Розробка методики підвищення завадозахищеності багатоантенних систем зі спектрально-ефективними сигналами спеціального призначення в умовах впливу дестабілізуючих факторів

Автор(и)

  • Олег Ярославович Сова Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації імені Героїв Крут, Україна https://orcid.org/0000-0002-7200-8955
  • Андрій Володимирович Шишацький Центр дослідження трофейного та перспективного озброєння та військової техніки, Україна https://orcid.org/0000-0001-6731-6390
  • Віктор Миколайович Остапчук Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації імені Героїв Крут, Україна https://orcid.org/0000-0001-5686-0198
  • Юрій Володимирович Журавський Житомирський військовий інститут імені С. П. Корольова, Україна https://orcid.org/0000-0002-4234-9732
  • Максим Анатолійович Роговець Житомирський військовий інститут імені С. П. Корольова, Україна https://orcid.org/0000-0002-1587-9017
  • Ігор Володимирович Борисов Військова частина А1906, Україна https://orcid.org/0000-0003-2276-9913
  • Віктор Юрійович Бовсуновський Житомирський військовий інститут імені С. П. Корольова, Україна https://orcid.org/0000-0003-0207-5586
  • Юрій Зуберович Артабаєв Центр дослідження трофейного та перспективного озброєння та військової техніки, Україна https://orcid.org/0000-0001-9446-3011
  • Олександр Олександрович Троцько Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації імені Героїв Крут, Україна https://orcid.org/0000-0001-7535-5023
  • Ігор Юрійович Пилипчук Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації імені Героїв Крут, Україна https://orcid.org/0000-0002-5550-8026

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.263402

Ключові слова:

засоби радіозв’язку, нейронні мережі, нечіткі множини, обчислювальна складність, частотна характеристика

Анотація

Об’єктом дослідження є багатоантенні системи зі спектрально-ефективними сигналами спеціального призначення. Проблемним питанням, вирішенню якого присвячено дане дослідження, є підвищення завадозахищеності багатоантенних систем зі спектрально-ефективними сигналами спеціального призначення. Розроблено методику підвищення завадозахищеності багатоантенних систем зі спектрально-ефективними сигналами спеціального призначення в умовах впливу дестабілізуючих факторів. Відмінна особливість запропонованої методики полягає в використанні удосконаленої процедури попереднього кодування, оцінці стану каналу багатоантенних систем радіозв’язку зі спектрально-ефективними сигналами за декількома показниками. Удосконалена процедура оцінки стану каналу полягає в оцінці ймовірності бітової помилки каналу, частотної характеристики стану каналу та імпульсної характеристики стану каналу. Формування оцінки стану каналу по кожному з показників оцінки відбувається на окремому шарі нейронної мережі з використанням апарату нечітких множин, після чого на виході нейронної мережі формується узагальнена оцінка. Новизна запропонованої методики полягає також в використанні удосконаленої процедури прогнозування стану каналу багатоантенних систем зі спектрально-ефективними сигналами. Сутність запропонованої процедури полягає в використанні нечітких когнітивних моделей та штучної нейронної мережі для прогнозування стану каналів багатоантенних систем зі спектрально-ефективними сигналами.

За результатами дослідження встановлено, що запропонована методика дозволяє підвищити завадозахищеність систем багатоантенних систем зі спектрально ефективними сигналами за схемою 8×8 та 64 піднесучими при на 20−25 % у порівнянні з відомими

Біографії авторів

Олег Ярославович Сова, Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації імені Героїв Крут

Доктор технічних наук, старший науковий співробітник, начальник кафедри

Кафедра “Автоматизованих систем управління”

Андрій Володимирович Шишацький, Центр дослідження трофейного та перспективного озброєння та військової техніки

Кандидат технічних наук, старший дослідник, начальник відділу

Відділ досліджень роботизованих систем

Віктор Миколайович Остапчук, Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації імені Героїв Крут

Начальник

Юрій Володимирович Журавський, Житомирський військовий інститут імені С. П. Корольова

Доктор технічних наук, старший науковий співробітник, начальник кафедри

Кафедра електротехніки та електроніки

Максим Анатолійович Роговець, Житомирський військовий інститут імені С. П. Корольова

Кандидат технічних наук, начальник кафедри

Кафедра № 11

Ігор Володимирович Борисов, Військова частина А1906

Кандидат технічних наук, доцент, начальник науково-дослідного управління

Науково-дослідне управління проблем дослідження засобів зв'язку та автоматизації

Віктор Юрійович Бовсуновський, Житомирський військовий інститут імені С. П. Корольова

Кандидат технічних наук, начальник кафедри

Кафедра № 15

Юрій Зуберович Артабаєв, Центр дослідження трофейного та перспективного озброєння та військової техніки

Кандидат технічних наук, начальник відділу

Відділ досліджень комплексів бойового екіпірування

Олександр Олександрович Троцько, Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації імені Героїв Крут

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра “Автоматизованих систем управління”

Ігор Юрійович Пилипчук, Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації імені Героїв Крут

Викладач

Кафедра “Автоматизованих систем управління”

Посилання

  1. Slyusar, V. (2005). Sistemy MIMO: printsipy postroeniya i obrabotka signalov. Elektronika: Nauka, Tekhnologiya, Biznes, 8, 52–58. Available at: https://www.electronics.ru/journal/article/974
  2. Kuvshynov, O. V. (2009). Adaptyvne upravlinnia zasobamy zavadozakhystu viyskovykh system radiozviazku. Zbirnyk naukovykh prats VIKNU, 17, 125–130.
  3. Dahiya, S., Singh, A. K. (2018). Channel estimation and channel tracking for correlated block-fading channels in massive MIMO systems. Digital Communications and Networks, 4 (2), 138–147. doi: https://doi.org/10.1016/j.dcan.2017.07.006
  4. Khan, I., Singh, D. (2018). Efficient compressive sensing based sparse channel estimation for 5G massive MIMO systems. AEU - International Journal of Electronics and Communications, 89, 181–190. doi: https://doi.org/10.1016/j.aeue.2018.03.038
  5. Vovchenko, V. V. (2015). Statystycheskaia otsenka poter v kanalakh sviazy standarta LTE y LTE-Advanced na baze tekhnolohyy MIMO. Systemy obrobky informatsiyi, 7 (132), 159–163.
  6. Mardoyan, G. R. (2015). Mimo channel estimation for pseudo-coherent communication systems. V Mire Nauchnykh Otkrytiy, 2 (62), 465–478. doi: https://doi.org/10.12731/wsd-2015-2-27
  7. Chiong, C. W. R., Rong, Y., Xiang, Y. (2016). Blind channel estimation and signal retrieving for MIMO relay systems. Digital Signal Processing, 52, 35–44. doi: https://doi.org/10.1016/j.dsp.2016.02.007
  8. Wang, Y., Chen, K., Yu, J., Xiong, N., Leung, H., Zhou, H., Zhu, L. (2017). Dynamic propagation characteristics estimation and tracking based on an EM-EKF algorithm in time-variant MIMO channel. Information Sciences, 408, 70–83. doi: https://doi.org/10.1016/j.ins.2017.04.035
  9. Kühn, V. (2006). Wireless Communications over MIMO Channels. Applications to CDMA and Multiple Antenna Systems. John Wiley Sons. doi: https://doi.org/10.1002/0470034602
  10. Shaheen, E. M., Samir, M. (2013). Jamming Impact on the Performance of MIMO Space Time Block Coding Systems over Multi-path Fading Channel. REV Journal on Electronics and Communications, 3 (1-2). doi: https://doi.org/10.21553/rev-jec.56
  11. Zhou, X., Zhuge, Q., Qiu, M., Xiang, M., Zhang, F., Wu, B. et. al. (2018). Bandwidth variable transceivers with artificial neural network-aided provisioning and capacity improvement capabilities in meshed optical networks with cascaded ROADM filtering. Optics Communications, 409, 23–33. doi: https://doi.org/10.1016/j.optcom.2017.09.021
  12. Seyman, M. N., Taşpınar, N. (2013). Channel estimation based on neural network in space time block coded MIMO–OFDM system. Digital Signal Processing, 23 (1), 275–280. doi: https://doi.org/10.1016/j.dsp.2012.08.003
  13. Reshamwala, N. S., Suratia, P. S., Shah, S. K. (2014). Artificial Neural Network trained by Genetic Algorithm for Smart MIMO Channel Estimation for Downlink LTE-Advance System. International Journal of Computer Network and Information Security, 6 (3), 10–19. doi: https://doi.org/10.5815/ijcnis.2014.03.02
  14. Kuvshynov, O. V. (2011). Alhorytmy kontroliu stanu kanalu zviazku v umovakh skladnoi radioelektronnoi obstanovky. Systemy ozbroiennia i viyskova tekhnika, 2 (26), 189–192. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/soivt_2011_2_45
  15. Slyusar, V. I., Slyusar, I. I. (2003). Sovmestnoe otsenivanie neskol'kikh parametrov signalov v sistemakh svyazi s tsifrovym diagrammoobrazovaniem. Sb. “Materialy 7-go yubileynogo mezhdunarodnogo molodezhnogo foruma “Radioelektronika i molodezh' v XXI veke”. Kharkiv, 128.
  16. Hranac, R. (2017). Broadband: Is MER Overrated? Communications Technology.
  17. Mahmoud, H. A., Arslan, H. (2009). Error vector magnitude to SNR conversion for nondata-aided receivers. IEEE Transactions on Wireless Communications, 8 (5), 2694–2704. doi: https://doi.org/10.1109/twc.2009.080862
  18. Shmatok, S. O., Podchashynskyi, Yu. O., Shmatok, O. S. (2007). Matematychni ta prohramni zasoby modeliuvannia prystroiv i system upravlinnia. Vykorystannia nechitkykh mnozhyn ta neironnykh merezh. Zhytomyr: ZhDTU, 280.
  19. Andrews, J. G. (2005). Modulation, coding and signal processing for wireless communications - Interference cancellation for cellular systems: a contemporary overview. IEEE Wireless Communications, 12 (2), 19–29. doi: https://doi.org/10.1109/mwc.2005.1421925
  20. Goldsmith, A., Jafar, S. A., Jindal, N., Vishwanath, S. (2003). Capacity limits of MIMO channels. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 21 (5), 684–702. doi: https://doi.org/10.1109/jsac.2003.810294
  21. Kalantaievska, S., Pievtsov, H., Kuvshynov, O., Shyshatskyi, A., Yarosh, S., Gatsenko, S. et. al. (2018). Method of integral estimation of channel state in the multiantenna radio communication systems. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (9 (95)), 60–76. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.144085
  22. Koshlan, A., Salnikova, O., Chekhovska, M., Zhyvotovskyi, R., Prokopenko, Y., Hurskyi, T. et. al. (2019). Development of an algorithm for complex processing of geospatial data in the special-purpose geoinformation system in conditions of diversity and uncertainty of data. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (9 (101)), 35–45. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.180197
  23. Mahdi, Q. A., Shyshatskyi, A., Prokopenko, Y., Ivakhnenko, T., Kupriyenko, D., Golian, V. et. al. (2021). Development of estimation and forecasting method in intelligent decision support systems. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (9 (111)), 51–62. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.232718
  24. Gorokhovatsky, V., Stiahlyk, N., Tsarevska, V. (2021). Combination method of accelerated metric data search in image classification problems. Advanced Information Systems, 5 (3), 5–12. doi: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2021.3.01
  25. Levashenko, V., Liashenko, O., Kuchuk, H. (2020). Building Decision Support Systems based on Fuzzy Data. Advanced Information Systems, 4 (4), 48–56. doi: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2020.4.07
  26. Meleshko, Y., Drieiev, O., Drieieva, H. (2020). Method of identification bot profiles based on neural networks in recommendation systems. Advanced Information Systems, 4 (2), 24–28. doi: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2020.2.05
  27. Kuchuk, N., Merlak, V., Skorodelov, V. (2020). A method of reducing access time to poorly structured data. Advanced Information Systems, 4 (1), 97–102. doi: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2020.1.14
  28. Shyshatskyi, A., Tiurnikov, M., Suhak, S., Bondar, O., Melnyk, A., Bokhno, T., Lyashenko, A. (2020). Method of assessment of the efficiency of the communication of operational troop grouping system. Advanced Information Systems, 4 (1), 107–112. doi: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2020.1.16
  29. Raskin, L., Sira, O. (2016). Method of solving fuzzy problems of mathematical programming. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (4 (83)), 23–28. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.81292
  30. Lytvyn, V., Vysotska, V., Pukach, P., Brodyak, O., Ugryn, D. (2017). Development of a method for determining the keywords in the slavic language texts based on the technology of web mining. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (2 (86)), 14–23. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.98750
  31. Stepanenko, A., Oliinyk, A., Deineha, L., Zaiko, T. (2018). Development of the method for decomposition of superpositions of unknown pulsed signals using the second­order adaptive spectral analysis. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (9 (92)), 48–54. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.126578
  32. Gorbenko, I., Ponomar, V. (2017). Examining a possibility to use and the benefits of post-quantum algorithms dependent on the conditions of their application. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (9 (86)), 21–32. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.96321
  33. Lovska, A. A. (2015). Peculiarities of computer modeling of strength of body bearing construction of gondola car during transportation by ferry-bridge. Metallurgical and Mining Industry, 1, 49–54. Available at: https://www.metaljournal.com.ua/assets/Journal/english-edition/MMI_2015_1/10%20Lovska.pdf
  34. Lovska, A., Fomin, O. (2020). A new fastener to ensure the reliability of a passenger car body on a train ferry. Acta Polytechnica, 60 (6). doi: https://doi.org/10.14311/ap.2020.60.0478

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-08-31

Як цитувати

Сова, О. Я., Шишацький, А. В., Остапчук, В. М., Журавський, Ю. В., Роговець, М. А., Борисов, І. В., Бовсуновський, В. Ю., Артабаєв, Ю. З., Троцько, О. О., & Пилипчук, І. Ю. (2022). Розробка методики підвищення завадозахищеності багатоантенних систем зі спектрально-ефективними сигналами спеціального призначення в умовах впливу дестабілізуючих факторів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(9(118), 6–14. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.263402

Номер

Том 4 № 9(118) (2022): Інформаційно-керуючі системи

Розділ

Інформаційно-керуючі системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Oleg Sova, Andrii Shyshatskyi, Viktor Ostapchuk, Yurii Zhuravskyi, Maksym Rohovets, Ihor Borysov, Viktor Bovsunovskyi, Yuriy Artabaev, Oleksandr Trotsko, Ihor Pylypchuk

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.