Técnica de diseño de secuencia para una estimación precisa del tiempo y la identificación de celdas en sistemas celulares acústicos submarinos con un alto efecto Doppler
Autores: Kim, Yeong Jun; Asim, Muhammad; Im, Tae Ho; Cho, Yong Soo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Técnica de diseño de secuencia para una estimación precisa del tiempo y la identificación de celdas en sistemas celulares acústicos submarinos con un alto efecto Doppler
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Sistemas celulares acústicos submarinos
Sistemas UWAC
Nodos de sensor
Búsqueda de celda
Diseño de preámbulo
Estimación de tiempo.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
En sistemas celulares acústicos submarinos (UWAC), el equipo submarino o nodos de sensores (UE/SN) deben realizar la sincronización de enlace descendente y una búsqueda de celda durante la etapa de acceso inicial utilizando los preámbulos recibidos de estaciones base submarinas (UWBS) adyacentes. El UE/SN necesita estimar el tiempo preciso y el ID de celda (CID) utilizando los preámbulos recibidos y sincronizarse con un UWBS de servicio, incluso en entornos de alto Doppler. En este documento, se propone una técnica de diseño de secuencia para la estimación conjunta de tiempo preciso y CID en sistemas UWAC con un alto Doppler para disminuir la complejidad del receptor y el tiempo de procesamiento. Se propone una secuencia Zadoff-Chu generalizada para el diseño del preámbulo. Esta secuencia se descompone en múltiples subsecuencias cortas para reducir el efecto del desplazamiento Doppler en la estimación de tiempo y CID. La pérdida de rendimiento causada por la longitud de secuencia corta se compensa combinando las subsecuencias utilizando la propiedad de repetición de la secuencia ZC. Las propiedades (autocorrelación y correlación cruzada) de la secuencia propuesta se derivan analíticamente en presencia de desplazamiento Doppler y se comparan con los resultados de simulación. Los resultados de la simulación revelan que la técnica propuesta funciona mejor que las técnicas existentes tanto en ruido gaussiano blanco aditivo como en canales de múltiples trayectorias con alto Doppler. Se concluye que la técnica propuesta es adecuada para la estimación precisa de tiempo y la detección de CID en sistemas UWAC con alto Doppler.
Descripción
En sistemas celulares acústicos submarinos (UWAC), el equipo submarino o nodos de sensores (UE/SN) deben realizar la sincronización de enlace descendente y una búsqueda de celda durante la etapa de acceso inicial utilizando los preámbulos recibidos de estaciones base submarinas (UWBS) adyacentes. El UE/SN necesita estimar el tiempo preciso y el ID de celda (CID) utilizando los preámbulos recibidos y sincronizarse con un UWBS de servicio, incluso en entornos de alto Doppler. En este documento, se propone una técnica de diseño de secuencia para la estimación conjunta de tiempo preciso y CID en sistemas UWAC con un alto Doppler para disminuir la complejidad del receptor y el tiempo de procesamiento. Se propone una secuencia Zadoff-Chu generalizada para el diseño del preámbulo. Esta secuencia se descompone en múltiples subsecuencias cortas para reducir el efecto del desplazamiento Doppler en la estimación de tiempo y CID. La pérdida de rendimiento causada por la longitud de secuencia corta se compensa combinando las subsecuencias utilizando la propiedad de repetición de la secuencia ZC. Las propiedades (autocorrelación y correlación cruzada) de la secuencia propuesta se derivan analíticamente en presencia de desplazamiento Doppler y se comparan con los resultados de simulación. Los resultados de la simulación revelan que la técnica propuesta funciona mejor que las técnicas existentes tanto en ruido gaussiano blanco aditivo como en canales de múltiples trayectorias con alto Doppler. Se concluye que la técnica propuesta es adecuada para la estimación precisa de tiempo y la detección de CID en sistemas UWAC con alto Doppler.