Ultra wideband technologies in mobile object management systems

Abstract

The subject of study is the processes of noise immunity ensuring of wireless control channels and mobile objects communication. The aim of article is to increase the capacity and noise immunity of control and communication systems under the natural and intentional interference influence. The conceptis based on the technology of ultra-wideband communication that consists in the transmission of low-power coded pulses in a very wide bandwidth without a carrier wave. The taskis to ensure stable and safe operation of mobile objects. Methods used: methods of analytical, simulation, and temporalposition-pulse coding. The following resultswere obtained. A security concept has been developed for wireless control channels and mobile objects communication. It is shown that in order to obtain highnoise immunity of control and communication channel sand to protect information from interception, it is necessary to apply wireless ultra-wideband communication technology, which allows providing of large capacity and transmission rate. The possibility of joint interference-free operation in the same frequency range of both traditional narrow-band communication systems and systems using ultra-wideband signals is grounded. A technical solution for the design of an ultra-wideband receiving-transmitting antenna system is proposed. Conclusion. The usage of channels with an ultra-wide bandwidth allows an almost unlimited increase in the number of control and communication channels of mobile objects. Pre-distribution between the channels of orthogonal codes implements the process of control and communication without interception of information and mutual interference. More over, the usage of the temporal position-pulse coding method prevents intersymbol distortions of coding ultrashort pulses. It also reduces the rate of information signalsdistortion caused by its multipath propagation that guarantees the safety of managing mobile objects.

Предметом вивчення є процеси забезпечення завадостійкості безпроводових каналів управління та зв’язку мобільних об’єктів. Мета – підвищення пропускної здатності та завадостійкості систем управління та зв’язку в умовах дії природних та штучних завад. В основу концепції покладено технологію надширокосмугового зв’язку, суть якої полягає в передачі малопотужних кодованих імпульсів в дуже широкій смузі частот без несучої частоти. Задача – забезпечення усталеної та безпечної роботи мобільних об’єктів. Використані методи: методи аналітичного, імітаційного моделювання та часового позиційно-імпульсного кодування. Отримані наступні результати. Розроблена концепція забезпечення безпеки в безпроводових каналах управління та зв’язку мобільних об’єктів. Показано, що для отримання високої завадостійкості каналів управління і зв’язку та захисту інформації від перехоплення слід застосовувати технологію безпроводового надширокосмугового зв’язку, яка дозволяє забезпечити великі обсяги та швидкості передачі інформації. Обґрунтовано можливість сумісної беззавадової роботи в одному частотному діапазоні як традиційних вузькосмугових систем зв’язку,так і систем, які використовують надширокосмугові сигнали. Запропоновано технічне рішення щодо конструкції надширокосмугової приймально-передавальної антенної системи. Висновки. Використання каналів із надширокою смугою частот дає можливість практично необмеженого збільшення кількості каналів управління та зв’язку мобільних об’єктів. Попередній розподіл між каналами ортогональних кодів реалізує процес управління та зв’язку без перехоплення інформації та взаємних завад. Причому, використання методу часового позиційно-імпульсного кодування запобігає виникненню міжсимвольних спотворень кодуючих надкоротких імпульсів. При цьому також знижується рівень спотворень інформаційних сигналів, які викликані його багатопроменевим розповсюдженням, що гарантує безпеку управління мобільними об’єктами.