А.Н. Конев1, Д.В. Чащин2, Н.А. Воробьев3, П.В. Луферчик4

1–4 АО «НПП «Радиосвязь» (г. Красноярск, Россия)
1 konev_an@krtz.su, 2 chaschin_dv@krtz.su, 3 vorobev_na@krtz.su, 4 lpv@krtz.su

Постановка проблемы. Система ближнепольной магнитной связи (БПМС) позволяет обеспечивать связь в условиях препятствий с высокой диэлектрической проницаемостью, таких как вода, бетон, почва. В то же время БПМС имеет ряд особенностей, ограничивающих ее применение. При традиционном методе разработки системы связи, необходимо учитывать особенности различных каналов связи, проводить прототипирование каждого узла системы, а также испытания узлов и системы в условиях реальной радиолинии.

Цель. Рассмотреть эффективность применение методов модельно-ориентированного проектирования (МОП) для разработки энергоэффективной системы БПМС с учетом условий эксплуатации.

Результаты. На примере системы БПМС рассмотрена возможность осуществлять расчет характеристик будущей системы на базе модели, с применением МОП упростить прототипирование разрабатываемых устройств, обеспечить оптимизацию под конкретные условия без построения макетных образцов. Показано, что применение МОП позволяет создавать имитационную версию системы, обладающую такими же свойствами и характеристиками как реальная система связи. Продемонстрировано, что создание цифровой тени, т.е. моделирование поведения разработанной с помощью МОП системы в имитационном канале, построенном на основе измерений реальной радиолинии, позволяет выявить узкие места, разработать энергоэффективный режим под конкретную радиолинию.

Практическая значимость. Применение методов МОП позволяет повысить эффективность разработки оборудования, снизить количество этапов интеграции разработки и тестирования, а также избегать ошибок и осуществлять верификацию производительности при ранней стадии проектирования системы связи.

Конев А.Н., Чащин Д.В., Воробьев Н.А., Луферчик П.В. Разработка энергоэффективной системы ближнепольной магнитной связи на основе модельно-ориентированного проектирования // Успехи современной радиоэлектроники. 2024. T. 78. № 11.
С. 67–75. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202411-08

1. Hott M., Hoeher P.A. Underwater Communication Employing High-Sensitive Magnetic Field Detectors. IEEE Access. September 2020. V. 8. P. 177385–177394. DOI: 10.1109/ACCESS.2020.3026623.
2. Sharma A.K., Yadav S., Dandu S.N., Kumar V., Sengupta J., Dhok S.B., Kumar S. Magnetic Induction-Based Non-Conventional Media Communications: A Review. IEEE Sensors Journal. April 2017. V. 17. P. 926–940. DOI: 10.1109/JSEN.2016.2640190.
3. Telford W., Geldart L., Sheriff R. Applied Geophysics, Cambridge University Press. 1990 [Online]. Available: https://books.google.co.in/books?id= Q8ogAwAAQBAJ.
4. Sogade J., Vichabian Y., Vandiver A., Reppert P.M., Coles D., Morgan F.D. Electromagnetic cave-to-surface mapping system. IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2004. V. 42 (4). P. 754–763.
5. Конев А.Н., Комаров А.А., Луферчик П.В., Штро П.В. Исследование помехового фона на входе приемника системы ближнепольной магнитной связи в городских условиях // Изв. ЮФУ. Сер.: Технические науки. 2022. № 5 (229). С. 202–209.
6. Роженко Д.Н. Применение концепции модельно-ориентированного проектирования в разработке ПЛИС // Молодой ученый. Март 2017. № 11 (145). С. 102–108.
7. Babitskii A.N., Belyaev B.A., Boev N.M., Izotov A.V. Low noise wideband thin-film magnetometer. IEEE Sensors 2017, conference proceedings. 2017. P. 316–318. DOI: 10.1109/ICSENS.2017.8233972
8. Belyaev B.A. et al. Compact Non-Linear Power Amplifier for Wideband Underwater and Underground Near-Field Magnetic Communication Systems. 2019 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON). Tomsk. Russia. 2019. P. 1–5. DOI: 10.1109/SIBCON.2019.8729580.
9. Арикан Э. Поляризация каналов: метод построения кодов, обеспечивающих пропускную способность, для симметричных каналов без памяти с двоичным входом // IEEE Trans. Информация. Теория. 7 июля 2009. Т. 55. С. 3051–73.
10. Луферчик П.В., Комаров А.А., Конев А.Н., Галеев Р.Г., Богатырев Е.В. Энергетически эффективный OFDM режим с возможностью адаптации к условиям распространения в каналах с многолучевостью // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 8. С. 122−131. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202208-13.