АДАПТИВНЫЙ АЛГОРИТМ ОБРАБОТКИ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫХ СИГНАЛОВ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В КАНАЛЕ 3D WIMAX НА ОСНОВЕ ПРИНЦИПОВ SIMO-OFDM
Аннотация
Развитие телекоммуникационной отрасли сосредоточено на использовании систем беспро- водной широкополосной связи, позволяющих увеличить скорость передачи информации. Для реше- ния этой задачи разработаны новые технологии с высокими передающими способностями. Огра- ничение спектра сигнала и замирание сигнала в зонах Френеля из-за многопутных компонентов в беспроводной системе, развернутой в городских кварталах с плотной застройкой, представляют собой значительные проблемы при проектировании систем беспроводной связи, а также появле- ние эффекта Доплера в результате движения мобильной станции и затухание сигнала при рас- пространении в канале в различных частотных диапазонах. Чтобы увеличить скорость и пропу- скную способность, можно использовать процедуру передачи и приема сигналов для формирова- ния каналов с одним входом и несколькими выходами SIMO (Single Input Multiple Output), обеспечи- вающих пространственную фильтрацию при выборе пути с максимальной мощностью сигнала. В статье представлен анализ и моделирование передачи данных на основе системы SIMO беспро- водного канала 3D WiMAX. Результаты сравнения обработки сигналов этим методом с использо- ванием адаптивного алгоритма и без него, полученный по критерию максимума отношения сиг- нал/шум (SNR ‒ Signal to Noise Ratio) представлены зависимостями вероятности появления бито- вой ошибки (BER ‒ Bit Error Rate) от отношения сигнал/шум (SNR). В результате моделирования был сделан вывод, что для одной и той же системы вероятность ошибки чувствительна к изме- нению типа модуляции, иными словами, BER изменяется в соответствии с изменением вида моду- ляции сигнала. Также можно сделать вывод, что системы SIMO чувствительны к многопутному распространению сигнала (multipath) для одного и того же типа модуляции, а BER растет с уве- личением количества приемников поскольку снижается отношение сигнал/шум SNR
Список литературы
1. Roy R.K., Roy T.K. Evaluation of Antenna Receive Diversity Performance of SIMO-OFDM System
over Rayleigh Fading Channel // Computer Science and Applications. – 2013. – 4 (7).
2. Fedosov V., Legin A., Lomakina A. Adaptive algorithm for data transmission in wireless channels
based on MIMO-OFDM technique // Conference Proceedings - 2017 Radiation and Scattering of Electromagnetic
Waves, RSEMW 2017. – 2017. – P. 218-221.
3. Sadjadpour H.R. Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) // Handbook of Radio Frequency
and Wireless Technologies. – Elsevier, 2004. – P. 333-353.
4. Fedosov V.P., Jameel J.S., Kucheryavenko S.V. Analysis of an Adaptive Algorithm for Processing
Space-Time Signals for Image Transmission Based on 3D Wireless Channel Model // Book Analysis
of an Adaptive Algorithm for Processing Space-Time Signals for Image Transmission Based on 3D
Wireless Channel Model. – IEEE, 2021. – P. 443-446.
5. Федосов В.П., Аль-Мусави Висам Мохаммедтаки М. Джавад. Анализ и сравнение адаптивного
алгоритма в системах SISO и MIMO для канала 3D-WiMAX в условиях функционирования бес-
пилотных летательных средств в районе с плотной застройкой // Компьютерные и информацион-
ные технологии в науке, инженерии и управлении (КомТех-2023): Матер. Всероссийской научно-
технической конференции с международным участием. – Т. 1. – Таганрог, 2023. – С. 50-56.
6. Fedosov V., Jameel J., Kucheryavenko S. Transmitting Image in 3D Wireless Channel using Adaptive
Algorithm Processing with MMSE based on MIMO principles // Book Transmitting Image in 3D
Wireless Channel using Adaptive Algorithm Processing with MMSE based on MIMO principles.
– IOP Publishing, 2021. – P. 012131.
7. Fedosov V.P., Jameel J.S., Kucheryavenko S.V. Theoretical Analysis of Adaptive Algorithm Modulation
Scheme in 3D OFDM WiMAX System // Trends in Sciences. – 2022. – No. 19.12. – P. 4605-4605.
8. Fedosov V., Legin A., Lomakina A. Adaptive algorithm for wireless data transmission (including images)
based on SISO system and OFDM technique // Serbian Journal of Electrical Engineering.
– 2018. – Vol. 15, No. 3. – P. 353-364.
9. Джамил Д.С. Передача информации на основе канала MIMO-OFDM 3D WiMAX с использова-
нием адаптивного алгоритма // Научная инициатива иностранных студентов и аспирантов.
– Томск, 2021. – С. 107-112.
10. Fedosov V.P., Jameel J.S., Kucheryavenko S.V. Data transmission in 3D WIMAX channel based on SISOOFDM
and MIMO-OFDM // Izvestiya SFedU. Technical science. – 2020. – No. 6 (216). – P. 6-18.
(In Russian).
11. Fedosov V., Al-Musawi W., Kucheryavenko S. Transmission Data in 3D Channel Using Adaptive Algorithm
Based on The MIMO-OFDM in a Densely Built-Up Area // in 2023 Radiation and Scattering
of Electromagnetic Waves (RSEMW-2023). – 2023. – P. 240-243.
12. Федосов В.П., Терновой Д.О. Алгоритм совместной адаптации на прием и передачу в системе
связи на основе антенных решеток // Радиотехника. – 2011. – № 9. – С. 52-55.
13. Федосов В.П., Ковтун Д.Г., Легин А.А., Ломакина А.В. Исследование модели OFDM-сигнала с
малым уровнем внеполосного излучения // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2015.
– № 11 (172). – С. 6-16.
14. Федосов В.П., Муравицкий Н.С. Адаптивная приемная антенная решетка для обработки про-
странственно-временных сигналов в MIMO-системе беспроводной передачи данных // Антен-
ны. – 2011. – № 8 (171). – С. 35-43.
15. Федосов В.П., Джамил Д.С., Кучерявенко С.В. Сравнение производительностей адаптивного алго-
ритма и метода минимума среднеквадратического отклонения для передачи изображений на основе
систем связи с использованием антенных решеток // Радиотехника. – 2023. – Т. 87, № 2. – С. 69-78.
16. Finamore W.A., da Silva Pinho M., Sharma M., Ribeiro M.V. Modeling Noise as a Bernoulli-Gaussian
Process // Journal of Communication and Information Systems. – 2023. – 38, (1). – P. 174-186.
17. Beheshti M., Omidi M.J., Doost-Hoseini A.M. Equalisation of SIMO-OFDM systems with insufficient
cyclic prefix in doubly selective channels // IET Commun. – 2009. – Vol. 3, Issue 12. – P. 1870-1882.
18. Fedosov V.P., Lomakina A.V., Legin A.A., Voronin V.V. Three-dimensional model of hydro acoustic
channel for research MIMO systems // Proceedings of SPIE - The International Society for Optical
Engineering. 9. Ocean Sensing and Monitoring IX. 2017. – P. 101860W.
19. Федосов В.П., Емельяненко А.В. Сравнительная эффективность беспроводного доступа на осно-
ве пространственной адаптации на выходах антенной решетки при использовании MIMO
OFDM в релеевском канале // Антенны. – 2013. – № 10 (197). – С. 045-049.
20. Федосов В.П., Кучерявенко С.В., Муравицкий Н.С. Повышение эффективности радиосвязи в
релеевском канале на основе антенных решеток // Антенны. – 2008. – № 11 (138). – С. 98-104.
21. Федосов В.П., Аль-Мусави Висам Мохаммедтаки М. Джавад, Кучерявенко С.В. Пространствен-
но-временной адаптивный алгоритм с использованием кода Хэмминга на основе модели бес-
проводного канала 3D-MIMO // Радиотехника. – 2024. – Т. 88, № 2. – С. 113-123.
22. Fedosov V., Jameel J., Kucheryavenko S. Medical Image Transmission in 3D WiMAX Channel Using
Adaptive Algorithm Based on MIMO-OFDM Principles // Conference Proceedings - 2023 Radiation
and Scattering of Electromagnetic Waves, RSEMW 2023. – 2023. – P. 236-239.
23. Fedosov V., Lomakina A., Legin A., Voronin V. Modeling of systems wireless data transmission based
on antenna arrays in underwater acoustic channels // Book Modeling of systems wireless data transmission
based on antenna arrays in underwater acoustic channels. International Society for Optics and
Photonics. – 2016. – P. 98720G.
24. Kucheryavenko A., Fedosov V. Model of multicomponent micro-Doppler signal in environment
MATLAB // MATEC Web of Conferences. – 2017. – P. 05008.
25. Fedosov V., Legin A. Wireless Data Transmission in Underwater Hydroacoustic Environment Based
on MIMO-OFDM System and Application Adaptive Algorithm at the Receiver Side // Serbian journal
of electrical engineering. – February 2019. – Vol. 16, No. 1. – P. 71-83.
