А. П. Краснослободцев1, Г. А. Осипов2, Е. В. Самохина3
1–3 Российский технологический университет – МИРЭА, Институт радиоэлектроники и информатики (Москва, Россия)

1 alsdir@yandex.ru, 2 g_a_osipov@mail.ru, 3 samohina@mirea.ru

Постановка проблемы. Программно-конфигурируемые радиотехнологии позволяют применять различные алгоритмы обработки сигналов, в результате чего возникают сложности в разработке методик для эффективного моделирования радиосистем. Выявление проблемных аспектов функционирования и выработка способов их решения имеют критическое значение при проектировании радиоприложений. Моделирование занимает важную роль в процессе разработки радиосистем, в особенности с применением свободно распространяемых программных средств и доступных аппаратных решений. Данная работа ставит перед собой задачу исследования процесса моделирования радиосистемы с использованием технологий программно-кон­фигурируемого радио на базе платформы GNU Radio и аппаратного комплекса USRP-2901. Основное внимание уделено применению USRP-2901 как ключевого инструмента для реализации радиосистемы в реальных условиях.

Цель. Разработать и протестировать модель радиосистемы, состоящей из передатчика и приемника с использованием квадратурной фазовой манипуляции (QPSK), для выявления проблемных вопросов при формировании и демодуляции сигнала.

Результаты. Установлено, что использование связки GNU Radio и USRP-2901 позволяет эффективно разрабатывать, тестировать и адаптировать радиосистемы. С помощью моделирования выявлены особенности, связанные с искажениями в сигнальном созвездии. Проведен анализ искажений, и предложены методы их минимизации.

Практическая значимость. Разработанная модель может быть применена для образовательных целей, научных экспериментов и создания на ее базе усовершенствованных моделей радиосистем. Работа представляет интерес для исследователей и инженеров, занимающихся разработкой радиоприложений, а также для специалистов, изучающих современные технологии в области телекоммуникаций и программно-конфигурируемые радиотехнологии.

Краснослободцев А.П., Осипов Г.А., Самохина Е.В. Моделирование радиосистем с использованием программно-конфигу­рируемых радиотехнологий на базе GNU Radio // Антенны. 2025. № 3. С. 60–69. DOI: https://doi.org/10.18127/j03209601-202503-06

1. Львов А.В., Мителькова А.Д., Кабаев Д.В., Стародубровский А.С. Разработка и прототипирование радиоэлектронных устройств по технологии SDR с использованием системы GNU Radio // Сб. трудов XXIV Междунар. науч.-технич. конф. «Радиолокация, навигация, связь». Воронеж, 17–19 апреля 2018 г. В 5-и томах. Т. 2. Воронеж: ООО «Вэлборн». 2018. С. 228–234.
2. Фокин Г.А., Рютин К.Е. Экспериментальная апробация SDR-платформы LibreSDR // Сб. материалов науч.-технич. конф. Санкт-Петербургского НТО РЭС им. А.С. Попова, посвященной Дню радио. 2024. № 1 (79). С. 174–177.
3. Аистов Н.С., Волхонская Е.В. Исследование особенностей передачи информации методом фазовой модуляции // Вестник молодежной науки. 2023. № 3 (40).
4. Рыбаков А.И. Рекомендации по повышению эффективности канала дальней КВ-радиосвязи на радиотрассе Санкт-Петербург – Иркутск // Экономика и качество систем связи. 2024. № 4 (34). С. 81–92.
5. Степанова И.В., Патенченкова Е.К. Особенности построения систем широкополосного мобильного доступа технологии Wi-Fi // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. 2023. Т. 15. № 6. С. 34–42.
6. Макаренко С.И. Описательная модель системы спутниковой связи Iridium // Системы управления, связи и безопасности. 2018. № 4. С. 1–34.
7. Коломенский К.Ю., Демидова А.Ю., Казаринов А.С. От DVB-S к DVB-S2X: прогресс в стандартизации систем цифрового спутникового вещания // Известия вузов России. Радиоэлектроника. 2024. Т. 27. № 2. С. 68–78.
8. Шорин О.А., Асланян В.А. Подходы к интеграции технологии Nb-IoT с сетью 5G // Экономика и качество систем связи. 2024. № 3 (33). С. 56–62.
9. Шарипов Т.А., Шишаков К.В., Симушин А.А., Загидуллин Ю.Т. Моделирование систем связи с помощью MATLAB и прототипирование на платформе SDR // Сб. материалов VI Всеросс. науч.-практич. конф. «Технологии разработки и отладки сложных технических систем». Москва, 27–28 марта 2019 г. М.: МГТУ имени Н.Э. Баумана. 2019. С. 233–241.
10. Кучмин Н.А., Никитин О.Р. Исследование искажений созвездия QPSK сигнала // The Scientific Heritage. 2021. № 78-1. С. 34–37.
11. Михайлов В.Ю., Мазепа Р.Б., Витомский Е.В. Учебно-исследовательский программно-аппаратный комплекс прототипирования компонентов радиосистем на основе технологии SDR: Учеб. пособие. М.: Горячая линия – Телеком. 2024.
12. Miller D.T. Demonstration of GNU Radio high data rate QPSK modem at 15.0 Mbps real-time with multi-core general purpose processor // Proceedings of the GNU Radio Conference. 2022. V. 7. № 1.