А.Б. Чумаченко1, А.С. Юниченко2

1,2 ФГУП «РНИИРС» ФНПЦ (г. Ростов-на-Дону, Россия)

Постановка проблемы. Использование высокоскоростных беспроводных систем передачи данных малого радиуса действия в условиях городской зоны налагает на указанные системы повышенные требования к помехоустойчивости относительно мелкомасштабных замираний, возникающих вследствие многолучевого распространения радиоволн в городской среде, а также к устойчивости относительно внутриполосных помех, возникающих вследствие одновременного функционирования указанных систем в одном частотном диапазоне на незначительном расстоянии друг от друга. Кроме того, системы малого радиуса действия должны соответствовать требованиям по спектральной и энергетической эффективностям, что, в свою очередь, приводит к ограничениям на занимаемую полосу частот и пик-фактор сигнала.

Цель. Провести исследование и разработать рекомендации по формированию и приему сигналов для высокоскоростных беспроводных систем передачи данных малого радиуса действия, функционирующих в условиях городской зоны на фоне аддитивных внутриполосных помех с учетом ограничений на занимаемую полосу частот и пик-фактор сигнала.

Результаты. Определена сигнальная конструкция для использования в системах передачи данных малого радиуса действия с учетом предъявляемых ограничений. Рассмотрены существующие методы приема выбранной сигнальной конструкции в условиях одновременного воздействия мелкомасштабных замираний и аддитивных внутриполосных помех. Предложен реализуемый на практике алгоритм приема на основе рассмотренных методов, который включает в себя согласованную фильтрацию, совмещенную с подавлением внутриполосных помех с использованием предложенного алгоритма подавления аддитивных внутриполосных помех, а также коррекцию межсимвольных искажений с первичной символьной синхронизацией с помощью дробно-интервального эквалайзера. Проведено математическое моделирование, подтвердившее работоспособность разработанного алгоритма. По результатам исследования приведены рекомендации формированию и приему сигналов для высокоскоростных беспроводных систем передачи данных малого радиуса действия, функционирующих в условиях городской зоны на фоне аддитивных внутриполосных помех с учетом ограничений на занимаемую полосу частот и пик-фактор сигнала.

Практическая значимость. Представленные рекомендации позволяют на практике разрабатывать сигнально-кодовые конструкции и методы их приема для систем цифровой радиосвязи, функционирующих в сложной сигнально-помеховой обстановке при обеспечении их спектральной и энергетической эффективности.

Чумаченко А.Б., Юниченко А.С. Формирование и прием сигналов высокоскоростной беспроводной системы передачи данных малого радиуса действия в условиях городской зоны на фоне помех // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 12. С. 120−130.
DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202212-11

1. Решение ГКРЧ от 07.05.2007 № 07-20-03-001. О выделении полос радиочастот устройствам малого радиуса действия.
2. Рекомендация МСЭ-R P.1411-8. Данные о распространении радиоволн и методы прогнозирования для планирования наружных систем радиосвязи малого радиуса действия и локальных радиосетей в диапазоне частот от 300 МГц до 100 ГГц. Женева. 2016. 49 с.
3. 5G Waveforms candidates // Rohde & Schwarz. Application notes. 2016.
4. Борисов В.И., Зинчук В.М., Лимарев А.Е., Мухин Н.П., Нахмансон Г.С. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов модуляцией несущей псевдослучайной последовательностью. М.: Радио и связь. 2003. 640 c.
5. Guozhu Long, Fuyun Ling and John G. Proakis. Fractionally-Spaced Equalizers Based on Singular Value Decomposition // ICASSP-88., International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing. 1988. V. 3. Р. 1514-1517.
6. Шувалов А.В. Синтез и анализ компенсационного алгоритма подавления структурно детерминированных помех // Радио-техника. 2005. Т. 69. № 7. С. 43-49.
7. Шувалов А.В. Синтез и анализ оптимального некогерентного по помехе алгоритма фильтрации радионавигационных параметров сигнала при воздействии структурно детерминированной помехи // Радиотехника. 2006. Т. 70. № 7. С. 106-111.
8. Прокис Дж. Цифровая связь: Пер. с англ. / Под ред. Д.Д. Кловского. М.: Радио и связь. 2000. 800 c.
9. Andrea Goldsmith. Wireless Communications. Stanford University. 2004. 427 р.
10. Cheng-Po Liang, Je-hong Jong, Stark W.E., East J.R. Nonlinear Amplifier Effects in Communications Systems // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. August 1999. V. 47. № 8. P. 1461-1466.
11. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов: учебное пособие. Изд. 3-е. СПб: БХВ-Петербург. 2011. 768 с.
12. Перов А.И. Статистическая теория радиотехнических систем: Учеб. пособие для вузов. М.: Радиотехника. 2003. 400 с.
13. ГОСТ Р ИСО 16269-4-2017 Статистические методы. Статистическое представление данных. Часть 4. Выявление и обра-ботка выбросов.
14. Cioffi J.M., Kailath Th. Fast, Recursive-Least-Squares Transversal Filters for Adaptive Filtering // IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing. April 1984. V. ASSP-32. № 2. Р. 304-336.