старший преподаватель кафедры беспроводных технологий и систем Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
доктор технических наук, доцент, профессор кафедры радиосвязи и вещания Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
Актуальность. В системах дальнемагистральной связи декаметрового (ДКМ) диапазона на количество битовых ошибок одновременно влияют два ключевых фактора: соотношение сигнал / шум и степень фазовых искажений, вызванных доплеровским сдвигом, возникающим из-за случайного движения неоднородностей ионосферы. Проблема повышения помехоустойчивости таких систем осложняется тем, что даже при высоком уровне сигнала на входе демодулятора прием может затрудняться фазовыми искажениями, которые приводят к резкому увеличению количества битовых ошибок и ухудшению коэффициента BER. Несмотря на достаточное число классических работ, проблема повышения помехоустойчивости современных отечественных систем ДКМ радиосвязи в заданных сценариях функционирования с использованием современных методов и средств цифровой обработки сигналов остается актуальной и востребованной.
Объектом исследования являются современные отечественные системы ДКМ радиосвязи, которые зачастую демонстрируют известные недостатки, включая низкую адаптивность к изменениям в ионосфере и проблемы с интерференцией сигналов. Например, система Р-016 имеет ограничения по диапазону частот, что делает ее менее эффективной в условиях варьирования ионосферных характеристик, которые влияют на уровень сигналов. Прототипы также могут иметь проблемы с обработкой сигналов, что приводит к возникновению битовых ошибок до 10-3 даже при отсутствии заметных помех.
Предметом исследования являются модели и методы функционирования радиолиний ДКМ радиосвязи.
Задачей исследования является оценка влияния различных факторов, таких как изменение длины преамбулы и использование адаптивных фильтров, на помехоустойчивость системы. Анализ полученных результатов показывает, что увеличение длины преамбулы в таких системах способствует повышению помехоустойчивости дальнемагистральной связи. Научная новизна заключается в усовершенствовании существующих расчетных моделей радиотрасс в ДКМ диапазоне путем применения комплекса параметров, включающего задаваемое для данного сеанса связи отношение сигнал / шум в радиолинии и для повышения точности расчета напряженности поля в точке приема, пересчитанные значения критических частот по прогнозам концентрации электронов, а также доплеровский сдвиг для каждого слоя ионосферы. Практическая значимость результата заключается в повышении помехоустойчивости существующих систем ДКМ радиосвязи в ионосферных условиях распространения.
Relevance. In long-haul decameter-band (LDB) communication systems, the number of bit errors is simultaneously influenced by two key factors: the signal-to-noise ratio and the degree of phase distortions caused by the Doppler shift, which arises from the random movement of ionospheric inhomogeneities. The challenge of improving the interference resistance of such systems is complicated by the fact that even with a high signal level at the demodulator's input, reception can be hindered by phase distortions, leading to a sharp increase in the number of bit errors and a degradation of the BER (bit error rate) coefficient. Despite the sufficient number of classical works, the problem of enhancing the interference resistance of modern domestic LDB radio communication systems under specified operating scenarios using contemporary methods and digital signal processing tools remains relevant and in demandich lead to a sharp increase in the number of bit errors and a deterioration in the BER coefficient. Despite a sufficient number of classical works, the problem of improving the noise immunity of modern domestic LDB or short-wave (HF) radio communication systems in specified operating scenarios using modern methods and means of digital signal processing (DSP) remains relevant and in demand.
The object of the research is modern domestic decameter-band radio communication systems, which often exhibit known shortcomings, including low adaptability to changes in the ionosphere and issues with signal interference. For example, the R-016 system has limitations in its frequency range, making it less effective under varying ionospheric conditions that affect signal levels. Prototypes may also have problems with signal processing, which leads to bit errors of up to 10-3 even in the absence of noticeable interference.
The subject of the study is the models and methods of functioning of LDB decameter-band communication lines.
The objective of the research is to evaluate the impact of various factors, such as changes in preamble length and the use of adaptive filters, on the interference resistance of the system. The analysis of the obtained results shows that increasing the preamble length in such systems contributes to enhancing the interference resistance of long-haul communication. The scientific novelty lies in the improvement of existing radio propagation models in the decameter range by applying a complex of parameters that includes the signal-to-noise ratio set for a specific communication session in the radio line, and to increase the accuracy of field strength calculations at the receiving point, recalculated values of critical frequencies based on electron concentration forecasts, as well as Doppler shift for each layer of the ionosphere. The practical significance of the results lies in the enhancement of the interference resistance of existing decameter-band communication systems in ionospheric propagation conditions.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.