ВАРИАНТ РЕАЛИЗАЦИИ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ПРОТОКОЛА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ДЛЯ РАЗРАБАТЫВАЕМОЙ АРХИТЕКТУРЫ РАДИОПЕРЕДАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОМПЛЕКСА СВЯЗИ

  • А. И. Рыбаков Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича;
Ключевые слова: Схемы кодирования, канал передачи, частотное разделение каналов, частотные фильтры, сигнально-кодовые конструкции, широковещательный протокол, полудуплексный протокол

Аннотация

В представленных материалах дано общее описание алгоритмов кодирования и деко-
дирования, использованных при разработке сигнально-кодовых конструкций, реализованных
в макете радиостанций с оборудованием программно-определяемой радиосистемы
(Software-Defined Radio – SDR). Рассмотрены форматы кадров широковещательного и
полудуплексного протоколов; модуляции/демодуляции и последующей цифровой обработки
сигналов, которые применяются в существующих и перспективных системах радиосвязи.
Авторами статьи сделана ставка на использование OFDM-модуляции совместно с абсолютной фазовой манипуляцией (2PSK и 4PSK) в подканалах. Цель работы. Исследование
существующих методов модуляции/демодуляции и последующей цифровой обработки сиг-
налов, а также накладываемых ими требований на аппаратуру станций сети и алгоритмы
работы системы. Проведенные исследования позволят определить наиболее целесообраз-
ный и энергоэффективный путь разработки, в том числе создания программного обеспе-
чения, позволяющих создать технику, способную удовлетворить максимальному числу воз-
можных назначений каналов радиодоступа. Для обоснования достоверности и работоспо-
собности предложенного алгоритма и протокола передачи было разработано соответст-
вующее программное обеспечение (ПО). Оно может быть использовано для приема и пере-
дачи информации посредством использования ионосферных отражений. Кроме того, при-
няты во внимание существующие стандарты, любительские системы типа WinLink и
морские информационные системы (цифровые и аналоговые), в части касающейся «физи-
ческого» и «канального» уровней. Результаты. Приведена структура и функциональноe
описание разработанного ПО программно-конфигурируемого радиоканала. Показаны ре-
зультаты экспериментальной апробации технических решений. ПО может задействовать
аппаратные и программные средства для управления приемо-передающего модуля, вклю-
чающего трансивер SunSDR2, поддерживающий работу аппаратной части в полном дуп-
лексном режиме, и антенный усилитель. В результате рассмотрения структуры и функ-
ционального описания разработанного ПО сделан вывод о том, что обоснования достовер-
ности и работоспособности предложенного алгоритма и протокола передачи актуальны в
задачах разработки цифровых приемников для систем связи различного назначения. Пред-
ставленные данные экспериментальных исследований по верификации предлагаемого алго-
ритма показали приемлемое соответствие принятых решений по качественному использо-
ванию канального ресурса с достаточным уровнем правдоподобия и надежности в переда-
чи информации, заключенной в использовании описанной кодовой конструкции.

Литература

1. Горелкин Г.А., Горшков А.В., Тулемисов У.М. Модель проектирования информационных
систем в условиях потока новых информационных технологий // Системы высокой дос-
тупности. – 2011. – № 1. – С. 62-64.
2. Arikan E. Channel Polarization: a Method for Constructing Capacity-Achieving Codes for
Symmetric Binary-Input Memoryless Channels // IEEE Trans. on Information Theory. – 2009.
– Vol. IT-55, iss. 7. – P. 3051-3073. – Doi: 10.1109/TIT.2009.2021379.
3. Воробьев О.В., Рыбаков А.И. Вариант реализации двунаправленной связи в СМС (сис-
теме метеорной связи). Описание программно-аппаратного комплекса СМС // Матер.
VII Междунар. науч.-техн. и науч.-метод. конф. «Актуальные проблемы инфокоммуни-
каций в науке и образовании»; 1–2 марта 2017, Санкт-Петербург. – СПб.: СПбГУТ.
2017. – Т. 1. – С. 128-133.
4. Trifonov P. Efficient Design and Decoding of Polar Codes // IEEE Trans. on Communications.
– 2012. – Vol. 60, iss. Com-11. – P. 3221-3227. – Doi: 10.1109/TCOMM.2012.081512.110872.
5. Воробьев О.В., Рыбаков А.И. Разработка мобильной системы информационного обеспе-
чения с использованием каналов метеорной связи // Матер. VI Междунар. науч.-техн. и
науч.-метод. конф. «Актуальные проблемы инфокоммуникаций в науке и образовании!;
1–2 марта 2017, Санкт-Петербург. – СПб.: СПбГУТ, 2017.
6. Trifonov P., Miloslavskaya V. Polar Codes with Dynamic Frozen Symbols and their Decoding
by Directed Search // Proc. of IEEE Information Theory Workshop. 9–13 Sept. 2013. Sevilla,
Spain. – Doi: 10.1109/ITW.2013.6691213.
7. Трусов В.А., Горячев Н.В., Баннов В.Я. Программно-определяемые приемопередатчики и
их применение // Молодой ученый. – 2014. – № 21. – С. 234-236.
8. Галкин В.А. Основы программно-конфигурируемого радио. – М.: Горячая линия–
Телеком, 2013. – 372 с.
9. Василевский В.В., Панюшкин В.А., Пузырев П.И. Оптимизация схемы тактовой синхро-
низации программно-конфигурируемого цифрового приемника на процессоре
TMS320VC55XX // Ползуновский вестник. – 2010. – № 2. – С. 196-199.
10. Мэй Х., Го Я. Повсеместные операционные системы // Открытые системы. СУБД.
– 2018. – № 1. – URL: https://www.osp.ru/os/2018/01/13053933/ (дата обращения 19.06.19).
11. Смелянский Р. Технологии реализации программно конфигурируемых сетей: overlay vs
openflow // Журнал сетевых решений LAN. – 2014. – № 4. – С. 53-55.
12. Петров С.А., Нефедьев А.И. Микроконтроллеры измерительных систем. – Волгоград:
ВолгГТУ, 2015. – 112 с.
13. Горячев Н.В., Танатов М.К., Юрков Н.К. Исследование и разработка средств и методик
анализа и автоматизированного выбора систем охлаждения радиоэлектронной аппара-
туры // Надежность и качество сложных систем. – 2013. – № 3. – С. 70-75.
14. Солонина А.И., Клиоский Д.М. Цифровая обработка сигналов и Matlab. – СПб.: БХВ–
Петербург, 2013. – 512 с.
15. Программное обеспечение с многокритериальными алгоритмами обработки информации:
свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ РФ № 20018610247,
09.01.2018. – 3 с.
16. Использование ПО Matlab. Архив Статей. – URL: https://www.mathworks.com/help/.
17. Ralston W.T. and Weitzen J.A. Spread Spectrum Multiple Access for Mobile Meteor Burst
Communications // IEEE Transactions on vehicular technology. – 1995. – Vol. 44, No. 2.
– P. 280-290.
18. Ryan W.E. Optimal signaling for meteor burst channels // IEEE Trans. Comm. – 1997. – Vol. 45,
No. 5. – P. 489-496.
19. Cannon P. and Dickson A. Signalling efficiency modelling and measurement of simplex block
encoded MBC systems // IЕЕE Proceedings-I. – 1991. – Vol. 138, No. 6. – P. 544-548.
20. Djuknic G.M. и Schilling D.L. Performance analysis of an ARQ transmission scheme for meteor
burst communications // IEEE Trans. Comm. – 1994. – Vol. 42, No. 2/3/4. – P. 268-271.
Опубликован
2019-11-12
Выпуск
Раздел
Раздел II. Анализ данных и управление знаниями