28-43

УДК 621.391:004.052
DOI: https://doi.org/10.25686/2306-2819.2020.3.28

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛИ БЕСПРОВОДНОЙ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ МЕЖДУ УСТРОЙСТВОМ УПРАВЛЕНИЯ И СЛУХОВЫМ АППАРАТОМ

В. А. Гурко¹, В. И. Фрейман¹, А. А. Южаков¹, С. Д. Арутюнов², Н. Б. Асташина³
¹Пермский национальный исследовательский политехнический университет,
Российская Федерация, 614013, Пермь, ул. Профессора Поздеева, 7
E-mail: vfrey@mail.ru
²Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова,
Российская Федерация, 127473, Москва, ул. Делегатская, 20
E-mail: klinstom@mail.ru
³Пермский государственный медицинский университет им. академика Е.А. Вагнера,
Российская Федерация, 614990, Пермь, ул. Петропавловская, 26
E-mail: astashina.nb@gmail.com

АННОТАЦИЯ

Выполнен анализ показателей достоверности передачи информации между элементами беспроводной системы управления – управляющим устройством, реализованным на смартфоне, и коммуникационным процессором разрабатываемого слухового аппарата. Целью работы является определение и исследование аналитических и экспериментальных зависимостей показателей достоверности передачи по беспроводному каналу управления от свойств канала связи и настроек элементов системы, формирование рекомендаций настройке параметров элементов системы управления. Для решения поставленных задач использованы элементы теории надёжности для определения зависимостей коэффициентов битовых и блоковых ошибок от свойств канала связи конфигурации элементов системы управления. В результате получены аналитические соотношения для определения показателей достоверности передачи с учётом возможных искажений сигналов. Разработаны имитационные схемотехнические модели системы управления в среде моделирования MathWorks MatLab Simulink с выбранной беспроводной технологией Bluetooth, выполнены экспериментальные исследования, на основании полученных данных сделаны выводы и предложены рекомендации по выбору конфигураций системы управления с целью обеспечения заданных показателей достоверности при максимальной эффективности (информационной скорости передачи).

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

информационно-управляющие системы; достоверность; коэффициент ошибок; модель; Bluetooth

ПОЛНЫЙ ТЕКСТ (pdf)

ФИНАНСИРОВАНИЕ

Работа поддержана грантом Пермского края.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Zeng F. Challenges in Improving Cochlear Implant Performance and Accessibility // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 2017. Vol. 64. №. 8. PP. 1662-1664. DOI: 10.1109/TBME.2017.2718939.
2. Арефьева Н.А., Савельева Е.Е. Объективная диагностика частотных порогов слуха у детей раннего возраста // Российская оториноларингология. 2016. № 6. С. 17-26.
3. Parris S., Torlak M., Kehtarnavaz N. Real-time implementation of cochlear implant speech processing pipeline on smartphones // 36th Annual International Conference IEEE Engineering in Medicine and Biology Society : proceedings. 2014. Pp. 886-889. DOI: 10.1109/EMBC.2014.6943733.
4. Hansen J.H.L. CCi-MOBILE: Design and Evaluation of a Cochlear Implant and Hearing Aid Research Platform for Speech Scientists and Engineers // International Conference IEEE-EMBS Biomedical & Health Informatics (BHI) : proceedings. 2019. Pp. 1-4. DOI: 10.1109/BHI.2019.8834652.
5. A harmonic/percussive sound separation based music pre-processing scheme for cochlear implant users / W. Buyens, B. van Dijk, J. Wouters et al. // 21st International Conference European Signal Processing Conference (EUSIPCO 2013) : proceedings. 2013. Pp. 1-5.
6. Three-dimensional finite element modeling of Cochlear implant induced electrical current flows / K. Chen, Q. Li, W. Li et al. // IEEE International Conference Computational Intelligence for Measurement Systems and Applications : proceedings. 2009. Pp. 5-7. DOI: 10.1109/CIMSA.2009.5069907.
7. New algorithm of bionic wavelet transform to DSP-implementation for cochlear implant / A. Derbel, M. Ghorbel, M. Samet et al. // 16th International Conference IEEE Mediterranean Electrotechnical Conference : proceedings. 2012. Pp. 1025-1029. DOI: 10.1109/MELCON.2012.6196602.
8. Freyman V. Methods and algorithms of soft decoding for signals within information transmission channels between control systems elements // Radio electronics, Computer science, Control. 2018. № 4 (47). Pp. 226-235. DOI: 10.15588/1607-3274-2018-4-22.
9. Viterbi A.J., Omura J.K. Principles of digital communication and coding. New York: McGraw-Hill, 2009. 584 p.
10. Клейман Л.А., Кон Е.Л., Фрейман В.И., Южаков А.А. Повышение надёжности функционирования элементов информационно-управляющих систем с применением встроенных средств диагностирования // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2019. № 3 (43). С. 29-40.
11. Sklar B. Digital communications. Fundamentals and applications : second edition. New Jersey : Prentice Hall, 2001. 1079 p.
12. Клейман Л.А., Фрейман В.И., Южаков. А.А. Мониторинг и диагностика элементов беспроводных информационно-управляющих систем // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2018. № 4 (40). С. 58-73.
13. Применение цифровых систем для устранения физиологических проблем восприятия звуковой информации / Байдаров А.А. [и др.]. // Автоматизированные системы управления и информационные технологии: материалы конференции. Пермь: Пермский национальный исследовательский политехнический университет, 2019. С. 115-119.
14. Сунегина Е.А., Фрейман В.И. Построение и исследование модели Bluetooth-сети в среде моделирования Mathworks Matlab // Инновационные технологии: теория, инструменты, практика. 2016. Т. 1. С. 292-299.
15. Кузнецова Т.А., Репп П.В. Помехоустойчивость систем беспроводной электросвязи в условиях канальной интерференции [Электронный ресурс]. URL: http https://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=33740.
16. Freyman V., Bezukladnikov I. Research and application of noise stability providing methods at information and control systems // 2017 IEEE Conference of Russian young researchers in electrical and electronic engineering : International : proceedings. Saint-Petersburg : Saint-Petersburg Electrotechnical University «LETI», 2017. Pp. 831-837.

Для цитирования: Гурко В. А., Фрейман В. И., Южаков А. А., Арутюнов С. Д., Асташина Н. Б. Разработка и исследование модели беспроводной системы передачи данных между устройством управления и слуховым аппаратом // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2020. № 3 (47). С. 28-43. DOI: https://doi.org/10.25686/2306-2819.2020.3.28