Современные решения по повышению энергоэффективности радиолиний для технического обновления радиостанций интегрированных систем связи

A S Baturin; V V Hvorenkov; K V Shishakov

doi:10.22213/2413-1172-2022-4-47-62

Authors

A. S. Baturin Sarapul Radio Plant
V. V. Hvorenkov Kalashnikov ISTU
K. V. Shishakov Kalashnikov ISTU

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2022-4-47-62

Keywords:

radio terminal, energy efficiency, stand of the chief designer, signal modulation, noise-resistant coding, cognitive radio systems, software-defined radio, signal-code structures

Abstract

Promising tasks for improving radio equipment with increased energy efficiency, related to in-depth preliminary study and efficiency research using the stand of the chief designer, are considered. Initially, a theoretical factor analysis of the interference radio terminal energy efficiency with respect to evenly distributed over the spectrum is given. The problem of choosing a variant of digital modulation and parameters of a noise-resistant code from the condition of obtaining the least energy for the transmission of one bit of information at a given error probability per bit and the level of spectral noise density is examined. With regard to broadband signals, energy-efficient linearly frequency-modulated signals are allocated. In the case of narrowband signals, cognitive technologies for improving energy efficiency for radio paths with partially filled spectrum, tuning radio lines to the "windows of the best transparency" of the spectrum, are studied. Their importance for VHF radio lines and HF radio systems with tuning to the optimal frequency by regular ionosphere sounding is noted. The features of cognitive radio networks development to improve the energy efficiency of radio facilities are considered. The ways of algorithms design for modem and noise-resistant encoder energy effective tuning to a given radio line conditions for testing in the stand of the Chief Designer are discussed. Priority tasks for improving radio equipment with increased energy efficiency have been specified. Urgent specific subtasks for elaboration at the stand of the Chief Designer are highlighted.

Author Biographies

A. S. Baturin, Sarapul Radio Plant

Chief Designer

V. V. Hvorenkov, Kalashnikov ISTU

DSc in Engineering, Professor

K. V. Shishakov, Kalashnikov ISTU

DSc in Engineering, Associate Professor

References

Mubashir H., Rehmani, Dhaou R. Cognitive radio, mobile communications and wireless networks. Springer International Publishing, 2019, 292 p.

Аджемов С. С., Чиров Д. С., Терешонок М. В. Распознавание видов цифровой модуляции сигналов в системах когнитивного радио. М., 2018. 223 с.

Виноградов, Е. М. Современные направления повышения эффективности спектра и внедрения новых радиотехнологий // Информационные технологии и телекоммуникации. 2016. Т. 4, № 1. С. 68-78.

Шаптала В. С., Машкин А. И., Соколов В. А. Использование сигнально-кодовой конструкции аппаратуры передачи данных для сравнения моделей радиоканала // Техника средств связи. 2020. № 3 (151). С. 37-43.

Построение системы контроля и тестирования радиосистем как элемента IOT / В. В. Хворенков, А. И. Нистюк, Р. А. Хатбуллин, А. А. Зыкин // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2018. Т. 21, № 3. С. 155-165.

Разработка программно-аппаратных средств для имитации работы радиосредств связи / В. В. Хворенков, А. А. Зыкин, А. Н. Копысов, М. А. Бояршинов, Р. А. Хатбуллин // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2020. Т. 23, № 4. С. 60-68.

Степутин А. Н., Николаев А. Д. Мобильная связь на пути к 6G : в 2 т. Инфра-Инженерия, 2020.

Вэнь Тонг, Пейин Чжу. Сети 6G. Путь от 5G к 6G глазами разработчиков. От подключенных людей и вещей к подключенному интеллекту : пер. с англ. В. Яценкова. М. : ДМК Пресс, 2022. 632 с.

Кулешов И. А., Солозобов С. А., Шевченко В. В. Мониторинг радиоэлектронной обстановки в системе связи ВМФ // Техника средств связи. 2018. № 4 (144). С. 22-29.

Повышение показателей качества КВ-связи при использовании предсеансовой диагностики многомерного ионосферного радиоканала / Д. В. Иванов, В. А. Иванов, Н. В. Рябова, Р. Р. Бельгибаев // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2018. № 2 (38). С. 6-32.

Зяблов В. В., Потапов В. Г. Сигнально-кодовые конструкции для бесконфликтных сетей // Информационные процессы. 2017. Т. 17, № 1. С. 1-13.

Дулькейт И. В., Завьялов С. А., Свирский В. М. Использование SDR технологий в морской радиосвязи // Омский научный вестник. Приборостроение, метрология и информационно-измерительные приборы и системы. 2018. № 1 (157). С. 63-68.

Фокин Г. А., Волгушев Д. Б., Харин В. Н. Использование SDR технологии для задач сетевого позиционирования. Формирование опорных сигналов LTE // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2022. Т. 16, № 5. С. 28-47.

Haykin S., Peyman S. Fundamentals of cognitive radio. In ser. Wiley series on adaptive and cognitive dynamic systems. Wiley, 2017, 232 p.

Li S., Wei Z., Guodong Z. Advanced sensing techniques for cognitive radio. Springer International Publishing, 2017, 76 p.

He X., Dai H. Adversary detection for cognitive radio networks. In ser. Springer Briefs in electrical and computer engineering. Springer, 2018, 83 p.

Сорокин А. С. Оценка потенциальной эффективности применения когнитивного радио // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения : материалы международной научно-технической конференции. М. : МИРЭА, 2018. Т. 18, № 4. С. 935-938.

Алгоритмы управления частотным распределением в условиях массового использования когнитивного радио и интернета вещей / Н. П. Ямпурин, В. И. Логинов, Ю. С. Федосенко, С. В. Павлов // Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов. 2019. Т. 10, № 2. С. 16-23.

Зуев А. В. Распределение канальных ресурсов в когнитивной радиосети на основе аукционного метода управления доступом к среде передачи // Системы управления, связи и безопасности. 2019. № 3. С. 14-32.

Пашинцев В. П., Чипига А. Ф., Анзин И. В. Энергетическая скрытность низкоорбитальной системы спутниковой связи при произвольном удалении приемника радиоперехвата // Системы управления, связи и безопасности. 2018. № 4. С. 122-135.

Путилин А. Н., Шаптала В. С. Иерархическое манипуляционное кодирование для сигнально-кодовой конструкции на основе трехмерной симплекс-решетки // Техника средств связи. 2019. № 1 (145). С. 164-169.

Blagodatsky G.A., Kopysov A.N., Khvorenkov V.V., Baturin I.S. Research and development of hierarchical models of automated control systems for the parameters of the radio-line of the cognitive radio system. Journal of Physics: Conference Series, 2019, 1368 (4), 042001.

Хабаров Е. О., Максимов Е. В. Особенности сигнально-кодовой конструкции, устойчивой к общим замираниям в декаметровом канале связи // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2020. Т. 23, № 2. С. 29-36.

Кандауров Н. А. Сигнально-кодовые конструкции для низкоскоростной широкополосной декаметровой связи // Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов. 2019. Т. 10, № 6. С. 33-38.

Kandaurov N.A. Signal-Code constructs and processing algorithm with automatic dispersion distortion compensation for wideband HF communication // T-Comm, 2019, vol. 13, no. 2, рр. 76-79.

Урсол Д. В. О помехоустойчивости сигнально-кодовых конструкций для систем интернет вещей // Экономика. Информатика. 2021. Т. 48, № 4. С. 822-830.

Анализ занятости каналов с полосами от 3 до 24 КГц в задаче когнитивного КВ радио / Д. В. Иванов, В. А. Иванов, Р. Р. Бельгибаев, Н. А. Конкин // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. 2020. № 1-2. С. 96-97.

Иванов Д. В., Иванов В. А., Рябова Н. В. Экспериментальные модели многомерного ионосферного радиоканала для задач когнитивного КВ радио // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. 2020. № 1-2. С. 446-447.

Киченко А. Н., Савельев А. В., Шишаков К. В. Анализ сигнально-кодовых конструкций в задачах повышения энергетической скрытности радиолиний // Интеллектуальные системы в производстве. 2020. Т. 18, № 4. С. 11-20. DOI: 10.22213/2410-9304-2020-11-20.

Николашин Ю. Л., Будко П. А., Жуков Г. А. Эффективность использования когнитивной радиосвязи в декаметровом диапазоне частот // Техника средств связи. 2018. № 2 (142). С. 6-22.