Використання SDR в якості сенсорних вузлів інтелектуальної системи управління мережею збору даних радіовипромінювання
DOI: 10.31673/2786-8362.2023.010202
Анотація
Стаття присвячена дослідженню використання програмно керованого радіо (SDR) в контексті зростаючого попиту на безпроводові технології та радіоелектронні пристрої. Вона акцентує увагу на проблемах перенасиченості радіоспектра, потреби в автоматизації управління радіосистемами, забезпеченні безпеки, використанні машинного навчання та ШІ, інтеграції різних систем, а також на економічних вигодах. Стаття розглядає SDR як інструмент для вирішення цих викликів, особливо через його здатність працювати на широкому діапазоні частот і використання цифрової обробки сигналів. Також розкривається роль ПКР в радіомоніторингу та його важливість у виявленні та усуненні джерел завад.
Основна увага приділяється розробці алгоритму виконання операцій OFDM-модуляції в SDR інтелектуальних систем управління мережею збору даних радіовипромінювання. Пропонований алгоритм має на меті оптимізувати передачу даних, зменшуючи передачу надлишкових біт інформації та сприяючи ефективному використанню радіоспектра. В статті детально описано архітектуру та функціональні можливості SDR, включаючи аналіз впливу технологій OFDM на ефективність передачі даних в рамках програмно керованих систем.
Стаття описує наступні етапи розробки алгоритму виконання операцій OFDM-модуляції:
1. Визначення вимог та характеристик: Першим кроком визначено основні вимоги до алгоритму OFDM-модуляції та ключових характеристик, необхідних для ефективного використання у SDR. Це включило в себе аналіз пропускної здатності, чутливості до помилок, вимог до смуги пропускання та інших технічних параметрів.
2. Розробка та моделювання: Здійснено детальну розробка алгоритму, включаючи вибір методів модуляції та способів їх реалізації. На цьому етапі також виконано моделювання алгоритму для оцінки його ефективності та визначення оптимальних параметрів.
3. Реалізація алгоритму в програмному середовищі: Алгоритм реалізований у вигляді програмного коду, в середовищі Mathcad та написаний на мові С++. Цей крок включав кодування алгоритму, його тестування та відладку.
4. Аналіз результатів та оптимізація: Проведено аналіз отриманих результатів, включаючи оцінку ефективності модуляції, точності передачі даних та впливу на загальну продуктивність системи. Показано ефективність роботи алгоритму через його можливість підлаштовуватись під умови навколишніх завад.
Ключові слова: SDR, ЦСП, радіомоніторинг, інтелектуальна система, OFDM, захисний інтервал, модуляція, алгоритм.
Список використаної літератури:
1. Definitions of software defined radio (SDR) and cognitive radio system (CRS). ITU. URL: https://www.itu.int/pub/R-REP-SM.2152
2. Zheng R., Li X., Chen Y. An overview of cognitive radio technology and its applications in civil aviation. Sensors. 2023. Т. 23, № 13. С. 6125. URL: https://doi.org/10.3390/s23136125
3. Tripathi P. S. M., Chandra A. Radio spectrum monitoring for cognitive radio. Electronic systems technology (wireless VITAE), Chennai, India, 28 February – 3 March 2011. 2011. URL: https://doi.org/10.1109/wirelessvitae.2011.5940926
4. Ianculescu C. Cognitive radio and dynamic spectrum sharing. Wireless Innovation Forum | CBRS, SDR & Spectrum Sharing Standards. URL: https://www.wirelessinnovation.org/assets/Proceedings/2005/2005-sdr05-4-4-03-ianculescu.pdf
5. Makarenko A.O. The role of radio monitoring for the field of telecommunications and information technologies // International conference for European countries "Digital transformation as a strategic direction for the development of the digital economy in the world and in Ukraine". K.: DUT, December 28, 2022.
6. Semendiai S. The use of cognitive radio technology to improve the efficiency of wireless data transmission systems in the conditions of active use of electronic warfare. Cybersecurity: education, science, technique. 2023. Vol. 4, no. 20. P. 220–229. URL: https://doi.org/10.28925/2663-4023.2023.20.220229
7. Berkman L.N. Multi-criteria optimization of parameters of software-configured networks (SDN) / L.N. Berkman // Journal "Telecommunications and Information Technologies". – 2014. No. 4. - P. 5-11.
8. Base station system structure document no. SDRF-01-P-0006-V2.0.0. Wireless Innovation Forum. URL: https://www.wirelessinnovation.org/assets/work_products/Reports/sdrf-01-p-0006-v2_0_0_basestation_systems.pdf.
9. Lee P. SDR architecture. Wireless Innovation Forum. URL: http://www.wirelessinnovation.org/assets/documents/tut-SDR_Architectures.pdf
10. Fazel K., Kaiser S. (2008). Multi-Carrier and Spread Spectrum Systems: From OFDM and MC-CDMA to LTE and WiMAX. 2nd Edition. John Wiley & Sons, Ltd, 380 p. URL: https://doi.org/10.1002/9780470714249
11. Mat Zain N. A., Abdul Razak N. I., Idris M. S. Block diagonalization precoding for multiuser–MIMO downlink channel. Jurnal teknologi. 2016. Vol. 78, no. 5-9. URL: https://doi.org/10.11113/jt.v78.8811
12. Yildirim M. ABC algorithm-based subblocks set design for OFDM with all index modulation. IEEE communications letters. 2020. Vol. 24, no. 12. P. 2926–2930. URL: https://doi.org/10.1109/lcomm.2020.3019476
