Повышение достоверности и скорости передачи данных в рэлеевском канале применением комплексирования прерывистой передачи данных с разнесённым приёмом при оптимальном сложении ветвей разнесения
Автор: И. М. Андрианов, И. Г. Киселёв, М. Н. Андрианов
Журнал: Космические аппараты и технологии.
Рубрика: Новые материалы и технологии в космической технике
Статья в выпуске: 1, 2024 года.
Бесплатный доступ
В работе рассмотрен метод повышения достоверности передачи данных в условиях рэлеевских замираний сигнала c использованием режимов комплексирования прерывистого излучения и когерентного разнесённого приема фазоманипулированных сигналов с оптимальным сложением. Основная цель исследования – повышение помехоустойчивости передачи данных в рэлеевском канале при неизменных мощности передатчика и скорости передачи данных. Исследование было выполнено методом математического моделирования в средах MathCad (система компьютерной алгебры)/Matlab. Показана применимость метода не только для систем радиодиапазона, но и для квантовых устройств передачи данных, в частности инфракрасного диапазона, работающих в условиях флуктуаций тропосферного канала, на линии связи «космический аппарат – наземная станция слежения». Основные итоги работы: показано преимущество комплексирования прерывистого излучения и разнесённого приема сигналов при неизменной мощности передатчика для повышения надёжности функционирования автономных систем; определена зависимость вероятности ошибки от уровня порога при фиксированной мощности передатчика; сделана оценка оптимального порогового уровня передающего устройства по критерию минимизации вероятности ошибки; показано, что при оптимальном уровне порога обеспечивается не только минимальная вероятность ошибочного приёма данных, но и снижается энергетический расход передатчика.
Прерывистая связь, комплексирование, разнесённый приём, оптимальное сложение, оптимальный уровень порога
Короткий адрес: https://sciup.org/14132158
IDR: 14132158 | УДК: 621.396.946
Increasing the reliability and speed of data transmission in the rayleigh channel through the use of combining intermittent data transmission with diversity reception with optimal addition of diversity branches
The paper discusses a method for increasing the reliability of data transmission under conditions of Rayleigh signal fading using the modes of combining intermittent radiation and coherent diversity reception of phase-keyed signals with optimal addition. The main goal of the study is to increase the noise immunity of data trans-mission in the Rayleigh channel while keeping the transmitter power and data transmission rate constant. The study was carried out using the method of mathematical modeling in the MathCad (computer algebra system)/Matlab environments. The applicability of the method is shown not only for radio range systems, but also for quantum data transmission devices, in particular in the infrared range, operating under conditions of fluctuations of the tropospheric channel, on the communication line between a spacecraft and a ground tracking station. Main results of the work: the advantage of combining intermittent radiation and diversity reception of signals at a constant transmitter power is shown to increase the reliability of the functioning of autonomous systems; the dependence of the error probability on the threshold level is determined for a fixed transmitter power; an assessment was made of the optimal threshold level of the transmitting device based on the criterion of minimizing the probability of error; it has been shown that at an optimal threshold level, not only the minimum probability of erroneous data reception is ensured, but also the energy consumption of the transmitter is reduced.
Список литературы Повышение достоверности и скорости передачи данных в рэлеевском канале применением комплексирования прерывистой передачи данных с разнесённым приёмом при оптимальном сложении ветвей разнесения
- Шубин В.И. Многогранность развития VSAT в России // Век качества. 2010. № 2. С. 48–50.
- Нагирная А.В. Принципы развития глобального информационного пространства // Фундаментальные исследования. 2013/ № 6. C. 1462–1467.
- Сергиенко А.Б. Цифровая связь. Санкт-Петербург: СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2012.
- Махарьян Н., Девкота Н. и Ким Б.В. Воздействие атмосферы на оптические передачи спутниковой связи в открытом космосе на линиях вверх и вниз // Прикладные науки. 2022. № 12. С. 1–17.
- Парих Дж. и Джейн В.К. Исследование статистических моделей атмосферного канала для оптической линии связи в свободном пространстве. Технологический институт, НИРМА, Ахмедабад – 382481, 8–10 декабря 2011 г. С. 1–7.
- Лохвицкий М.С., Сорокин А.С., Шорин О.А. Мобильная связь: стандарты, структура, алгоритмы, планирование. М.: Горячая линия-телеком, 2023.
- Плужникова Е.Л., Разумейко Б.Г. Математический анализ. Интегральное исчисление. М.: МИСиС, 2011.
- Холодова С.Е., Перегудин С.И. Специальные функции в задачах математической физики. Санкт-Петербург: ИТМО, 2012.
- Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов, М.: Лань, 2022.
- Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М.: Образовательные проекты, 2019.
- Зюко А.Г., Кловский Д.Д., Назаров М.В., Финк Л.М. Теория передачи сигналов. М: Радио и связь, 1986.
- Андрианов И.М. Разработка алгоритмов повышения эффективности систем с ортогональным частотным уплотнением и прерывистой передачей данных. Дис… канд. техн. наук по спец. «Системный анализ, управление и обработка информации (в технических системах). Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения», МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 2012.
