Д.В. Иванов1, В.А. Иванов2, Н.В. Рябова3, А.А. Елсуков4, Н.А. Конкин5

1-5 Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола, Россия)

Постановка проблемы. Для ионосферной КВ-радиосвязи характерна изменчивость в геофизическом времени диапазона рабочих частот и параметров радиоканалов, что обуславливает актуальность создания активных радиосенсоров для повышения эффективности тактической связи, которые должны обеспечивать минимальное время диагностики и обладать минимальной мощностью. Кроме того, для расширения круга пользователей данными необходимо реализовать возможность дистанционного управления терминалами радиосенсора и обработкой данных.

Цель. Развить методы, алгоритмы их реализации и программные средства для создания активного сенсора, работающего в режиме одновременно-последовательного зондирования маломощными сложными сигналами ионосферных каналов с возможностью организации дистанционного взаимодействия с пользователями.

Результаты. Развиты методы цифрового синтеза и обработки многочастотных OFDM-сигналов при расширении спектра парциалов за счет BPSK с учетом особенностей дискретного преобразования Фурье. Предложена система удаленного управления сенсором и приведена методика анализа параметров КВ-радиоканалов, позволяющих осуществлять планирование процесса диагностики и удаленно получать актуальные данные об основных параметрах диагностируемых линий связи. Представлены результаты экспериментальной верификации развитых методов для случая работы системы тактической КВ-связи на квазивертикальных линиях, подтверждающие их корректность и показывающие преимущества такого сенсора ионосферных радиоканалов тактической связи.

Практическая значимость. Применение активных сенсоров с дистанционным управлением в перспективных системах когнитивной КВ-связи способствует решению главной на сегодняшний день задачи обеспечения более равномерного использования парциальных каналов, повышения помехоустойчивости связи, производительности модемов, снижения излучаемой мощности и расширения возможностей для пользователей связи.

Иванов Д.В., Иванов В.А., Рябова Н.В., Елсуков А.А., Конкин Н.А. Активный сенсор с дистанционным управлением для диагностики широкополосных ионосферных радиоканалов OFDM-BPSK-сигналами // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 12. С. 90−104.
DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202212-08

1. Поляков В.Т. NVIS - техника ближней связи на КВ // Спецтехника и связь. 2009. № 1. C. 59-63.
2. Giorgetti A, Sithamparanathan K. Cognitive Radios Techniques: Spectrum Sensing, Interference Mitigation and Localization. London: Artech House. 2012. 369 p.
3. Муравьев И.В., Бахтин А.А. Исследование методов создания интеллектуальных систем связи, адаптирующихся к сложной радиочастотной обстановке, на основе технологии когнитивного радио // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2012. Т. 6. № 9. C. 104-106.
4. Кандаурова Е. О., Чиров Д.С. Разработка программного комплекса интеллектуальной перестройки рабочих частот для систем когнитивного радио // Электросвязь. 2021. № 2. C. 43-47. DOI: 10.34832/ELSV.2021.15.2.006.
5. Иванов Д.В., Иванов В.А., Рябова Н.В., Елсуков А.А. Проблемы вертикального зондирования ионосферы сложными сигналами минимальной мощности // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер. Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2021. № 2(50). C. 6-20. DOI: 10.25686/2306-2819.2021.2.6.
6. Ратовский К.Г., Потехин А.П., Медведев А.В., Куркин В.И. Современный цифровой ионозонд DPS-4 и его возможности // Солнечно-земная физика. 2004. № 5(118). C. 102-104.
7. Кузьмин А.В., Канаев А.С. Средства вертикального радиозондирования ионосферы // Гелиогеофизические исследования. 2012. № 2. C. 72-82.
8. Крашенинников И.В. Анализ типов зондирующих сигналов в задаче ионосферного радиозондирования и критерии эффективности использования космических систем для проведения трансионосферного мониторинга в Арктике // Гелиогеофизические исследования. 2016. № 14. C. 53-62.
9. Подлесный А.В., Брынько И.Г., Куркин В.И., Березовский В.А., Киселёв А.М., Петухов Е.В. Многофункциональный ЛЧМ-ио-нозонд для мониторинга ионосферы // Гелиогеофизические исследования. 2013. № 2(4). C. 24-31.
10. Вертоградов Г.Г., Урядов В.П., Вертоградов В.Г., Вертоградова Е.Г., Кубатко С.В., Валов В.А. Многофункциональный комплекс для наклонного зондирования на базе ионозонда-радиопеленгатора // Журнал радиоэлектроники. 2010. № 12. C. 1-18.
11. Кузьмин А.В., Кучерина В.М., Ражев А.Н. Комплекс мониторинга ионосферы на базе ионозонда «Авгур-Д» // Гелиогеофизические исследования. 2013. № 4. C. 111-119.
12. Свешников Ю.К., Зубков М.П., Сизиков В.Д., Кривальцевич С.В. Исследование возможности уменьшения времени зондирования четырехканальным ЛЧМ-ионозондом // Техника радиосвязи. 2014. № 3(23). C. 51-60.
13. Oppenheim A., Schafer R. Digital Signal Processing. Hoboken: Prentice-Hall. 1975. 585 p.
14. Индексация и перестановка спектральных отсчетов дискретного преобразования Фурье [Электронный ресурс] DSPLIB.org. URL: https://ru.dsplib.org/content/dft_freq/dft_freq.html (дата обращения: 16.08.2022).
15. Ryabova N.V., Ivanov D.V., Ivanov V.A., Elsukov A.A. Processing Multicarrier Phase Coded Signals with OFDM on the USRP Platform for NVIS Sounding of HF Radio Channels // 2020 Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications (SYNCHROINFO). 2020. P. 1-6. DOI: 10.1109/SYNCHROINFO49631.2020.9166059.
16. Newman D.J. An L1 external problem for polynomials // Proceedings of the American mathematical society. 1965. V. 16.
    P. 1287-1290.
17. Иванов Д.В., Иванов В.А., Елсуков А.А. Разработка и испытание аппаратно-программного комплекса для наземного мониторинга ионосферы с применением SDR-технологии, сложных зондирующих фазо-кодо-манипулированных сигналов и квадратурной обработки // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер. Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2019. № 2(42). C. 71-85. DOI: 10.25686/2306-2819.2019.2.71.
18. Конкин Н.А., Пасова А.Д. Машинное обучение в задаче прогнозирования временных рядов МПЧ коротковолновых каналов радиосвязи // Архивариус. 2021. Т.7. № 8(62). C. 29-31.
19. PostgreSql Documentation [Электронный ресурс] PostgreSQL.org URL: https://www.postgresql.org/docs/ (дата обращения: 16.08.2022).
20. Introducing JSON [Электронный ресурс] json.org URL: https://www.json.org/json-en.html (дата обращения: 16.08.2022).
21. Иванов В.А., Иванов Д.В., Рябова Н.В., Мальцев А.В. Адаптивное обнаружение и выделение широкополосного сигнала с линейной частотной модуляцией при сжатии его в частотной области // Электромагнитные волны и электронные системы. 2009. Т. 14. № 8. С. 34-45.
22. Скляревский, М.С. Вертоградов Г.Г. Влияние перемещающихся ионосферных возмущений на распространение декаметровых волн по результатам измерений с помощью линейно-частотно-модулированного радиопеленгатора // Радиотехника. 2019. Т. 83. № 8(11). С. 75-84.