ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2024. №11

УДК: 621.396

МОДЕЛЬ пространственноГО распределениЯ отношения
полезный сигнал/помеха в сети сверхширокополосных
приемопередатчиков

А.С. Зубков^1,2, Л.В. Кузьмин¹, Е.В. Ефремова¹

¹ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН
125009, Москва, ул. Моховая, 11, корп. 7.

²Московский физико-технический институт
(национальный исследовательский университет)
141701, Московская область, г. Долгопрудный, Институтский пер., 9.

Статья поступила в редакцию 25 июля 2024 г.

Аннотация. В работе предлагается и анализируется модель, описывающая пространственное распределение отношения полезный сигнал/помеха в сети из кооперативно взаимодействующих сверхширокополосных приёмопередатчиков, находящихся в общей области радиовидимости. Модель включает одну группу устройств, обменивающихся полезным сигналом, и две группы устройств, являющихся источником сигналов, играющих роль помехи по отношению к первой. Оценивается отношение мощности полезного сигнала первой группы, к совокупной мощности помеховых сигналов, которые излучают устройства двух других групп. Устанавливаются пространственные границы, в пределах которых отношение полезный/помеховый сигнал не меньше заданного значения.

Ключевые слова: сверхширокополосные хаотические радиоимпульсы, сверхширокополосные сигналы, хаотические сигналы, когерентное излучение хаотических сигналов, когерентный прием.

Финансирование: Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда, грант №. 23-29-00297

Автор для переписки: Зубков Александр Сергеевич, alse@zubkov.one

Литература

1. Wang M. et al. An overview of enhanced massive MIMO with array signal processing techniques // IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing. – 2019. – Т. 13. – №. 5. – С. 886-901.

2. Wang Z. et al. Extremely Large-Scale MIMO: Fundamentals, Challenges, Solutions, and Future Directions // IEEE Wireless Commun. – 2024. – V. 31. – № 3. – P. 117-124.

3. Huo Y. et al. Technology trends for massive MIMO towards 6G // Sensors. – 2023. – Т. 23. – №. 13. – С. 6062.

4. Elbir A.M. et al. Near-Field Terahertz Communications: Model-Based and Model-Free Channel Estimation // IEEE Access. – 2023. – V. 11. – P. 36409–36420.

5. Liu Y. et al. Near-Field Communications: A Tutorial Review // IEEE Open J. Commun. Soc. 2023. Vol. 4. P. 1999–2049.

6. Zhang Y. et al. Mixed Near- and Far-Field Communications for Extremely Large-Scale Array: An Interference Perspective // IEEE Commun. Lett. 2023. Vol. 27, № 9. P. 2496–2500, https://doi.org/10.1109/LCOMM.2023.3296409 .

7. Ning B. et al. Beamforming technologies for ultra-massive MIMO in terahertz communications // IEEE Open Journal of the Communications Society. – 2023. – Т. 4. – С. 614-658.

8. Kuzmin L. V., Efremova E. V., Itskov V. V. Modulation, Shaping and Replicability of UWB Chaotic Radiopulses for Wireless Sensor Applications // Sensors. – 2023. V. 23. – №. 15. – P. 6864.

9. IEEE Std 802.15.4z-2020 (Amendment to IEEE Std 802.15.4-2020); IEEE Standard for Low-Rate Wireless Networks—Amendment 1: Enhanced Ultra Wideband (UWB) Physical Layers (PHYs) and Associated Ranging Techniques. IEEE Press: New York, NY, USA, 2020; pp. 1–174.

10. Miller, L.E. Why UWB? A Review of Ultrawideband Technology // Technical report. Wireless Communication Technologies Group. National Institute of Standards and Technology Gaithersburg. Maryland, USA. 2003.

11. Sergienko S. UWB Technology Review: Modules, Characteristics, Usage, Perspectives // 15 Feb 2021. [Электронный ресурс]. URL: https://sirinsoftware.com/blog/uwb-technology-review-modules-characteristics-usage-perspectives (дата обращения: 15.07.2024)

12. Dmitriev A., Ryzhov A., Sierra-Teran C. Statistical Characteristics of Differential Communication Scheme Based on Chaotic Radio Pulses // Electronics. – 2023. – V. 12. – №. 6. – P. 1495.

13. Kuzmin L. V., Efremova E. V. Filtering and Detection of Ultra-Wideband Chaotic Radio Pulses with a Matched Frequency-Selective Circuit // Electronics. – 2023. – V. 12. – №. 6. – P 1324.

14. Zhou Q. F., Lau F. C. M. Analytical performance of M-ary time-hopping orthogonal PPM UWB systems under multiple access interference // IEEE transactions on communications. – 2008. – Т. 56. – №. 11. – С. 1780-1784.

15. Song Y. et al. A real time UWB MIMO system with programmable transmit waveforms: Architecture, algorithms and demonstrations // IEEE transactions on antennas and propagation. – 2012. – Т. 60. – №. 8. – С. 3933-3940.

16. Yin Z. et al. A joint multiuser detection scheme for UWB sensor networks using waveform division multiple access // IEEE Access. – 2017. – Т. 5. – С. 11717-11726.

17. Кузьмин Л. В. и др. Эксперименты по когерентному сложению хаотических радиоимпульсов в беспроводном канале // Радиотехника и электроника. – 2023. – Т. 68. – №. 12. – С. 1178-1183.

18. Кузьмин Л. В. и др. Макетирование когерентной генерации и сложения сверхширокополосных хаотических радиоимпульсов в беспроводном канале // Материалы X Всероссийской научно-технической конференции, «Обмен опытом в области создания сверхширокополосных радиоэлектронных систем» («СВЧ-2024»), 16-17 апреля 2024 г., г. Омск, Стр. 99-109.

19. Дмитриев А.С., Ефремова Е.В., Кузьмин Л.В. Генерация последовательности хаотических импульсов при воздействии периодического сигнала на динамическую систему // Письма в ЖТФ. – 2005. – Т. 31. – №22. – С. 29-35.

20. Дмитриев А.С. и др. Генерация потока хаотических импульсов в динамической системе с внешним (периодическим) воздействием // Радиотехника и электроника. – 2006. – Т. – 51. – № 5. – С. 593-604.

21. Dmitriev A. et al. Forming pulses in nonautonomous chaotic oscillator // Int. J. of Bifurcation and Chaos. 2007. Т. 17. №. 10. С. 3443-3448.

22. Andreyev Y. V. Energy Radiation Pattern of Ultra-Wideband Chaotic Ensemble // 2019 Russian Open Conference on Radio Wave Propagation (RWP). – IEEE, 2019. – Т. 1. – С. 364-367.

23. Зубков А.С., Кузьмин Л.В. Модель пространственно-временного когерентного сложения сверхширокополосных хаотических радиоимпульсов, генерируемых независимыми излучателями // Труды X Международная конференция. «Инжиниринг и телекоммуникации En&T - 2023». 22–23 ноября, 2023. Сборник тезисов. [Электронный ресурс]. URL: http://books.mipt.ru. Загл. с титул. экрана. ISBN 978-5-7417-0841-5 (сетевое) (дата обращения: 28.02.2024)

24. Зубков А.С., Кузьмин Л.В., Ефремова Е.В. Модель пространственно-временного когерентного сложения сверхширокополосных хаотических радиоимпульсов, формируемых независимыми излучателями // Радиотехника и электроника. – 2024. – Т. 69. – №. 4. (в печати).

Для цитирования:

Зубков А.С., Кузьмин Л.В., Ефремова Е.В. Модель пространственного распределения отношения полезный сигнал/помеха в сети сверхширокополосных приемопередатчиков. // Журнал радиоэлектроники. – 2024. – №. 11. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.11.22