6-20

УДК 621.396
DOI: https://doi.org/10.25686/2306-2819.2021.2.6

ПРОБЛЕМЫ ВЕРТИКАЛЬНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ИОНОСФЕРЫ СЛОЖНЫМИ СИГНАЛАМИ МИНИМАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ

Д. В. Иванов, В. А. Иванов, Н. В. Рябова, А. А. Елсуков
Поволжский государственный технологический университет,
Российская Федерация, 424000, Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3
E-mail: IvanovDV@volgatech.net

АННОТАЦИЯ

Исследования относятся к области вертикального и квазизенитного зондирования ионосферы и ионосферных каналов ближней КВ-связи с учётом воздействия антропогенных сосредоточенных помех. Решалась задача анализа методов и средств, необходимых для создания устройства ионозонда, обладающего минимальной мощностью сигнала, высокой надёжностью приёма, малыми габаритами и малой стоимостью. Основное внимание уделено методу одновременного многочастотного ВЗ BPSK-сигналам с частотным уплотнением, для которого важной является задача уменьшения пик-фактора. Рассмотрена эффективность применения методов когерентного и некогерентного накопления сигнала во временной и частотной областях. Установлено, что наиболее эффективным методом увеличения отношения сигнал/шум является зондирование незагруженных сосредоточенными помехами частот. При этом требуется применение методов интеллектуального зондирования. Для верификации использован метод одновременного многочастотного зондирования ионосферы в г. Йошкар-Оле (ПГТУ) OFDM-сигналом с 8 поднесущими, мощностью 1,2 Вт на каждую, реализованный по SDR-технологии с применением платформы USRP.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

ионосфера; вертикальное зондирование; многочастотный сигнал; BPSK; OFDM; MCPC; ROC; PAPR.

ПОЛНЫЙ ТЕКСТ (pdf)

ФИНАНСИРОВАНИЕ

Работа выполнена при поддержке гранта Российского фонда фундаментальных исследований: проект № 19-07-00629.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Технология программно-определяемого радио в задаче последовательного зондирования ионосферных каналов высокочастотной связи / Д.В. Иванов, В.А. Иванов, Н.В. Рябова и др. // Радиотехника и электроника. 2016. Т. 61, № 7. С. 629-638. doI: 10.7868/S0033849416070068
2. New Digisonde for research and monitoring applications / B.W.Reinisch, I.A. Galkin, G. M. Khmyrov et al // Radio Science. 2009. Vol. 44 (1). Pp. 1-15. doi:10.1029/2008RS004115
3. Рябова Н.В. Диагностика и имитационное моделирование помехоустойчивых декаметровых радиоканалов: Научное издание / Министерство образования Российской Федерации, Марийский государственный технический университет. Йошкар-Ола, 2003. 292 с.
4. Morris A. Design of a flexible and low-power ionospheric sounder: A thesis in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science. Fairbanks, Alaska, USA: University of Alaska Fairbanks, 2014.
5. BPSK Ionosonde Based On SDR Platform To Support NVIS Communication / A. A. Elsukov, D. V. Ivanov, V. V. Ovchinnikov et al. // 2018Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications (SYNCHROINFO). 2018. Pp. 1-6. doi: 10.1109/SYNCHROINFO.2018.8457027.
6. Повышение показателей качества КВ-связи при использовании предсеансовой диагностики многомерного ионосферного радиоканала / Д.В. Иванов, В.А. Иванов, Н.В. Рябова и др. // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2018. № 2(32). С. 6-32.
7. Ivanov V A, Elsukov A A, Ryabova M I. Measuring scattering function of HF NVIS channel by sounding with the use of a noise-like BPSK signal // Journal of Physics Conference Series. 2020. Vol. 1632. doi:10.1088/1742-6596/1632/1/012001
8. Processing Multicarrier Phase Coded Signals with OFDM on the USRP Platform for NVIS Sounding of HF Radio Channels / N. V. Ryabova, D. V. Ivanov, V. A. Ivanov et al. // 2020 Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications (SYNCHROINFO). 2020. Pp. 1-6, doi: 10.1109/SYNCHROINFO49631.2020.9166059.
9. OFDM signal with BPSK modulated subcarriers for multi-carrier ionospheric sounding / Vladimir Ivanov, Natalya Ryabova, Alexey Elsukov et al // ITM Web of Conferences. 2019. Vol. 30. DOI: 10.1051/itmconf/20193015006
10. Levanon N. Multifrequency radar signals. Record of the IEEE 2000 International Radar
Conference. 2000. Cat. No. 00CH37037.
Pp. 683-688,
11. Levanon N. and Mozeson E. Radar Signals, New York:John Wiley & Sons, Inc., 2004.
12. Newman D.J. An L1 external problem for polynomials // Proc. Amer. Math. Soc. 1965. Vol. 16. Pp. 1287-1290.
13. Schroeder M. Synthesis of low-peak-factor signals and binary sequences with low autocorrelation // IEEE Trans. Inf. Theory. 1970. Vol. 16. Pp. 85-89.
14. Narahashi S. and Nojima T. A new phasing scheme for multitone signal systems to reduce peak-to-average power ratio // Electronics and Communications in Japan (Part I: Communications). 1997. Vol. 80, No. 1. Pp. 89-99.

Для цитирования: Иванов Д. В., Иванов В. А., Рябова Н. В., Елсуков А. А. Проблемы вертикального зондирования ионосферы сложными сигналами минимальной мощности // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2021. № 2 (50). С. 6-20. DOI: https://doi.org/10.25686/2306-2819.2021.2.6