Разработка расчетной модели радиотрассы систем дальнемагистральной связи декаметрового диапазона для анализа параметров ионосферного канала

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Актуальность. В системах дальнемагистральной связи декаметрового (ДКМ) диапазона на количество битовых ошибок одновременно влияют два ключевых фактора: соотношение сигнал / шум и степень фазовых искажений, вызванных доплеровским сдвигом, возникающим из-за случайного движения неоднородностей ионосферы. Проблема повышения помехоустойчивости таких систем осложняется тем, что даже при высоком уровне сигнала на входе демодулятора прием может затрудняться фазовыми искажениями, которые приводят к резкому увеличению количества битовых ошибок и ухудшению коэффициента BER. Несмотря на достаточное число классических работ, проблема повышения помехоустойчивости современных отечественных систем ДКМ радиосвязи в заданных сценариях функционирования с использованием современных методов и средств цифровой обработки сигналов остается актуальной и востребованной. Объектом исследования являются современные отечественные системы ДКМ радиосвязи, которые зачастую демонстрируют известные недостатки, включая низкую адаптивность к изменениям в ионосфере и проблемы с интерференцией сигналов. Например, система Р-016 имеет ограничения по диапазону частот, что делает ее менее эффективной в условиях варьирования ионосферных характеристик, которые влияют на уровень сигналов. Прототипы также могут иметь проблемы с обработкой сигналов, что приводит к возникновению битовых ошибок до 10-3 даже при отсутствии заметных помех.Предметом исследования являются модели и методы функционирования радиолиний ДКМ радиосвязи. Задачей исследования является оценка влияния различных факторов, таких как изменение длины преамбулы и использование адаптивных фильтров, на помехоустойчивость системы. Анализ полученных результатов показывает, что увеличение длины преамбулы в таких системах способствует повышению помехоустойчивости дальнемагистральной связи. Научная новизна заключается в усовершенствовании существующих расчетных моделей радиотрасс в ДКМ диапазоне путем применения комплекса параметров, включающего задаваемое для данного сеанса связи отношение сигнал / шум в радиолинии и для повышения точности расчета напряженности поля в точке приема, пересчитанные значения критических частот по прогнозам концентрации электронов, а также доплеровский сдвиг для каждого слоя ионосферы. Практическая значимость результата заключается в повышении помехоустойчивости существующих систем ДКМ радиосвязи в ионосферных условиях распространения.

Об авторах

А. И. Рыбаков

Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

Email: rybakov.ai@sut.ru

Г. А. Фокин

Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

Email: fokin.ga@sut.ru

Список литературы

  1. Скляр Б. Цифровая связь. М.: Издательский дом Вильямс, 2003. 1104 с.
  2. Качнов А.И., Пенкин А.А, Рыбаков А.И. Разработка мобильной системы информационного обеспечения с использованием каналов метеорной связи // V Международная научно-техническая и научно-методическая конференция «Актуальные проблемы инфокоммуникаций в науке и образовании» (Санкт-Петербург, Российская Феде-рация, 10–11 марта 2016 г.). СПб.: СПбГУТ, 2016. С. 177‒181. EDN:WZIKIL
  3. Воробьев О.В., Рыбаков А.И. Вариант реализации двунаправленной связи в системе метеорной связи. Описание программно-аппаратного комплекса СМС // VI Международная научно-техническая и научно-методическая конференция «Актуальные проблемы инфокоммуникаций в науке и образовании» (Санкт-Петербург, Российская Федерация, 01–02 марта 2017 г.). СПб.: СПбГУТ, 2017. С. 128‒133. EDN:ZECEUT
  4. Черный Ф.Б. Распространение радиоволн. М.: Сов. Радио, 1972. 464 с.
  5. Грудинская Г.П. Распространение радиоволн. М.: Высшая школа, 1975, 280 с.
  6. Мартышевская Д.А., Полушин П.А. Моделирование сверточного метода обработки сигналов при межсимвольной интерференции // XXI Международная научная конференция студентов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (СТТ-2015, Томск, Российская Федерация, 5‒9 октября 2015 г.). Томск: ТПУ, 2015. C. 43‒45.
  7. Попов Н.А., Пятаков А.И. Расчет территориального распределения уровней сигнала на многоскачковых радио-трассах от КВ передатчика средней мощности с антенной “Ромб” // Автоматизация процессов управления. 2009. № 15. С. 65‒73. EDN:KHPEFN
  8. Нарышкин Е.М., Серков В.П. Волновая служба и антенные устройства. Ч. 1. Теория электромагнитного поля и распространение радиоволн. М.: Воениздат, 1982. 288 с.
  9. Hunt B.T., Haab D.B., Sego T.C., Holschuh T.V., Moradi H., Farhang-Boroujeny B. Hunt Examining the Performance of MIL-STD-188-110D Waveform 0 Against FBMC-SS Over Skywave HF Channels // IEEE Transactions on Vehicular Technolo-gy. 2022. Vol. 71. Iss. 11. PP. 11637‒11649. doi: 10.1109/TVT.2022.3189762
  10. Zhang Z., Jin Z., Li Y., Song G., Wang Y. Multi-Stage Receiver of MIL-STD-188-110D Waveform 0 for High-Frequency Communication // IEEE Communications Letters. 2024. Vol. 28. Iss. 5. PP. 1166‒1170. doi: 10.1109/LCOMM.2024.3375601
  11. Самойлов А.Г., Сидоренко А.А. Применения кодов РС в каскаде с двоичными кодами с целью повышения эффективности борьбы с независимыми ошибками // Проектирование и технология электронных средств. 2014. № 3. С. 2‒7.
  12. Сидоренко А.А. Адаптивное помехоустойчивое кодирование // Материалы X международной научно-технической конференции «Перспективные технологии в средствах передачи информации». Владимир, Суздаль, 2013. Т. 1. С. 152‒154.
  13. Валиуллин Д.Р., Захаров П.Н. Экспериментальные исследования эквалайзера на основе нейронных сетей с обучением в многолучевом радиоканале // Журнал радиоэлектроники. 2017. № 12. С. 4. EDN:YNSPDZ
  14. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетики. М.: Изд-во иностранной литературы, 1963. 829 с.
  15. Зюко А.Г., Фалько А.И., Панфилов И.П. и др. Помехоустойчивость и эффективность систем передачи информации. М.: Радио и связь, 1985. 271 с.
  16. Зюко А.Г., Кловский Д.Д., Коржик В.И., Назаров М.В. Теория электрической связи. М.: Радио и связь, 1999. 432 с.
  17. Блейхут Р.Э. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки. Пер. с англ. М.: Мир, 1986. 576 с.
  18. Кларк Дж., Кейн Дж. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи. Пер. с англ. М.: Мир, 1987.
  19. Прокис Дж. Цифровая связь. Пер. с англ. М.: Радио и связь, 2000.
  20. Феер К. Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения спектра. Пер. с англ. М.: Радио и связь, 2001. 518 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).