ISSN 2588-0454 · EISSN 2588-0462

Язык: ru

Статья: ПРИМЕНЕНИЕ АППРОКСИМАЦИИ СПЕКТРОВ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БЕСПРОВОДНЫХ КАНАЛОВ СВЯЗИ (2024)

Читать

Читать онлайн

Данная работа посвящена применению методов аппроксимации для моделирования беспроводных радиоканалов связи. Показана актуальность и перспективность применения беспилотных летательных аппаратов в составе летающих самоорганизующихся сетей для передачи высокоскоростной информации в условиях «умных городов». Отмечена также и проблема использования данных сетей, связанная с технической сложностью обеспечения приемлемой надежности и качества беспроводной связи, связанная с многолучевостью распространения сигналов и рядом других факторов. Показано, что в данном аспекте особую актуальность представляет развитие методов математического моделирования для анализа сигналов на входах радиоприемников БПЛА для оценки их амплитудно-фазовых преобразований каналом связи. Установлено, что связь между сигналами на передающей и приемной стороне произвольного беспроводного радиоканала связи в предположении о его линейности может однозначно определяться комплексной передаточной функцией в частотной области, которая на практике является весьма сложной и плохо поддается аналитическому описанию. В связи с этим предложен подход к ее аппроксимации эквивалентной моделью, описываемой дробно-рациональными функциями комплексного переменного, физически реализуемыми смешанными соединениями различных линейных инерционных и безынерционных звеньев, а для моделирования динамических характеристик - методика численно-аналитического моделирования на основе спектрального метода и кусочно-линейной аппроксимации. Показаны результаты применения предложенных решений.

Ключевые фразы: БЕСПИЛОТНЫЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ, "умные города", самоорганизующиеся сети, КАНАЛ СВЯЗИ, аппроксимация, непрерывные кусочно-линейные функции, нечеткая логика, нейронная сеть

Автор (ы): Суржик Дмитрий Игоревич

Соавтор (ы): Васильев Глеб Сергеевич, Кузичкин Олег Рудольфович, Коськин Александр Васильевич, Федоров Вячеслав Игоревич

Журнал: URAL RADIO ENGINEERING JOURNAL

Предпросмотр статьи

Идентификаторы и классификаторы

УДК: 550.370. Методы наблюдений и измерений геоэлектричества

Для цитирования:

СУРЖИК Д. И., ВАСИЛЬЕВ Г. С., КУЗИЧКИН О. Р., КОСЬКИН А. В., ФЕДОРОВ В. И. ПРИМЕНЕНИЕ АППРОКСИМАЦИИ СПЕКТРОВ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БЕСПРОВОДНЫХ КАНАЛОВ СВЯЗИ // URAL RADIO ENGINEERING JOURNAL. 2024. Т. 7 № 3

Текстовый фрагмент статьи

Список литературы

1. Бондарев А. Н., Киричек Р. В. Обзор беспилотных летательных аппаратов общего пользования и регулирования воздушного движения БПЛА в разных странах. Информационные технологии и телекоммуникации. 2016;4(4):13-23. EDN: YLNEPH
2. Дроздов С. Н., Жиглатый А. А., Кравченко П. П., Скороход С. В., Хусаинов Н. Ш. Об опыте реализации системы видеотрансляции в формате JPEG2000 и перспективах применения стандарта JPEG2000 для передачи видео и мультиспектральных данных с борта БПЛА. Известия ЮФУ. Технические науки. Тематический выпуск “Интеллектуальные САПР”. 2014;7(156):161-170. EDN: SIRJST
3. Хальясмаа А. И., Близнюк Д. И., Романов А. М. Диагностический комплекс для оценки состояния воздушных линий электропередачи. Вестник ЮУрГУ. Серия “Энергетика”. 2015;15(4):46-53. EDN: VDMSLT
4. Слюсар В. Передача данных с борта БПЛА: стандарты НАТО. Электроника: наука, технология, бизнес. 2010;(3):80-86. EDN: NXVWJB
5. Слюсар В. Радиолинии связи с БПЛА. Примеры реализации. Электроника: наука, технология, бизнес. 2010;(5):56-60. EDN: OISQDZ
6. Вотцель Д., Кузнецова Е. Технологии умных городов: что влияет на выбор горожан? McKinsey center for government. 2018. 66 с. URL: https://www.mckinsey.com/ru/our-insights/Smart-city-solutions-Whatdrives-citizen-adoption-around-the-globe (дата обращения: 22.09.2023).
7. D. McLaren, J. Agyeman. Sharing Cities. A case for truly smart and sustainable cities. The MIT Press. Cambridge, Massachusetts; 2015. 461 с.
8. Абламейко М., Абламейко С. “Умный город”: от теории к практике. Наука и инновации. 2018;6(184):28-34. EDN: XUENLV
9. Княгинин В. Н., Кузьмина А. С., Липецкая М. С., Римских Е. А., Рожкова Е. С., Трунова Н. А., и др. Приоритетные направления внедрения технологий умного города в Российских городах. Экспертно-аналитический доклад. М: Центр стратегических разработок “Северо-Запад “; 2018. 178 с.
10. Kheir Al-Kodmany. Sentient City: Ubiquitous Computing, Architecture, and the Future of Urban Space. Journal of Urban Technology. 2012;19(3):137-144.
11. Курчеева Г. И., Клочков Г. А. Разработка процессной модели “умный город”. Интернет-журнал “Науковедение”. 2017;9(5):1-8. URL: https://naukovedenie.ru/PDF/40EVN517.pdf (дата обращения: 22.09.2023). EDN: YKWGLE
12. Леонов А. В., Чаплышкин В. А. Сети FANET. Омский научный вестник. 2015;3(143):297-301. EDN: VCNUVR
13. Bekmezci I., Sahingoz O. K., Temel S. Flying Ad-Hoc Networks (FANETs): A Survey. Ad Hoc Networks. 2013;11(3):1254-1270.
14. Ананьев А. В., Стафеев М. А., Макеев Е. В. Разработка способа организации связи с использованием беспилотных летательных аппаратов малой дальности. Труды МАИ. 2019;(105):1-18.
15. Чертова О. Г., Чиров Д. С. Построениe опорной сети связи на базе малоразмерных беспилотных летательных аппаратов с отсутствием наземной инфраструктуры. Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. 2019;11(3):60-71. EDN: EHSBMO
16. Полынкин А. В., Ле Х. Т. Исследование характеристик радиоканала связи с беспилотными летательными аппаратами. Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2013. Вып. 7. Ч. 2. С. 98-107. EDN: RNKKQD
17. Фокин Г. А. Обзор моделей радиоканала связи с беспилотными летательными аппаратами. Труды учебных заведений связи. 2018;4(4):85-101. EDN: YTAPVJ
18. Куликов Г. В., Тамбовский С. С. Оценка качества связи с БПЛА в условиях городской застройки. Вестник МГТУ МИРЭА. 2015;1(6):205-217. URL: https://rtj.mirea.ru/eng/archive/2015-year/no-1-6-march/ (дата обращения: 22.09.2023). EDN: TNQHZJ
19. Голиков А. М. Модуляция, кодирование и моделирование в телекоммуникационных системах. Теория и практика. СПб.: Лань; 2018. 452 с. EDN: YTYJDW
20. Кириллов В. И. Многоканальные системы передачи данных. М.: Новое знание; 2002. 751 с.
21. Ирвин Дж., Харль Д. Передача данных в сетях: инженерный подход. Пер. с англ. СПб.: БХВ-Петербург; 2003. 448 с.
22. Бабков В. Ю., Вознюк М. А., Никитин А. Н., Сиверс М. А. Системы связи с кодовым разделением каналов. СПб: СПбГУТ; 1999. 120 с.
23. Шварцман В. О., Емельянов Г. А. Теория передачи дискретной информации. М.: Связь; 1979. 424 с.
24. Крухмалев В. В., Гордиенко В. Н., Моченов А. Д., Бурдин В. А., Крыжановский А. В., и др. Основы построения телекоммуникационных систем и сетей. Под ред. В. Н. Гордиенко и В. В. Крухмалева. М.: Горячая линия - Телеком; 2004. 510 с.
25. Ипатов В. П., Орлов В. К., Самойлов И. М., Смирнов В. Н. Системы мобильной связи. Под ред. В. П. Ипатова. М.: Горячая линия - Телеком; 2003. 272 с.
26. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр. Пер. с англ. М.: Издательский дом “Вильямс”; 2003. 1104 с.
27. Васин В. А., Калмыков В. В., Себекин Ю. Н., Сенин А. И., Федотов И. Б. Радиосистемы передачи информации. Под ред. И. Б. Федотова и В. В. Калмыкова. М.: Горячая линия - Телеком; 2005. 472 с. EDN: QMOSDV
28. Курилов И. А., Ромашов В. В., Жиганова Е. А., Романов Д. Н., Васильев Г. С., Харчук С. М., и др. Методы анализа радиоустройств на основе функциональной аппроксимации. Радиотехнические и телекоммуникационные системы. 2014;(1):35-49. EDN: RWRIOL
29. Vasilyev G. S., Kurilov I. A., Kharchuk S. M., Surzhik D. I. Analysis of dynamic characteristics of the nonlinear amplitude-phase converter at complex input influence. Proceedings of the 2013 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON). September 12-13, 2013. Krasnoyarsk, Russia. Pp. 1-4. DOI: 10.1109/SIBCON.2013.6693641 EDN: QPNNAJ
30. Kurilov I. A., Vasilyev G. S., Kharchuk S. M., Surzhik D. I. Research of static characteristics of converters of signals with a nonlinear control device. Proceedings of the 2011 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON). September 15-16, 2011. Krasnoyarsk, Russia. Krasnoyarsk: Siberian Federal University; 2011. Pp. 93-96.
31. Курилов И. А., Васильев Г. С., Харчук С. М. Анализ динамических характеристик преобразователей сигналов на основе непрерывных кусочно-линейных функций. Научно-технический вестник Поволжья. 2010;(1):100-104. EDN: NTVSPX

Выпуск

Т. 7 № 3 (2024)

Кол-во страниц: 106 страниц

Другие статьи выпуска

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОМПЕНСАЦИИ ШУМОВОЙ ПОЛОСЫ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФОРМИРОВАТЕЛЕЙ СИГНАЛОВ (2024)

Авторы: Суржик Дмитрий Игоревич

В настоящее время для сбора данных о состоянии ресурсов агропромышленного комплекса широкое применение находят группы беспилотных летательных аппаратов, взаимодействие с которыми осуществляется путем создания беспроводных самоорганизующихся летающих сетей, связь с которыми со стороны наземных комплексов управления обеспечивается либо с помощью космических телекоммуникационных систем спутников, либо средствами одного или нескольких узлов такой сети. Непрерывное ужесточение требований к техническим характеристикам и параметрам современных беспроводных телекоммуникационных систем (особенно к повышению скорости информационного обмена и надежности связи) заставляют разработчиков искать новые подходы к проектированию их радиопередающей аппаратуры. В частности, известно, что на отношение «сигнал/шум» существенно влияет спектральная чистота сигналов, синтезируемых с помощью специальных многоканальных формирователей сигналов радиопередатчиков. Показано, что для улучшения спектральных характеристик таких формирователей можно использовать метод автоматической компенсации шумовой полосы области частот, в которой присутствуют наиболее нежелательные дискретные спектральные составляющие. На основе предложенного подхода разработана структурная и функциональная схема формирователя несущего колебания с улучшенными спектральными характеристиками, для которой получены основные математические соотношения (дифференциальные уравнения, передаточные функции, шумовые модели), на основе которых проведено соответствующее моделирование, подтверждающее эффективность использования принципа автокомпенсации.

Сохранить в закладках

АЛГОРИТМ МОНОИМПУЛЬСНОГО ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ПОМОЩЬЮ ИСКУССТВЕННОЙ НЕЙРОННОЙ СЕТИ (2024)

Авторы: Семенов Леонид Михайлович, Фридман Леонид Борисович

Рассматриваются возможности применения искусственных нейронных сетей при обработке радиолокационных данных. Выполняется обоснование возможности применения нейронной сети для измерения углового положения летательного аппарата моноимпульсным способом. Предлагается алгоритм, основанный на совместном использовании стандартного моноимпульсного способа измерения угла и нейронной сети. Проводится анализ эффективности предлагаемого алгоритма при разных значениях отношения «сигнал/шум».

Сохранить в закладках

СОВМЕСТНЫЙ РАСЧЕТ МЕХАНИЧЕСКИХ И РАДИОЛОКАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КАЛИБРОВОЧНЫХ РАСКЛАДНЫХ СФЕРИЧЕСКИХ ОТРАЖАТЕЛЕЙ (2024)

Авторы: Самородов Алексей Аркадьевич, Солуянов Андрей Аркадьевич

Выполнено совместное моделировании формы поверхности сетеполотна, натянутого на силовой каркас, и статистических радиолокационных характеристик калибровочного отражателя. Для решения задачи предложена и реализована комплексная компьютерная модель, предусматривающая анализ напряженного состояния сетеполотна, формирующего поверхность раскладного сферического отражателя, численный электродинамический расчет пространственной диаграммы обратного рассеяния и оценивание статистических радиолокационных характеристик, соответствующих произвольному направлению локации в процессе наблюдения. С использованием комплексной компьютерной модели для выбранного варианта конструкции раскладного сферического отражателя рассчитана равновесная форма отражающей поверхности, разработана фацетная трехмерная электродинамическая модель, выполнен расчет пространственных диаграмм обратного рассеяния, проведено оценивание статистических радиолокационных характеристик для различных волновых размеров объекта. Представленная комплексная компьютерная модель может быть использована в исследованиях, связанных с анализом радиолокационных характеристик калибровочных раскладных сферических радиолокационных отражателей с различными вариантами конструкции силового каркаса.

Сохранить в закладках

НЕОТРАЖАЮЩИЙ ПОЛОСКОВЫЙ ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИЙ ФИЛЬТР НЕЧЕТНЫХ ГАРМОНИК (2024)

Авторы: Чинь Тхань То

В данной статье представлен неотражающий полосковый фильтр (НПФ), имеющий две полосы пропускания, соответствующих первой и третьей гармоникам принимаемого или передаваемого сигнала. НПФ состоит из связанных полосковых линий (СПЛ) и RLC-цепей, включенных в диагональные порты СПЛ. Представлено решение обратной задачи получения частотной зависимости RLC-цепей. Полученные соотношения позволяют синтезировать частотные характеристики RLC-цепи и в конечном итоге характеристики неотражающего полосно-пропускающего фильтра. Приведены экспериментальные результаты исследования однокаскадного НПФ нечетных гармоник с частотами 0,96 ГГц и 2,9 ГГц с возвратными потерями не хуже минус 10 дБ в диапазоне частот до 4,8 ГГц.

Сохранить в закладках

ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛОСКОВЫХ МОДУЛЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ КВАЗИХАОТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ НА ОСНОВЕ ОБЪЕМНЫХ НЕЛИНЕЙНО-ОПТИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛОВ (2024)

Авторы: Арутюнян Артуш Арсенович, Малютин Николай Дмитриевич, Малютин Георгий Александрович, Подзывалов Сергей Николаевич, Юдин Николай Николаевич

В работе проведено экспериментальное исследование частотных зависимостей коэффициентов матрицы рассеяния полосковых модулей на основе копланарной полосковой линии с частичным диэлектрическим заполнением в виде объемных нелинейно-оптических кристаллов кварца SiO2, титанил-фосфата калия KTiOPO4 (KTP), дифосфида цинка германия ZnGeP2, ниобата лития LiNbO3. Показано возникновение эффекта формирования квазихаотических колебаний в модулях, содержащих объемные кристаллы KTiOPO4, ZnGeP2, LiNbO3 при подаче на вход ЛЧМ-сигналов с быстрым переключением направления падающей волны в тракте приема-передачи векторного анализатора цепей. Введены параметры для сравнительной характеристики материалов кристаллов. Определена полная (развернутая) фаза коэффициента передачи модулей. Проведены анализ ее физического смысла и обработка полной фазы, позволившая построить алгоритм оценки частотной зависимости относительной диэлектрической проницаемости кристаллов. Исследованные модули могут выполнять функцию формирователей квазихаотических сигналов СВЧ.

Сохранить в закладках

Издательство

Издательство: УрФУ
Регион: Россия, Екатеринбург
Почтовый адрес: 620002, Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19
Юр. адрес: 620002, Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19
ФИО: Кокшаров Виктор Анатольевич (Ректор)
E-mail адрес: rector@urfu.ru
Контактный телефон: +7 (343) 3754507
Сайт: https://urfu.ru/ru

Все права на тексты и товарные знаки принадлежат их законным владельцам. Подробнее...

Сайт https://scinetwork.ru (далее – сайт) работает по принципу агрегатора – собирает и структурирует информацию из публичных источников в сети Интернет, то есть передает полнотекстовую информацию о товарных знаках в том виде, в котором она содержится в открытом доступе.

Сайт и администрация сайта не используют отображаемые на сайте товарные знаки в коммерческих и рекламных целях, не декларируют своего участия в процессе их государственной регистрации, не заявляют о своих исключительных правах на товарные знаки, а также не гарантируют точность, полноту и достоверность информации.

Все права на товарные знаки принадлежат их законным владельцам!

Сайт носит исключительно информационный характер, и предоставляемые им сведения являются открытыми публичными данными.

Администрация сайта не несет ответственность за какие бы то ни было убытки, возникающие в результате доступа и использования сайта.

Спасибо, понятно.