Технічні науки ISSN 2307-5732 Вісник Хмельницького національного університету, №2, 2022 (307) 123 DOI 10.31891/2307-5732-2022-307-2-123-132 УДК 621.396.969.1 БОЙКО Ю. М. Хмельницький національний університет https://orcid.org/0000-0003-0603-7827 e-mail: boiko_julius@ukr.net ПЯТІН І. С. Хмельницький політехнічний фаховий коледж Національного університету "Львівська політехніка" https://orcid.org/0000-0003-1898-6755 e-mail: ilkhmel@ukr.net ПАРХОМЕЙ I. Р. Національний авіаційний університет https://orcid.org/0000-0002-9510-7657 e-mail: i_parhomey@ukr.net МЕТОДИКА ОБРОБКИ ТА СИНХРОНІЗАЦІЇ СИГНАЛІВ У ПРОГРАМНО- ОБУМОВЛЕНИХ РАДІОСИСТЕМАХ З OFDM В статті описано сучасні концепції розвитку технології програмно-обумовленого радіо (ПОР). Запропоновано функціональну схему радіостанції програмно-обумовленого радіо з використанням методу передачі інформації з модуляцією на основі мультиплексування з ортогональним частотним розділенням каналів (OFDM). Досліджено умови забезпечення символьної синхронізації OFDM-сигналів. Визначено, що зрив ортогональності OFDM-символів супроводжують такі явища як виникнення міжсимвольних завад та явище міжканальних завад. Методом констеляційних діаграм досліджено вплив помилок викликаних завадами на якість обробки багатопозиційних сигналів. Оцінено вплив завад в каналі з OFDM на фазу сигналів при їх обробці. Отримано математичні моделі сигналів з OFDM за наявності завадових впливів. Ключові слова: OFDM, завадостійкість, синхронізація, модуляція, SDR. JULIY BOIKO Khmelnytskyi National University ILYA PYATIN Khmelnytskyi Polytechnic, Professional College by Lviv Polytechnic National University IGOR PARKHOMEY National Aviation University SIGNAL PROCESSING AND SYNCHRONIZATION TECHNIQUE IN SOFTWARE-DEFINED RADIO SYSTEMS WITH OFDM The article describes modern concepts for the development of Software-defined Radio (SDR) technology. A functional diagram of a software-defined radio station using the method of transmitting information with modulation based on Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) is proposed. The conditions for ensuring symbol synchronization of OFDM signals are investigated. It is determined that the disruption of the orthogonality of OFDM symbols is accompanied by such phenomena as the occurrence of inter-symbol interference and inter-channel interference. The method of constellation diagrams was used to study the effect of errors caused by interference on the quality of processing of multiposition signals. The effect of interference in a channel from OFDM on the phase of signals during their processing is estimated. Mathematical models of signals with OFDM in the presence of interference effects are obtained. Two types of errors are considered, which are caused by carrier distortion. In particular, the occurrence of phase noise is possible, the cause of which is associated with the instability of the generating equipment of the carrier signals both on the transmitting and on the receiving side. Another factor is carrier offset due to Doppler frequency. The proposed SDR receiver structure is based on the digital IF architecture. This architecture has more flexibility than traditional RF architectures and is not sensitive to DC offset, LO leakage, etc. Moreover, since the I/Q up/down conversion is done digitally in the IF stage, the negative effects caused by I/Q imbalance will be minimized. The SDR consists of a small piece of hardware at the RF input, i.e., an antenna and a high-rate ADC capable of capturing and digitizing broadband radio signals. To increase the communication range in SDR, we use amplifiers in front of two DAC/ADC stages. The receiver has a low-noise amplifier to reduce the quantization noise of the transducer and increase the Signal-to-noise Ratio (SNR). The data is then processed on specialized computational units within the embedded system, enabling important demodulation, synchronization, and decoding techniques to be implemented. Keywords: OFDM, noise immunity, synchronization, modulation, SDR. Постановка проблеми у загальному вигляді та її зв’язок із важливими науковими чи практичними завданнями Загальна концепція побудови програмно-керованих радіостанцій (ПКР) для забезпечення функцій фізичного рівня моделі відкритих систем OSI-7 основана на вимогах коли такі функції як фільтрація, формування сигналів та обробка (модуляція і демодуляція), спектральне перетворення та підсилення виконуються апаратними засобами під контролем програмних засобів. В цьому випадку задача процесору, який входить до складу радіосистем, пов’язана з виконанням таких функцій, як керуванням коефіцієнтом підсилення приймальної частини радіосистеми, враховуючи рівні прийнятих сигналів, зміні параметрів передавальної частини у відповідності до необхідної потужності тощо. Таким чином, підвищення вимог до ПКР пов’язане зі стрімким переходом радіоапаратури на рішення спрямовані з переведенням більшості функцій фізичного рівня на програмну платформу. Тоді низка функцій, які мають виконуватись апаратно повинні мати здатність до модифікації і зокрема за вимогами телекомунікаційних стандартів. Враховуючи зазначене вище, технологія програмно-обумовленого радіо (ПОР) SDR (Software Defined Radio) стала