Noise-like signals in wireless information transmission systems

Abstract

The subject matteris analysis and evaluation of efficiency of noise-like signals in wireless information transmission systems. The aim is qualityof service improvement for mobile subscribers, due to communication channel multiplexing using complex signal-code structures. The objective is development of a systemic view of the technology of information transmission using ultra-short pulse signals focusing on main phenomena that arise at different stages of signal transmission in a wireless information transmission system. The methods use dare sequential analysis, simulation modeling and digital signal coding. The following results have been obtained. An antenna design featuring an expanding slit has been proposed for effective emission and receptionof noise-like signals. A method for controlling radiation pattern of such antenna array has been developed. Gaussian Monocycle coding of information with time position-pulse modulation has been justified to be used as a noise-like signal. It has been shown that for the organization of independent channels in one frequency band, it is practical touse a system of orthogonal codes, e.g. Walsh sequence. Due to accumulation of pulses of a useful information signal in the receiver correlator, significant increase insignal-to-noise ratio becomes possible, which enables information transmission over a wide frequency range well below the noise level. As a result, a systematic understanding of the technology of information transmission using ultra-short pulse signals in wireless information transmission systems is developed and a quantitative evaluation of the efficiency of the proposed technical solutionsis provided. Conclusion. The use of noise-like signals in wireless information transmission systems provides for high data transmission rates with high interference immunity and tapping protection communication channel. The ability to operate with low emitted power and the high penetrability of noise-like signals through various obstacles, for example, walls, allow meeting the requirements for electromagnetic compatibility and ensuring stable communication in conditions of multipath propagation of radio waves. These circum stances form the basis for the development and implementation of information transfer technology using noise-like signals when designingoffice networks.

Предметом вивчення є процеси аналізу та оцінки ефективності використання шумоподібних сигналів в бездротових системах передачі інформації. Мета – підвищення показників якості обслуговування абонентів мобільного зв'язку шляхом ущільнення каналів зв'язку за рахунок застосування складних сигнально-кодових конструкцій. Завдання: формування системного уявлення щодо технології передачі інформації надкороткими імпульсними сигналами із виділенням основних особливостей, які виникають на різних етапах проходження сигналів у безпроводній системі передачі інформації. Методами, що використовувались, є такі: секвентний аналіз, методи імітаційного моделювання та цифрового кодування сигналів. Отримані такі результати. Для ефективного випромінювання та прийому шумоподібних сигналів запропонована конструкція антени із щілиною, яка розширюється. Запропоновано метод керування діаграмою спрямованості цієї антенної решітки. Обґрунтовано використання у якості шумоподібного сигналу гаусівського моноциклу із кодуванням інформації за допомогою часової позиційно-імпульсної модуляції. Показано, що для організації незалежних каналів в одній смузі частот доцільно використовувати систему ортогональних кодів, наприклад, послідовність Уолша. Накопичені у кореляторі приймача імпульси корисного сигналу дають можливість суттєво підвищити співвідношення сигнал/шум, забезпечуючи цим можливість передачі інформації у широкому частотному діапазоні значно нижче рівня шуму. В результаті сформовано системне уявлення про технологію передачі інформації надкороткими імпульсами у бездротових системах передачі інформації. Також проведені кікількісні та якісні оцінки ефективності запропонованих технічних рішень. Висновки. Використання шумоподібних сигналів у бездротових системах передачі інформації дозволяє забезпечити великі швидкості передачі інформації з одночасною високою завадозахищеністю та захистом його від перехоплення. Можливість працювати із малою потужністю випромінювання та висока проникливість шумоподібних сигналів крізь будь-які перешкоди, наприклад, стіни, дозволяють виконати вимоги щодо електромагнітної сумісності та забезпечити стійкий зв'язок в умовах багатопроміневого розповсюдження радіохвиль. Ці обставини створюють підґрунтядля розвитку та впровадження технології передачі інформації із застосуванням шумоподібних сигналів при створенні офісних мереж.