УДК
621.372.39, 621.396.4
Имитационное
моделирование телекоммуникационных систем высокоскоростной передачи данных по
атмосферному радиоканалу в чистой атмосфере с помощью миллиметровых волн в
интегрированных цифровых системах связи
|
|
,
М. Н. Андрианов 2, Д. А. Корбаков 1, В. Н. Пожидаев 1 |
1 Институт
радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН, 125009, Москва, ул. Моховая, 11-7
2 Астро-космический Центр Физического Института им. П.Н. Лебедева Российской Академии Наук, 117997, Москва, Профсоюзная, 84/32
Статья поступила в редакцию 15 февраля 2018 г.
Аннотация.
Предложен
алгоритм прерывистой связи в каналах с логнормальными замираниями, снижающий
вероятность ошибочного приема. Установлено, что применение прерывистой связи
уменьшает вероятность ошибочного приема сигналов. Выигрыш в помехоустойчивости
повышается с ростом дисперсии канала связи и средним значением отношения
сигнал/шум. Алгоритм эффективно работает в режиме временного дуплекса, когда огибающие
сигналов обоих направлений коррелированы. По уровню принимаемых сигналов
вычисляется относительный уровень сигналов на противоположном конце радиолинии
и благодаря этому определять моменты включения и выключения своего передатчика.
Данные передаются только в моменты, когда уровни сигналов выше заданного
порогового уровня на входе приемника. Установлено, что если этот уровень выбрать
кратным среднему значению, то коэффициент использования радиолинии и скорость
передачи данных фиксированы, при этом они зависят только от дисперсии
логнормальных флуктуаций. Варьирование уровня порога можно реализовать по
крайней мере двухкритериальную оптимизацию передачи данных. Повышение уровня
порога увеличивает помехоустойчивость передачи, но снижает скорость и наоборот.
Установлено что выигрыш от применения алгоритма прерывистой связи возрастает с
ростом дисперсии и уровня сигнала. Алгоритм прерывистой связи будет надежен при
любой плотности вероятности флуктуации огибающей сигнала, например, в
миллиметровом диапазоне, если дисперсия больше единицы плотность вероятности не
является логнормальной. Например, в случае сильных флуктуаций радиоволн
миллиметрового диапазона, когда дисперсия больше единицы и замирания сигнала не
являются логнормальными. В этом случае определяются гистограмма плотности вероятности,
затем дисперсия, среднее значение, средний квадрат и принимается решение о
выборе уровня порога по критериям вероятности ошибки и скорости передачи
данных.
Ключевые слова:
миллиметровые волны, телекоммуникационные системы, системы связи, беспроводной
интернет, помехоустойчивый сигнал.
Abstract.
An
algorithm for intermittent communication in channels with lognormal fading is
proposed, which reduces the probability of erroneous reception. It is
established that the use of intermittent communication reduces the probability
of erroneous reception of signals. The gain in noise immunity increases with
the dispersion of the communication channel and the average value of the
signal-to-noise ratio. The algorithm effectively operates in the time duplex
mode, when the envelopes of the signals of both directions are correlated. By
the level of the received signals, the relative level of signals at the
opposite end of the radio link is calculated and due to this, it is possible to
determine the moments of switching on and off of its transmitter.
Data is only transmitted when the signal
levels are higher than the specified threshold level at the receiver input. It
has been established that if this level is chosen to be a multiple of the mean
value, then the radio link utilization factor and data rate are fixed, while
they depend only on the variance of lognormal fluctuations. Varying the
threshold level, you can implement at least two-criteria optimization of data
transfer. Increasing the threshold level increases the noise immunity of the
transmission, but reduces the speed and vice versa. It is established that the
gain from the application of the intermittent communication algorithm increases
with the increase in the dispersion and the signal level. The intermittent
communication algorithm will be reliable for any probability density of the signal
envelope fluctuations, for example in millimeter-wave if dispersion more than
unit, then probably density is not lognormal. In this case, the histogram of
the probability density, then the variance, the mean value and the mean square
are determined and a decision is made to select the threshold level according
criteria the error probability and the data rate.
Key words:
millimeter
waves, telecommunication systems, communication systems, wireless Internet, an
anti-noise signal.
Для цитирования:
Г. А. Андреев†,
М.
Н. Андрианов, Д. А. Корбаков, В. Н. Пожидаев. Имитационное
моделирование телекоммуникационных систем высокоскоростной передачи данных по
атмосферному радиоканалу в чистой атмосфере с помощью миллиметровых волн в
интегрированных цифровых системах связи. Журнал радиоэлектроники [электронный
журнал]. 2018. №2. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/feb18/8/text.pdf
DOI
10.30898/1684-1719.2018.2.4