ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2023, № 11 · РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН

Применение технологии SDR для повышения помехозащищенности: экспериментальное исследование канала с OFDM модуляцией в GNU RADIO

С.Ю. Ганигин1, А.С. Нечаев1, В.В. Киященко1, М.М. Голубева1, Е.С. Журавлева1

1 Самарский государственный технический университет, Самара, Россия
Полный текст DOI: 10.30898/1684-1719.2023.11.2 УДК 621.371 EDN WOBLGV

Аннотация

Данная статья представляет исследование OFDM - особый метод передачи с использованием нескольких несущих частот, который обеспечивает более высокие скорости передачи данных путем плотной упаковки несущих частот. В статье представлены основные термины, подробное описание применений, технологий и модуляций, используемых OFDM. Была выполнена реализация системы связи OFDM с имитацией радиоканала, а также системы передачи пакетов по реальному радиоканалу с применением технологии SDR. Авторы делают выводы о преимуществах и недостатках данного подхода, а также предлагают возможные варианты решения проблем. Выбор этого направления исследования обусловлен преимуществами, которыми обладают OFDM и SDR, особенно с учетом пропускной способности канала и стоимости. Разработка прототипа была осуществлена с использованием программного обеспечения с открытым исходным кодом GNU Radio.

  • ofdm
  • Sdr
  • мультиплексирование
  • частотное разделение
  • помехозащищенность
  • пропускная способность канала
Abstract (in English)

Application of SDR technology to increase interference immunity: experimental study of the channel with OFDM modulation in GNU RADIO

The article presents a comprehensive analysis of multiplexing techniques, with a specific focus on OFDM. OFDM is a transmission method that employs multiple carriers to achieve high data transfer rates. The article provides a thorough explanation of the fundamental concepts, as well as an in-depth discussion on the various applications, technologies, and modulations associated with OFDM. The primary objective of the study is to investigate the implementation of an OFDM communication system using SDR technology. This involves simulating a radio channel to emulate real-world conditions and evaluating the system's performance in terms of packet reception over an actual radio channel. The use of SDR offers several advantages, such as flexibility, adaptability, and cost-effectiveness. Throughout the research, a detailed analysis of the benefits and limitations of OFDM and SDR is conducted, and potential solutions to overcome the identified drawbacks are proposed. The selection of this research direction is motivated by the significant advantages offered by OFDM and SDR, particularly in terms of channel capacity and cost-efficiency. To validate the theoretical concepts and evaluate the practical implementation, a prototype of the OFDM communication system is developed using GNU Radio, an open-source software platform known for its versatility and extensive capabilities. By examining the performance and feasibility of the OFDM communication system implemented with SDR technology, the study aims to provide valuable insights into the advantages, challenges, and potential enhancements in utilizing OFDM and SDR for multiplexing applications.

Для цитирования

Ганигин С.Ю., Нечаев А.С., Киященко В.В., Голубева М.М., Журавлева Е.С. Применение технологии SDR для повышения помехозащищенности: экспериментальное исследование канала с OFDM модуляцией в GNU RADIO // Журнал радиоэлектроники. – 2023. – № 11. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.11.2

Литература

  1. Кусайкин Д. Просто о сложном: OFDM-модуляция: [Электронный ресурс]. URL: https://nag.ru/material/30600 (дата обращения: 30.05.2023)
  2. Использование сигналов OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов, которая использует большое количество близко расположенных ортогональных поднесущих) в беспроводной связи: [Электронный ресурс]. URL:https://hub.exponenta.ru/post/ispolzovanie-signalov-ofdm-multipleksirovanie-s-ortogonalnym-chastotnym-razdeleniem-kanalov-kotoraya-ispolzuet-bolshoe-kolichestvo-blizko-raspolozhennykh-ortogonalnykh-podnesushchikh-v-bespro (дата обращения: 30.05.2023)
  3. OFDM - технология цифровой модуляции в сетях WiMax и LTE: [Электронный ресурс]. URL:https://habr.com/ru/company/yota/blog/119319/(дата обращения: 30.05.2023)
  4. Ковалев В.В., Селецкая О.Ю., Покаместов Д.А. Формирование и обработка OFDM сигналов //Молодой ученый. - 2016. - №. 14. - С. 151-154.
  5. Шорин О.А., Бокк Г.О. Эквалайзер для коррекции мультидоплеровских искажений OFDM сигналов в сетях LTE и McWILL //Сборник материалов (тезисов). - 2016. - С. 4.
  6. Кот М.А., Катц А.А., Горбина Е.В. Применение OFDM-модуляции //EUROPEAN RESEARCH. - 2016. - С. 111-114.
  7. Охрименко В. Узкополосная PLC-технология: OFDM-модуляция //Время Электроники. - 2010. - №. 9. - С. 42.
  8. Юзькив Р.Р. и др. Исследование эффективности восстановления КАМ-символов неполной длительности в OFDM-сигнале //Компьютерная оптика. - 2020. - Т. 44. - №. 1. - С. 60-66.
  9. Мамчев Г.В. Основы радиосвязи и телевидения. - 2006.
  10. Quispe J.L., Ruiz J.T., Meloni L. An SDR implementation of an OFDM transmitter and receiver in GNU Radio. - 2017.
  11. Anjana C. et al. An experimental study on channel estimation and synchronization to reduce error rate in OFDM using GNU radio //Procedia Computer Science. - 2015. - Т. 46. - С. 1056-1063.
  12. GNU Radio Wiki: [Электронный ресурс]. URL: https://wiki.gnuradio.org/(дата обращения: 30.05.2023)
  13. Делаем модем: передаем цифровые данные по воздуху с помощью OFDM и GNU Radio: [Электронный ресурс]. URL:https://habr.com/ru/post/497638/(дата обращения: 30.05.2023)