Спосіб визначення оптимальних значень параметрів сигналів з підвищеною завадостійкістю

На сучасному етапі розвитку систем зв'язку найбільш перспективними є радіотехнології,  які розроблено на основітехнології OFDMА і  які використовуються в більшості систем радіодоступу нового покоління.В системі зв'язку OFDMА кожна підносійна схильна до впливу частотно-селективних завмирань. Внаслідок цього функція частотного відгуку каналу змінюється  як за частотою, так іза часом, тобто значення комплексної огинаючої може істотно змінюватися від підносійної до підносійної, а також від одного часового символу OFDMА до іншого. Факт наявності нерівномірного канального відгуку за підносійними може використовуватися для індивідуального вибору типу модуляції і схеми кодування для кожної підносійної (або групи підносійних). Цей вибір може здійснюватися в залежності від значення відношення сигнал-шум, яке забезпечується під час передачі сигналу на ційпідносійній в цьому інтервалі часу.

З точки зору вдосконалення методів приймання і передачі сигналів в когнітивних мережах  викликають зацікавленість схема стрибкоподібної зміни частоти (надалі названа як «FH»), тобто схема стрибкоподібної зміни підносійних, виділених  для конкретного терміналу абонента, та схема FH-OFDMА, що є схемою, яка комбінує схему FH і схему OFDMА. Система, що використовує гібридний метод багатостанційного доступу FH-OFDMА (надалі названа  як «система FH-OFDMА»), використовує схему FH в смугах частот з перескоком частоти підносійних, виділених  для терміналу абонента. Отже, система FH-OFDMА також розподіляє всі підносійні, зокрема підносійні даних,  що використовуються вздовж всієї смуги частот, таким чином, досягаючи збільшення частотного рознесення.

У системі множинного доступу з ортогональним частотним розділенням каналів і стрибкоподібною зміною частоти (FH-OFDMA) смуга пропускання рівномірно розподіляється на низку ортогональних підносійних. Кожному користувачеві виділяється певнакількість цих підносійних OFDMА. У  системі FH-OFDMA користувачі також стрибкоподібно змінюють частоту (тобто,під- набір носійних OFDM, призначених користувачеві, змінюється за часом) вздовж всієї смуги пропускання. Всі користувачі в рамках одного сектора або стільника є ортогональними щодо один одного і, отже, не викликають завад один одному.

У сучасних мобільних телекомунікаційних системах, що використовують сигнали OFDMА і які функціонують, наприклад, в стандартах WI-MAX, LTE та інших,можна забезпечити надійну транзакцію цифрових даних за наявності багатопроменевості і завмирань, що виникають внаслідок цьогов каналі зв'язку, при середньому відношенні сигнал-шум, як правило, не менше 8-12 дБ, за межами якого приймання інформаційних повідомлень стає фактично неможливим завдяки відсутності синхронізації передавача і приймача в частотній області та корекції параметрів каналу передачі.

Проте,  на практиці під час експлуатації систем зв'язку виникають ситуації, коли в зазначеному вище складному завадовому оточенні  необхідно передати особливо цінну інформацію, наприклад, сигнали тривоги  і географічні координати об'єкту, що зазнало аварії, сигнали запиту зв'язку по додатковому каналу і тому подібне.

На сьогодні відомі дослідження для вирішення цієї задачі. Наприклад, запропоновано простий алгоритм адаптації швидкості (SimpleRateAdaptive - SRA algorithm). АлгоритмSRA використовує критерій забезпечення необхідної ймовірності помилки, не маючи на меті досягнення максимально можливої ​​швидкості передачі для поточного значення відношення сигнал-шум в кожній підносійній. Алгоритм SRA вимагає наявності інформації про частотний відгук каналу поширення за всіма підносійними в реальному масштабі часу. Автори алгоритму визначають пороги відношення сигнал-шум (SNRth), які використовуються для приймання рішення про вибір відповідної схеми модуляції для кожної підносійної.

Суттєвим недоліком алгоритму є те, що рішення про вибір швидкості передачі здійснюється тільки з використанням поточного відношення сигнал-шум. Точність оцінювання відношення сигнал-шум не завжди  є високою. Внаслідокцього вибір типу модуляції і схеми кодування може бути помилковим. Крім того, необхідне значення ймовірності помилки за певної схеми кодування/модуляції може забезпечуватися при різних значеннях відношення сигнал-шум в залежності від умов розповсюдження сигналу (частота федінга, ширина інтервалу багатопромінності і т.д.).

Враховуючі дану ситуацію, на кафедрі мобільних та відеоінформаційних технологій творча наукова група під керівництвом Сайка В.Г. запропоновала технічне рішення. Головною метою його - підвищення надійності з метою передачі цінної інформації сигналамиOFDMА за умов гранично низького відношення сигнал - шум багаточастотної системи радіозв'язку та забезпечення необхідної якості приймання.

07 лютого 2017 року було отримано по заявці u 2016 09334 рішення про видачу патенту на корисну модель. В запропонованому способі, на відміну від прототипу, забезпечується можливість підвищення надійності зв'язку (зривів зв'язку) з метою передачі цінної інформації сигналами OFDMА за умов гранично низьких відношень сигнал-шум,обмеженої кількості частотних каналів та необхідності забезпечення максимально швидкого передачі даних з мінімальною кількістю перезапитів неприйнятих пакетів. Зменшення кількості перезапитів обумовлює збільшення сукупної швидкості передачі повідомлення в порівнянні з системою з постійними параметрами сигналу.
 

Завідувач кафедри мобільних та відеоінформаційних технологій
Д.т.н., професор Сайко В.Г.
Тел. (044) 249-25-04