АДАПТАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК К ПОСТОЯННО ИЗМЕНЯЮЩИМСЯ ПАРАМЕТРАМ ИОНОСФЕРНОГО РАСПРОСТРАНЕНИЯ

  • А. И. Рыбаков Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
  • Р. Е. Кротов Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
  • С.А. Кокин Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
Ключевые слова: Радиотрасса, радиосвязь, декаметровые волны, цифровая обработка сигналов, ана- логово-цифровой преобразователь (АЦП), активная антенная решетка (ААР), коротко- волновый (КВ) диапозон, уровень сигнала, ионосфера, ионосферное прохождение, модель распространения

Аннотация

Целью исследовательской работы явилось изучение и выбор существующих вариан-
тов адаптации по параметрам передачи, для снижения влияния недостатков коротковол-
новой радиолинии, целесообразно максимально эффективно использовать методы цифро-
вой обработки сигналов. По результатам характеристик аналогово-цифровых преобразо-
вателей (АЦП), стало исследования доступных аппаратных средств, для построения про-
тяженных радиолиний, был сделан вывод о том, что с ростом производительности
ПЛИС, на которых реализуется цифровая обработка сигналов и технических представля-
ется возможной реализация технологии создания активной антенной решетки (ААР), со-
стоящей из N-го количества независимых антенных модулей, что и является концептуаль-
ной задачей в решении вопроса адаптации информационно-технических характеристик к
постоянно изменяющимся параметрам ионосферного прохождения, для более энергоэф-
фективного подхода к проектированию системы ионосферной радиосвязи. Повышение произ-
водительности радиосистемы путём совершенствования протоколов связи, решение вопро-
са оптимального по загруженности канала от времени формирования и приема сигналов.
Основная идея такой ААР состоит в оцифровке или генерации высокочастотного сигнала
в непосредственной близости от антенны, в составе антенных модулей. Указанные ре-
зультаты позволяют заменить отдельно настраиваемые радиоприемники и трансиверы,
построенные по сложной супергетеродинной схеме, на ограниченное число доступных ап-
паратных блоков, работающих под управлением ПО модели программно-конфигурируемого
радиоканала. В следующей работе планируется провести исследования по оценке прохож-
дения сигналов OFDM через многолучевые каналы связи с замираниями Релея и Райса. По-
лучаемая модель позволит оценить помехоустойчивость при различной длине циклического
префикса OFDM символа и пронаблюдать за поведением сигнального созвездия при воздей-
ствии различных нестабильностей.

Литература

1. Gurlev I.V. Razvitie volokonno-opticheskikh liniy svyazi kak sredstva upravleniya i
obespecheniya natsional'noy bezopasnosti [Development of fiber-optic communication lines as
a means of managing and ensuring national security], Vestnik Evraziyskoy nauki [Bulletin of
Eurasian science], 2018, No. 4 (10), pp. 42.
2. Vorob'ev O.V., Rybakov A.I. Variant realizatsii dvunapravlennoy svyazi v SMS (sisteme
meteornoy svyazi). Opisanie programmno-apparatnogo kompleksa sms [A variant of implementing
bidirectional communication in SMS (meteor communication system). Description of
the SMS software and hardware complex], Mater. VII Mezhdunarodnuyu nauchnotekhnicheskoy
i nauchno-metodicheskoy konferentsii «Aktual'nye problemy infokommunikatsiy
v nauke i obrazovanii» [Materials of the VII International scientific-technical and scientificmethodical
conference "Actual problems of Infocommunications in science and education"],
2017, pp. 128-136.
3. Bilitza D., Altadill D., Zhang Y., Mertens Ch., Truhlik V., Richards Ph., McKinnell L-A.,
Reinisch B. The International Reference Ionosphere 2012 – a model of international collaboration,
Journal of Space Weather and Space Climate, 2014, Vol. 4. A07, pp. 1-12.
4. Berezin Yu.V., Vylegzhanin I.S. Dekametrovye ionosfernye linii radiosvyazi s vysokoy
propusknoy sposobnost'yu [Decameter ionospheric radio communication lines with high
throughput], Radiotekhnika [Radiotechnics], 2005, No. 1, pp. 6-12.
5. Ivanov V.S., Nikitin B.K., Pirmagomedov R.Ya. Stroitel'stvo VOLS [Construction of VOLS],
Sovremennye tekhnologii i organizatsiya [Modern technologies and organization]. Part 1.
Saint Petersburg: SPbGUT im. M.A. Bonch-Bruevicha, 2015, 71 p.
6. Bogdanov [i dr.]. Sovremennoe sostoyanie i perspektivy razvitiya radioperedayushchikh
ustroystv i radiomodemov professional'noy DKMV radiosvyazi v ONIIP [Current state and
prospects of development of radio transmitting devices and radio modems of professional
dcmv radio communication in onip], Uspekhi sovremennoy radioelektroniki [Success of modern
radio electronics], 2011, No. 11, pp. 24-31.
7. Branitskiy A.V., Kim V.Yu., Polimatidi V.P., Puchkov V.A. Metodika izmereniya
doplerovskogo smeshcheniya chastoty mnogoluchevogo signala [Method for measuring the
Doppler frequency offset of a multipath signal], Mater. VI Mezhdunarodnuyu nauchnotekhnicheskoy
i nauchno-metodicheskoy konferentsii «Aktual'nye problemy infokommunikatsiy
v nauke i obrazovanii» [Materials of the VI International scientific-technical and scientificmethodical
conference "Actual problems of Infocommunications in science and education"],
2016, pp. 126-132.
8. Klimov I.Z., Kopysov A.N., Chuvashov A.M. Issledovanie variantov postroeniya shirokopolosnykh
sistem svyazi [Research of variants of construction of wide-band communication
systems], Tsifrovaya obrabotka signalov i ee primenenie - DSPA-2012: Tr. Rossiyskogo
nauchno-tekhnicheskogo obshchestva radiotekhniki, elektroniki i svyazi im. A.S. Popova.
Doklady 14-y Mezhdunarodnoy konferentsii [Digital signal processing and its application-
DSPA-2012: Proceedings of the Russian scientific and technical society of radio engineering,
electronics and communications named after A. S. Popov. Reports of the 14th International
conference], 2012, pp. 435-439.
9. Smal' M.S. Bestestovye sposoby otsenivaniya sostoyaniya korotkovolnovogo radiokanala v
adaptivnykh radioliniyakh: disc. … kand. tekhn. nauk: 05.12.13 [Best-selling methods for
evaluating the state of a short-wave radio channel in adaptive radio lines: cand. of eng. dc.
diss.]; Place of protection: GUAP. Saint Petersburg, 2018, 147 p.
10. Berezin Yu.V., Vylegzhanin I.S., Yakusheva M.A. Adaptivnaya po polyarizatsii set'
korotkovolnovoy ionosfernoy radiosvyazi s selektivnym vozbuzhdeniem elektromagnitnykh
voln v ionosfere [Adaptive polarization network of short-wave ionospheric radio communication
with selective excitation of electromagnetic waves in the ionosphere], Tr. X Vserossiyskoy
shkoly-seminara «Fizika i primenenie mikrovoln» [Proceedings of the X all-Russian schoolseminar
"Physics and application of microwaves"], 2005, pp. 29-31.
11. The Art of Electronics, Horowitz, Paul, Hill, Winfield, 2015, pp. 900-910.
12. Nikitin M.L. Osobennosti postroeniya shirokopolosnogo programmno-opredelyaemogo
radiomodema s ispol'zovaniem apparatnykh vozmozhnostey PLIS [Features of building a
broadband software-defined radio modem using hardware capabilities of the FPGA],
Intellektual'nye sistemy v proizvodstve [Intelligent systems in production], 2015, No. 3 (27),
pp. 59-62.
13. Luchin D.V., Plotnikov A.M., Trofimov A.P., Yudin V.V. Kompaktnye priemnye antenny dlya
polyarizatsionno-izbiratel'nogo priema v sostave sistem radiomonitoringa [Compact receiving
antennas for polarizing selective reception as part of radio monitoring systems], Elektrosvyaz'
[Telecommunications], 2015, No. 8.
14. Ermolaev V.T., Mavrychev E.A Flaksman A.G. Effektivnost' sistem svyazi s antennymi
reshetkami v usloviyakh rasseivayushchey sredy [Efficiency of communication systems with
antenna arrays in a scattering medium], Uspekhi sovremennoy radioelektroniki [Success of
modern Radioelectronics], 2003, No. 3, pp. 41-48.
15. Luchin D., Plotnikov A., Trofimov D., Filippov D. Problems of implementation of ground
biorthogonal and triorthogonal antenna systems, XI Mezhdunar. IEEE Sibirskaya konf. po
upravleniyu i svyazi (SIBCON-2015) [XI international IEEE Siberian conference. management
and communications (SIBCON-2015)]. Omsk, 2015.
16. Flaksman A.G. Adaptivnaya prostranstvennaya obrabotka signalov v mnogokanal'nykh
informatsionnykh sistemakh: diss. … d-ra nauk [Adaptive spatial signal processing in multichannel
information systems: dr. of sc. diss.]. Nizhniy Novgorod: Nizhegorodskiy gosuniversitet
im. N.I. Lobachevskogo, 2004.
17. Simon K., Alouini M.-S. Digital Communication over Fading Channels: A Unified Approach to
Performance Analysis. N. Y.: John Wiley&Sons, 2000, 544 p.
18. Stupnitskiy M.M., Luchin D.V. Potentsial KV-radiosvyazi - dlya sozdaniya tsifrovoy
ekosistemy Rossii [Potential of KV-Radiocommunication-for creating a digital ecosystem in
Russia], Elektrosvyaz' [Telecommunications], 2018, pp. 49-54.
19. Ermolaev V.T., Mavrychev E.A. Flaksman A.G. Umen'shenie veroyatnosti bitovoy oshibki pri
parallel'noy peredache informatsii v MIMO sisteme [Reducing the probability of bit error
when transmitting information in parallel in the MIMO system], Izvestiya Vuzov. Radiofizika
[Proceedings of Universities. Radiophysics], 2003, Vol. 46, No. 3, pp. 251-260.
20. Savischenko Nikolay V. Special Integral Functions Used in Wireless Communications Theory.
Singapore: World Scientific Publishing Company, 2014.
21. Savishchenko N.V. i dr. Raschet veroyatnosti bitovoy i simvol'noy oshibok dlya kanala svyazi, pri
prieme signal'nykh konstruktsiy standarta DVB-S2 N. V. [Calculation of the probability of bit
and character errors for the communication channel, when receiving signal structures of the
DVB-S2 standard N. V.], Informatsiya i Kosmos [Information and Space], 2015, No. 1, pp. 9-15.
22. Digital Communications: Fundamentals and Applications. 2nd ed. Bernard Sklar, pp. 961-975.
23. Stupnitskiy M.M., Luchin D.V. Potentsial KV-radiosvyazi - dlya sozdaniya tsifrovoy
ekosistemy Rossii [Potential of KV-Radiocommunication-for creating a digital ecosystem in
Russia], Elektrosvyaz' [Telecommunications], 2018, pp. 49-54.
24. Bogdanov A.V. [i dr.]. Ob optimizatsii trebovaniy k peredayushchim kompleksam radioliniy
vysokoskorostnoy peredachi dannykh diapazona DKMV [About optimization of requirements
for transmitting complexes of high-speed data transmission lines in the dcmv range], Uspekhi
sovremennoy radioelektroniki [Success of modern radio electronics], 2011, No. 7, pp. 10-16.
25. Zhidyaev A.V., Kopysov A.N., Bogdanov A.A., Savel'ev A.V., Nikitin M.L. Issledovanie
energeticheskikh kharakteristik signalov, primenyaemykh dlya peredachi dannykh po
dekametrovomu kanalu [Investigation of energy characteristics of signals used for data transmission
over a decameter channel], Vestnik IzhGTU im. M.T. Kalashnikova [Bulletin of Kalashnikov
ISTU], 2015, No. 3 (67), pp. 85-88.
26. Bridger Wray W., Ruiz Mark D. Advisors: Aruna Apte, James B. Greene. Naval Postgraduate
School Monterey, California "Total Ownership Cost Reduction Case Study: AEGIS Radar
Phase Shifters" December 2006.
27. Stupnitskiy M.M., KHaritonov N.I., Devyatkin E.E. Infokommunikatsionnaya infrastruktura
tsifrovoy ekonomiki: zadachi otraslevogo instituta [Information and communication infrastructure
of the digital economy: challenges for industry Institute], Elektrosvyaz' [Telecommunications],
2018, No. 4, pp. 70-76.
Опубликован
2020-07-20
Выпуск
Раздел
РАЗДЕЛ IV. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ