ПОЛІПШЕННЯ ЗАВАДОСТІЙКОСТІ ТА ЗБІЛЬШЕННЯ ШВИДКОСТІ ПЕРЕДАЧІ ДАНИХ У WІ-FI-МЕРЕЖАХ
DOI:
https://doi.org/10.32689/maup.it.2024.1.13Ключові слова:
Wi-Fi мережа, просторово-часове кодування, технологія MIMO, декодування Аламоуті, бінарна фазова маніпуляціяАнотація
На теперішній час відбувається інтенсивний розвиток систем бездротового зв'язку, у тому числі комп'ютерних Wi-Fi мереж. У каналах радіозв'язку таких систем діє комплекс перешкод і спотворень. Для покращення таких параметрів як швидкодія та перешкодостійкість, особливо в умовах щільного використання достатньо обмеженого частотного каналу, існує необхідність вдосконалення існуючих методів, та створення принципово нових. Метою статті є огляд методів передачі інформації в сучасних системах бездротового доступу та дослідження алгоритмів підвищення пропускної здатності мережі за рахунок застосування методів адаптивної просторової обробки сигналів і пошук балансу між підвищенням пропускної здатності технології МIМО та зменшення імовірності помилки на прийомі. Методи дослідження: під час дослідження використовуються методи передачі інформації в сучасних системах бездротового доступу та алгоритми підвищення пропускної здатності мережі. Наукова новина дослідження полягає в тому, що проведений аналіз сучасних методів бездротової передачі інформації, виявив, що просторово-часове кодування вдало поєднує переваги методів просторового рознесення з можливостями виправлення помилок коригувальним кодом при використанні оптимальних алгоритмів декодування, при цьому ефективність досліджень та розробок нових методів просторово-часового кодування значною мірою залежить від того, наскільки моделі каналів відповідають реальним умовам. Одним з перспективних методів підвищення параметрів якості мережі – є метод синтезу згортково-блокових сигнально-кодових конструкцій з використанням внутрішніх сигналів з класу просторово-часового блокового кодування й зовнішніх сигнальних конструкцій, який є ефективною технікою для зменшення впливу завмирання на сигнали, поліпшення якості та пропускної спроможності системи Wi-Fi зв'язку. Висновки. Розробка цих алгоритмів та методів відкриває широкі перспективи для майбутнього розвитку бездротових комунікаційних систем. Однією з ключових перспектив є подальше вдосконалення методів адаптивної просторової обробки сигналів та оптимізація балансу між підвищенням пропускної здатності та зменшенням ймовірності помилок на прийомі. Додатково, можливості згортково-блокових сигнально-кодових конструкцій можуть бути розширені шляхом дослідження та впровадження нових технологій, наприклад, використання машинного навчання для оптимізації параметрів кодування та декодування сигналів. Також існують можливості застосування цих методів у високошвидкісних мережах мобільного зв'язку, таких як мережі п'ятого покоління (5G) і майбутні покоління, де висока пропускна здатність та ефективність передачі даних стають ключовими вимогами.
Посилання
Губарев В.Ф., Романенко В.Д. Етапи та основні завдання столітньої теорії контролю і розробка системи ідентифікації. Частина 3. Проблема ідентифікації складних систем за неточними даними. International Scientific Technical Journal "Problems of Control and Informatics". 69, 1 (Груд 2023), 5–23. DOI: 10.34229/1028-0979-2024-1-1.
Іщенко М.О. Сигнально-кодові конструкції для систем безпроводового зв′язку з просторово-часовим кодуванням: Автореф. дис. к.т.н. /. ОНАЗ. – Одеса, 2009. 150 с.
Могилевич Д., Погребняк Л. Аналітична модель OFDM-MIMO сигналу у нестаціонарних каналах зв’язку із завмираннями. Collection "Information Technology and Security". Vol. 11. Iss. 1 (20) (Jun. 2023), 39–46. DOI: 10.20535/2411-1031.2023.11.1.283538.
Alamouti S. M. A Simple Transmit Diversity Technique for Wireless Communications. IEEE J. Select. Areas Communication. –Vol. 16. No. 8.– 1998. – P. 1451–1458.
Banket V.L. Downlink Processing Algorithms for Multi-Antenna Wireless Communications. IEEE Communications Magazine. – 2005. No.1 P. 45–48.
Calderbank A.R. Space-Time Block Coding from Orthogonal Designs. IEEE Trans. on Inform. Theory. – 1999. – Vol. 45. – No. 5. P. 1456–1467.
Calderbank A.R. Space-time coding and signal processing for high data rate wireless communications. Wireless, Communications and Mobile Computing. – 2001. – No.1. P. 13–34.
Duman T.M., Ghrayeb A. Coding for MIMO Communication Systems. – Chichester, UK: John Wiley & Sons, 2007. 338 p.
Erceg V. Channel models for fixed wireless applications. IEEE Tech.Report, IEEE 802.16 Work Group, 2001.
Erceg V. Channel models for fixed wireless applications. Revised Version of the document IEEE 802.16.3c-01/29r4. IEEE Tech.Report, IEEE 802.16 Work Group, 2003.
Feher K. Wireless digital communications. New Jersey: Prentice-Hall PTR. 1999. 520 p.
Foschini G. Layered space – time architecture for wireless communication in a fading environment when using multielement antennas. Bell Laboratories Technical Journal. – 1996. – Vol. 4, Autum. P. 41–59.
George T. MIMO System Technology for Wireless Communications. – CRC Press, USA, 2006.
Gesbert D. From Theory to Practice: An Overview of MIMO Space – Time Coded Wireless Systems. IEEE Journal on selected areas in communications. – 2003.– Vol. SAC – 21, No.3. P. 281–302.
History of MIMO in radiocommunications. URL: http://en.wikipedia.org/wiki/MIMO.
Hohwald B., Marzetta T. Systematic Design of Unitary Space – Time Constellations. IEEE Trans. on Inform. Theory. – 2000. – Vol. 46. – No. 6. P. 1962–1973.
Jankiraman M. Space-time codes and MIMO systems. – Artech House, 2004. P. 344.
Lau B. K., Ow S. M. S., Kristensson G., Molisch A. F. Capacity Analysis for Compact MIMO Systems. IEEE Vehicular Technology Conference (VTC) (ISSN; 1550-2251). – IEEE Xplore, 2005. – Vol. 1. P. 165–170.
Lee S.J. et al. A Space-Time Code with full Diversity and Rate 2 for 2 Transmit Antenna Transmission. IEEE C802.16e-04/434r2, 2004.
Mohammed M. A., Vodichev V. Modeling of MIMO systems with universal controller. Electrotechnic and Computer Systems. 37 (113) (Sep. 2023), 26–32. DOI: 10.15276/eltecs.37.113.2023.03.
Shcherbina A.A. Effect of antenna mutual coupling on MIMO channel capacity. IX International Conference on Antenna Theory and Tech-niques (ICATT-2013), Odesa, Ukraine 16-20 September 2013, p. 178–180.
Wang D. Super-Ortogonal Differerntial Trellis Coding and Decoding. IEEE Journal on Selected Areas in Communications – 2003 – Vol. 23, No.9. P. 1768–1798.
WLAN Tests: According to Standard IEEE 802.11a/b/g. Rohde & Schwarz GmbH & Co. K URL: https://cdn.rohde–schwarz.com/pws/dl_downloads/dl_application/application_notes/1ma69/1MA69_2e.pdf.
