Опубликована: 2025-04-28
Раздел
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ И РАДИОТЕХНИКА
Аннотация
Решается задача расширения полосы частот трансионосферного радиоканала систем спутниковой связи в условиях частотной дисперсии. Представлен метод определения предельной полосы частот на основе полосы когерентности. Приведены аналитические выражения для вычисления случайной составляющей фазовой функции, которую в результате адаптивной коррекции не удаётся скомпенсировать. Показано, что случайная компонента появляется в результате стохастической погрешности при экспериментально измеренном полном электронном содержании ионосферы по данным глобальных навигационных спутниковых систем. Учёт различной степени ошибки позволяет получить потенциальный выигрыш в расширении полосы канала при компенсации эффекта нелинейной дисперсии в 2,5…7 раз.
Ключевые слова: трансионосферный радиоканал; система спутниковой связи; полоса когерентности; предельная полоса частот; полное электронное содержание.
Литература
1. Armand N.A. Propagation of broadband signals in dispersive media // Journal of Communications Technology and Electronics. 2003. Vol. 48. № 9. P. 1045-1057.
2. Dispersive distortions of system characteristics of broadband transionospheric radio channels / D. Ivanov, V. Ivanov, N. Ryabova et al. // Journal of Applied Engineering Science. 2017. Vol. 15. № 4. P. 550-555.
3. Терентьев М.В., Чубинский Н.П. Компенсация дисперсионных искажений, ограничивающих полосу частот космической радиолинии // Материалы VII Всероссийской научной конференции «Радиофизические методы в дистанционном зондировании сред». Муром: Изд.-полиграфический центр МИ ВлГУ, 2016. С. 419-423.
4. Adaptive correction for frequency phase dispersion arising with transionospheric propagation of wideband radio signals / A. Kislitsin, D. Ivanov, M. Ryabova et al. // 2019 Russian Open Conference on Radio Wave Propagation. Kazan, Russia, 2019. Pp. 329-332: 10.1109/RWP.2019.8810344.
5. Лобов Е.М., Лобова Е.О., Кандауров Н.А. Оптимальный следящий компенсатор дисперсионных искажений широкополосных сигналов // Электросвязь. 2018. № 5. С. 34-38.
6. Yasyukevich Yu.V., Mylnikova A.A., Polyakova A.S. Estimating the total electron content absolute value from the GPS/GLONASS data // Results in Physics. 2015. Vol. 5. Pp. 32–33. Doi:10.1016/j.rinp.2014.12.006.
7. Studying frequency dispersion in transionospheric radio paths using the estimates of the total electron content / D.V. Ivanov, V.A. Ivanov, N.V. Ryabova et al // IET Conference Publications. 12th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2018). London: United Kingdom. 2018. Vol. 2018. Iss. CP741. DOI: 10.1049/cp.2018.0474.
8. Арманд Н.А., Иванов В.А. Коррекция дисперсионных искажений широкополосных сигналов // Труды XXI Всерос. науч. конф. «Распространение радиоволн». Йошкар-Ола: МарГТУ, 2005. Т.1. С. 10–18.
9. Лобов Е.М., Смердова Е.О. Оценка импульсной характеристики широкополосного ионосферного канала с помощью метода обратной фильтрации // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2017. Т. 11. № 3. С. 24-27.
10. Mitigation of Dispersion Distortions of Transionospheric Communication Channels when Total Electron Content Measurements are Corrupted with Stochastic Error / D. V. Ivanov, V. A. Ivanov, N. V. Ryabova et al // 2020 Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications. Moscow, Russia, 2020. Pp. 1-6. DOI: 10.1109/IEEECONF48371.2020.9078570.
11. Терентьев М.В., Чубинский Н.П. Дисперсионные ограничения полосы частот космической радиолинии // Материалы IV Всероссийской научной конференции «Проблемы военно-прикладной геофизики и контроля состояния природной среды». СПб.: Военно-космическая академия имени А.Ф.Можайского, 2016. С. 262-266.
12. Иванов Д.В. Методы и математические модели исследования распространения в ионосфере сложных декаметровых сигналов и коррекции их дисперсионных искажений. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2006. 266 с.
13. Hardware software system for producing coherent bandwidth maps of transionospheric wideband radio channel / V.A. Ivanov, N.V. Ryabova, M.I. Ryabova et al. // 2019 Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications, SYNCHROINFO 2019. Russia, 2019. Pp. 1-5. DOI: 10.1109/SYNCHROINFO.2019.8813934.
14. Propagation of Broadband HF Signals in a Medium with Nonlinear Dispersion / D.V. Ivanov, V.A. Ivanov, N.N. Mikheeva et al. // Journal of Communications Technology and Electronics. 2015. Vol. 60. № 11. С. 1205-1214.
15. Кислицын А. А., Овчинников В. В., Трушкова О. А. Создание моделей и алгоритма для исследования эффектов нелинейной частотной дисперсии в трансионосферных каналах связи с дисперсионными искажениями // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2018. № 3 (39). С. 6-19. DOI: 10.15350/2306-2819.2018.3.6
16. Determining the repetition period of transionospheric radio channel sounding to retrain a facility of correction for dispersion distortions / D. V. Ivanov, V. A. Ivanov, N. V. Ryabova et al. // Journal of Physics: Conference Series, Russian open scientific conference «Modern problems of remote sensing, radar, wave propagation and diffraction» (MPRSRWPD) 23-25 June 2020. Murom: Russian Federation, 2020. Vol. 1632. Pp. 1-6. DOI: 10.1088/1742-6596/1632/1/012006.
17. Kislitsin A. A., Ryabova N. V., Konkin N. A. Estimation of the Gain in the Transionospheric Radio Channel Capacity Under the Presence of Stochastic Error in Experimental Measuring Total Electron Content of the Ionosphere // 2020 Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications (SYNCHROINFO). Svetlogorsk, 2020. Pp. 1-4. DOI: 10.1109/SYNCHROINFO49631.2020.9166091.
18. Суточная динамика вертикального полного электронного содержания над городами Иркутск и Йошкар-Ола по данным GPS/ГЛОНАСС и модели IRI-2012 / Ю. В. Ясюкевич, А. А. Мыльникова, В.В. Демьянов и др. // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2013. № 3(19). С. 18-29.
19. Кислицын А. А. Комплексный подход к адаптивной компенсации дисперсионных искажений системных характеристик широкополосных трансионосферных радиоканалов // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2019. № 3 (43).
С. 6-21.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований в рамках научных проектов: проект № 19-07-00629/19, № 20-07-00268.
2. Dispersive distortions of system characteristics of broadband transionospheric radio channels / D. Ivanov, V. Ivanov, N. Ryabova et al. // Journal of Applied Engineering Science. 2017. Vol. 15. № 4. P. 550-555.
3. Терентьев М.В., Чубинский Н.П. Компенсация дисперсионных искажений, ограничивающих полосу частот космической радиолинии // Материалы VII Всероссийской научной конференции «Радиофизические методы в дистанционном зондировании сред». Муром: Изд.-полиграфический центр МИ ВлГУ, 2016. С. 419-423.
4. Adaptive correction for frequency phase dispersion arising with transionospheric propagation of wideband radio signals / A. Kislitsin, D. Ivanov, M. Ryabova et al. // 2019 Russian Open Conference on Radio Wave Propagation. Kazan, Russia, 2019. Pp. 329-332: 10.1109/RWP.2019.8810344.
5. Лобов Е.М., Лобова Е.О., Кандауров Н.А. Оптимальный следящий компенсатор дисперсионных искажений широкополосных сигналов // Электросвязь. 2018. № 5. С. 34-38.
6. Yasyukevich Yu.V., Mylnikova A.A., Polyakova A.S. Estimating the total electron content absolute value from the GPS/GLONASS data // Results in Physics. 2015. Vol. 5. Pp. 32–33. Doi:10.1016/j.rinp.2014.12.006.
7. Studying frequency dispersion in transionospheric radio paths using the estimates of the total electron content / D.V. Ivanov, V.A. Ivanov, N.V. Ryabova et al // IET Conference Publications. 12th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2018). London: United Kingdom. 2018. Vol. 2018. Iss. CP741. DOI: 10.1049/cp.2018.0474.
8. Арманд Н.А., Иванов В.А. Коррекция дисперсионных искажений широкополосных сигналов // Труды XXI Всерос. науч. конф. «Распространение радиоволн». Йошкар-Ола: МарГТУ, 2005. Т.1. С. 10–18.
9. Лобов Е.М., Смердова Е.О. Оценка импульсной характеристики широкополосного ионосферного канала с помощью метода обратной фильтрации // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2017. Т. 11. № 3. С. 24-27.
10. Mitigation of Dispersion Distortions of Transionospheric Communication Channels when Total Electron Content Measurements are Corrupted with Stochastic Error / D. V. Ivanov, V. A. Ivanov, N. V. Ryabova et al // 2020 Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications. Moscow, Russia, 2020. Pp. 1-6. DOI: 10.1109/IEEECONF48371.2020.9078570.
11. Терентьев М.В., Чубинский Н.П. Дисперсионные ограничения полосы частот космической радиолинии // Материалы IV Всероссийской научной конференции «Проблемы военно-прикладной геофизики и контроля состояния природной среды». СПб.: Военно-космическая академия имени А.Ф.Можайского, 2016. С. 262-266.
12. Иванов Д.В. Методы и математические модели исследования распространения в ионосфере сложных декаметровых сигналов и коррекции их дисперсионных искажений. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2006. 266 с.
13. Hardware software system for producing coherent bandwidth maps of transionospheric wideband radio channel / V.A. Ivanov, N.V. Ryabova, M.I. Ryabova et al. // 2019 Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications, SYNCHROINFO 2019. Russia, 2019. Pp. 1-5. DOI: 10.1109/SYNCHROINFO.2019.8813934.
14. Propagation of Broadband HF Signals in a Medium with Nonlinear Dispersion / D.V. Ivanov, V.A. Ivanov, N.N. Mikheeva et al. // Journal of Communications Technology and Electronics. 2015. Vol. 60. № 11. С. 1205-1214.
15. Кислицын А. А., Овчинников В. В., Трушкова О. А. Создание моделей и алгоритма для исследования эффектов нелинейной частотной дисперсии в трансионосферных каналах связи с дисперсионными искажениями // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2018. № 3 (39). С. 6-19. DOI: 10.15350/2306-2819.2018.3.6
16. Determining the repetition period of transionospheric radio channel sounding to retrain a facility of correction for dispersion distortions / D. V. Ivanov, V. A. Ivanov, N. V. Ryabova et al. // Journal of Physics: Conference Series, Russian open scientific conference «Modern problems of remote sensing, radar, wave propagation and diffraction» (MPRSRWPD) 23-25 June 2020. Murom: Russian Federation, 2020. Vol. 1632. Pp. 1-6. DOI: 10.1088/1742-6596/1632/1/012006.
17. Kislitsin A. A., Ryabova N. V., Konkin N. A. Estimation of the Gain in the Transionospheric Radio Channel Capacity Under the Presence of Stochastic Error in Experimental Measuring Total Electron Content of the Ionosphere // 2020 Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications (SYNCHROINFO). Svetlogorsk, 2020. Pp. 1-4. DOI: 10.1109/SYNCHROINFO49631.2020.9166091.
18. Суточная динамика вертикального полного электронного содержания над городами Иркутск и Йошкар-Ола по данным GPS/ГЛОНАСС и модели IRI-2012 / Ю. В. Ясюкевич, А. А. Мыльникова, В.В. Демьянов и др. // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2013. № 3(19). С. 18-29.
19. Кислицын А. А. Комплексный подход к адаптивной компенсации дисперсионных искажений системных характеристик широкополосных трансионосферных радиоканалов // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2019. № 3 (43).
С. 6-21.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований в рамках научных проектов: проект № 19-07-00629/19, № 20-07-00268.
