Academic Journal
Применение аппроксимации спектров для моделирования динамических свойств беспроводных каналов связи
| Title: | Применение аппроксимации спектров для моделирования динамических свойств беспроводных каналов связи |
|---|---|
| Authors: | Surzhik, D. I., Vasilyev, G. S., Kuzichkin, O. R., Koskin, A. V., Fedorov, V. I. |
| Publisher Information: | Уральский федеральный университет, 2023. |
| Publication Year: | 2023 |
| Subject Terms: | SELF-ORGANIZING NETWORKS, НЕЙРОННАЯ СЕТЬ, NEURAL NETWORK, КАНАЛ СВЯЗИ, COMMUNICATION CHANNEL, FUZZY LOGIC, БЕСПИЛОТНЫЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ, UNMANNED AERIAL VEHICLES, 'УМНЫЕ ГОРОДА', НЕЧЕТКАЯ ЛОГИКА, CONTINUOUS PIECEWISE LINEAR FUNCTIONS, АППРОКСИМАЦИЯ, САМООРГАНИЗУЮЩИЕСЯ СЕТИ, НЕПРЕРЫВНЫЕ КУСОЧНО-ЛИНЕЙНЫЕ ФУНКЦИИ, 'SMART CITIES', APPROXIMATION |
| Description: | This work is devoted to the application of approximation methods for modeling wireless radio communication channels. The rationale and prospects of the use of unmanned aerial vehicles as part of flying self-organizing networks for the transmission of high-speed information in the conditions of «smart cities» are demonstrated. The problem of using these networks is also referred, associated with the technical complexity of ensuring acceptable reliability and quality of wireless communication, associated with the multipath of signal propagation and a number of other factors. It is shown that in this aspect, the development of mathematical modeling methods of analyzing signals at the inputs of UAV radio receivers in order to evaluate their amplitude-phase transformations by a communication channel is of special significance. It has been established that the connection between the signals on the transmitting and receiving sides of an arbitrary wireless radio communication channel, assuming its linearity, can be uniquely determined by a complex transfer function in the frequency domain, which in practice is very complex and difficult to describe analytically. In this regard, an approach to its approximation by an equivalent model, described by fractional-rational functions of a complex variable, physically realized by mixed connections of various linear inertial and inertial links, is proposed, and for modeling dynamic characteristics, a numerical-analytical modeling technique based on the spectral method and piecewise linear approximation. A results of applying the proposed solutions are shown. Данная работа посвящена применению методов аппроксимации для моделирования беспроводных радиоканалов связи. Показана актуальность и перспективность применения беспилотных летательных аппаратов в составе летающих самоорганизующихся сетей для передачи высокоскоростной информации в условиях «умных городов». Отмечена также и проблема использования данных сетей, связанная с технической сложностью обеспечения приемлемой надежности и качества беспроводной связи, связанная с многолучевостью распространения сигналов и рядом других факторов. Показано, что в данном аспекте особую актуальность представляет развитие методов математического моделирования для анализа сигналов на входах радиоприемников БПЛА для оценки их амплитудно-фазовых преобразований каналом связи. Установлено, что связь между сигналами на передающей и приемной стороне произвольного беспроводного радиоканала связи в предположении о его линейности может однозначно определяться комплексной передаточной функцией в частотной области, которая на практике является весьма сложной и плохо поддается аналитическому описанию. В связи с этим предложен подход к ее аппроксимации эквивалентной моделью, описываемой дробно-рациональными функциями комплексного переменного, физически реализуемыми смешанными соединениями различных линейных инерционных и безынерционных звеньев, а для моделирования динамических характеристик — методика численно-аналитического моделирования на основе спектрального метода и кусочно-линейной аппроксимации. Показаны результаты применения предложенных решений. The work was supported by the Russian Federation Presidential Scholarship SP‑4829.2021.3 “Improving the quality indicators of modern space telecommunication systems by improving the characteristics of their radio transmitting equipment.” The theory was prepared within the framework of the state assignment of the Russian Federation “Research and development of integrated energy-saving and thermoelectric regenerative systems” application No. 2019-1497, No. FZWG‑2020-0034. Работа поддержана стипендией Президента РФ СП‑4829.2021.3 «Повышение качественных показателей современных космических телекоммуникационных систем путем улучшения характеристик их радиопередающей аппаратуры». Теория подготовлена в рамках государственного задания РФ «Исследование и разработка комплексных энергосберегающих и термоэлектрических регенеративных систем» заявка № 2019-1497, № FZWG‑2020-0034. Поступила: 04.08.2023. Принята в печать: 12.09.2023. Received: 04.08.2023. Accepted: 12.09.2023. |
| Document Type: | Article |
| Language: | Russian |
| DOI: | 10.15826/urej.2023.7.3.006 |
| Access URL: | http://elar.urfu.ru/handle/10995/127770 |
| Accession Number: | edsair.od.......917..1ce1cb802f04b7464983da3a82414bc6 |
| Database: | OpenAIRE |
| DOI: | 10.15826/urej.2023.7.3.006 |
|---|