Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2024

Идентификатор DOI: 10.18127/j00338486-202402-10

Ключевые слова: Full duplex radio, computer simulation, circulator, number of errors, signal-to-noise ratio, phase shifter, signal spectrum, carrier, ber, Полнодуплексная радиосвязь, компьютерное моделирование, циркулятор, количество ошибок, отношение сигнал/шум, фазовращатель, спектр сигнала, несущая, вероятность ошибки

Аннотация: Постановка проблемы. Как правило, телекоммуникационная связь обеспечивается в дуплексном режиме, что требует предоставления в беспроводном исполнении двух несущих частот и не менее удвоенной ширины полосы частот радиоканала (при условии априорного равенства производительностей источников информации на обеих концах радиолинии). На всем пути развития беспроводных телекоммуникационных технологий актуален вопрос эффективности использования спектра частот, выделенных для передачи/приема сообщений, а именно: уменьшение ширины полосы частот, занимаемой сообщением. Эта задача имеет существенные ограничения, обусловленные, прежде всего, минимизацией искажений передаваемых сообщений, которые могут возникнуть при искусственном ограничении ширины полосы частот. Методы сжатия/уплотнения информации обеспечивают некоторую экономию ширины частотного спектра, но предельное уменьшение занимаемой полосы частот может быть достигнуто при работе приемопередающих трактов обеих направлений на одной и той же несущей частоте. Цель. Оценить вероятность ошибки при передаче информации в дуплексной системе с двукратной экономией частотного ресурса. Результаты. Проведен краткий обзор методов повышения эффективности использования частотного ресурса. Приведена компьютерная модель для исследования метода беспроводной передачи информации, позволяющего на одной несущей частоте реализовать полнодуплексный канал беспроводной связи. Рассмотрены метод многостанционного доступа со сдвоенной несущей («Несущая в несущей» (Double Talk), Paired Carrier Multiple Acсess) и метод дуплексной связи, основанный на разделении передаваемого и принимаемого на каждой радиостанции сети связи сигналов по направлению их распространения (на соседнюю станцию/от соседней станции). Представлена компьютерная модель метода с применением циркулятора. В результате проведенного исследования установлено, что уменьшение числа ошибок при использовании одного каскада компенсатора помех зависит от точности совпадение сигнала помехи от передатчика и копии сигнала от радиопередатчика в «противофазе». Показано, что при разработке устройства на основе представленного метода необходимо учитывать разницу амплитуд полезного сигнала и помехи от передатчика. Практическая значимость. Результаты оценки вероятности ошибки в процессе передачи информации в дуплексной системе позволяют спрогнозировать двукратное увеличение производительности спутниковых телекоммуникаций без вмешательства в структуру бортового ретранслятора. Telecommunication communication is usually provided in duplex mode, which requires the provision of two carrier frequencies and at least twice the bandwidth of the radio channel in a wireless version (subject to a priori equality of the capacities of information sources at both ends of the radio line). Throughout the development of wireless telecommunications technologies, the issue of the efficiency of using the frequency spectrum allocated for transmitting/receiving messages is acutely relevant, namely, reducing the bandwidth occupied by the message. This task has significant limitations, primarily based on minimizing the distortion of transmitted messages that may occur when artificially limiting the bandwidth. Information compression/compaction methods provide some savings in the width of the frequency spectrum, but a marginal reduction in the occupied frequency band can be achieved when the receiving and transmitting paths of both directions operate at the same carrier frequency. The article provides a brief overview of methods to improve the efficiency of using the frequency resource, provides a computer model and a study of the method of wireless information transmission that allows a full-duplex wireless communication channel to be implemented on a single carrier frequency. The above and investigated computer model of the method based on the use of a circulator made it possible to evaluate the effect of additive noise, the difference in amplitude and phase of the interference signal from the transmitter and a copy of the signal from the radio transmitter in "antiphase" on the number of errors (BER). According to the research results, it can be concluded that in order to reduce the number of errors when using a compensator, it is necessary to ensure an exact match of the interference signal from the transmitter and a copy of the signal from the radio transmitter in "antiphase" in amplitude and the phase difference between these signals is equal to 180⁰. Since an increase in the amplitude difference starting from 0.001 and the phase deviation from 0.1⁰ from 180⁰ leads to a significant increase in the number of errors even with large values of the signal-to-noise ratio. In addition, when developing a device based on this method, it is necessary to take into account the difference in the amplitudes of the useful signal and "interference from the transmitter". This parameter specifies additional requirements for the device. The task of compensating for interference from the transmitter is simplified by the fact that the parameters of the transmitting signal and the characteristics of the device elements are known in advance.

Журнал: Радиотехника

Выпуск журнала: Т.88, №2

Номера страниц: 67-75

ISSN журнала: 00338486

Место издания: Москва

Издатель: ООО "Издательское предприятие редакции журнала "Радиотехника"

• Басков А.П. (Сибирский федеральный университет)
• Сухотин В.В. (Сибирский федеральный университет)
• Тихоненко И.Ю. (Сибирский федеральный университет)
• Дашкова А.К. (Сибирский федеральный университет)
• Панько С.П. (Сибирский федеральный университет)

• Ядро РИНЦ (eLIBRARY.RU)
• Список ВАК