когнітивного радіо на фоні нестабільності напруги живлення опорних генераторів. За
основу була взята лінійна модель фазової петлі (PLL) з ПІ-фільтром (пропорційно-інтегральний фільтр).
Новизна дослідження полягає у розробці імітаційної моделі фазової петлі з ПІ-фільтром, яка дозволяє
оцінювати вплив фазових шумів та нестабільності напруги живлення опорних генераторів на параметри
синхронізації. Отримано залежності спектральної щільності фазової помилки та передаточної функції від
шуму живлення до фазової помилки, що дозволяє кількісно оцінити механізм проникнення нестабільності
живлення в частотні характеристики PLL. Проведено чисельне порівняння впливу параметрів ПІ-фільтра
(Tᵢ, Kf) на якість роботи PLL та стійкість системи до шумів живлення, що поглиблює методику оптимізації
параметрів синхронізаторів. Практична цінність дослідження: розроблена модель дозволяє прогнозувати
стійкість систем синхронізації когнітивних радіомереж у реальних умовах, коли опорні генератори зазнають
впливу нестабільності живлення. Отримані результати можуть бути використані під час проєктування
PLL-структур для когнітивних приймачів, де критично важливе збереження когерентності прийому при дії
внутрішніх шумів та завад. Визначені критерії (спектральна щільність, RMS фазова помилка), які можуть
застосовуватись як метрики надійності та якості для порівняння різних архітектур систем синхронізації.
У третій частині розроблена методика оцінки впливу точності стабілізаторів напруги на фазову
стабільність системи синхронізації. Наукова новизна розробленої методики: запропоновано новий підхід до
кількісної оцінки впливу нестабільності стабілізаторів живлення на фазову стабільність систем синхронізації;
розроблено MATLAB-модель, яка дозволяє проводити віртуальні експерименти та визначати допустимі межі
нестабільності живлення з урахуванням конкретних параметрів PLL та VCO.