Терагерцова телекомунікаційна система широкосмугового радіодоступу із гігабітною пропускною здатністю
DSpace at NTB NTUU KPI
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Терагерцова телекомунікаційна система широкосмугового радіодоступу із гігабітною пропускною здатністю
|
|
| Subject |
терагерцовий діапазон
широкосмуговий радіодоступ цифрова радіорелейна система пропускна здатність телекомунікаційна система передавально-приймальний тракт шумовий сигнал переносник модем мультиплексування моделювання 621.39 |
|
| Description |
Об’єкт дослідження – процес проектування, принципи побудови та функціонування телекомунікаційних систем широкосмугового радіодоступу в діапазоні частот 128-134 ГГц та стратегія їх подальшого розвитку Мета роботи – створення нового апаратного рішення для перспективних засобів телекомунікацій та технічного рішення по використанню терагерцового діапазону в безпроводових мережах. Методи дослідження – науково-дослідна робота ґрунтується на нових наукових ідеях, дослідження яких на даний час є особливо актуальними для створення вперше в Україні надшвидкісних телекомунікаційних систем терагерцового діапазону та їх подальшого розвитку. У процесі розробки використані наступні методи дослідження: загальна теорія зв’язку, теорія мікрохвильових фільтрів, методи теорії надійності, цифрова обробка сигналів, теорія випадкових процесів та статистики, методи математичного програмування, методи автоматизованого проектування мікрохвильових вузлів системи, методи мультиплексування сигналів багаторівневої модуляції. Отримані результати досліджень дозволили створити нові апаратні рішення для перспективних засобів телекомунікацій та технічні рішення по використанню терагерцового діапазону в телекомунікаційній системі широкосмугового радіодоступу, яка забезпечує передавання та приймання в діапазоні частот 128-134 ГГц цифрової інформації зі швидкістю до 1,2 Гбіт/с при дальності радіозв’язку в межах 1 км. В процесі виконання роботи: 1. На основі проведеного аналізу сучасного стану проблеми, аналізу характеристик траси розповсюдження сигналу та визначення втрат сигналу в умовах експлуатації радіорелейної системи в терагерцовому діапазоні частот вибрано напрямок досліджень та виконана постановка задачі щодо створення терагерцової телекомунікаційної системи широкосмугового радіодоступу із гігабітною пропускною здатністю в діапазоні робочих частот 130-134 ГГц. 2. Визначені та обґрунтовані параметри основних вузлів приймально-передавального тракту радіорелейної системи в діапазоні частот 130-134 ГГц. Розроблена структурна схема радіорелейної лінії в терагерцовому діапазоні з пропускною здатністю до 2,4 ГБіт/с та досліджені розрахункові характеристики її приймально-передавального тракту. Проведено аналіз можливості підвищення енергетичного потенціалу радіорелейної лінії терагерцового діапазону за рахунок використання новітньої радіоелектронної елементної бази 3. На основі аналізу наявної радіоелектронної елементної бази та теоретичних досліджень і експериментальних робіт проведено проектування основних вузлів і всього приймально-передавального тракту телекомунікаційної системи із гігабітною пропускною здатністю в діапазоні частот 130-134 ГГц, розроблена структурна схема приймально-передавального тракту, розроблена ескізна документація на виготовлення основних вузлів приймально-передавального тракту системи: частотні перетворювачі з субгармонійною накачкою, гетеродин, що використовує високостабільний задаючий кварцовий генератор з подальшим ланцюгом помножувальних і підсилювальних каскадів, смугопропускаючий фільтр з використанням тонкої металевої пластини в Е-площині хвилеводного каналу 1,6х0,8 мм. 4. Проведено фізичне моделювання, виготовлено два експериментальних зразки надвисокошвидкісного формувача на основі багаточастотного мультиплексування промодульованих OFDM цифрових потоків, проведені їх стендові випробування та оптимізація на досягнення максимальної пропускної здатності каналу передачі цифрової інформації потоку у форматі Ethernet з використанням розроблених програмних засобів. Створені програмно-апаратні засоби дозволили вперше досягнути загальну канальну швидкість при повному дуплексі до 1,2 Гбіт/с. 5. Розроблені методика проектування і випробувань лабораторного зразка над високошвидкісної цифрової радіотелекомунікаційної системи терагерцового діапазону 130-134 ГГц. Вперше в практичному плані виготовлено та проведено експериментальні дослідження лабораторного зразка цифрової симплексної радіорелейної системи терагерцового діапазону у складі: приймальний та передавальний радіотракти в діапазоні частот 130 134 ГГц, цифровий модем з пропускною канальною здатністю до 1200 Мбіт/с. Розроблені рекомендації щодо використання терагерцового діапазону частот для вирішення актуальних задач передачі на відстані в межах до 3 км гігабітних потоків інформації, що дозволяє в 4 рази в порівнянні з існуючими системами радіозв’язку збільшити пропускну здатність каналів зв’язку. 6. Проаналізовані фізичні принципи внесення та відтворення інформації, переданої за допомогою кореляційно-часової маніпуляції шумового сигналу-переносника. Це дозволило сформулювати принципи побудови і правила встановлення оптимальних параметрів над широкосмугової системи радіозв’язку в терагерцовому діапазоні частот на основі технології розширення спектру із спектральною модуляцією безперервних шумових сигналів в передавальному тракті та їх подвійною спектральною обробкою в приймальному тракті. Проведена оцінка дальності терагерцового радіозв'язку при низькій потужності випромінювання передавача близько 70 мікроват в смузі частот 133.1-134.1 ГГц. При використанні гостронаправлених антен з діаметром розкриву 40 мм і коефіцієнтом підсилення рівним 3210 дальність зв'язку досягає 2000 метрів. Запропонована терагерцова система дозволяє здійснювати надійну передачу даних «під шумами» і характеризується підвищеною скритністю, завадостійкістю та електромагнітною сумісністю. 7. Створений апаратно-програмний комплекс цифрової радіорелейної лінії у складі формувача, передавального та приймального трактів терагерцового діапазону частот 128–134 ГГц із загальною пропускною здатністю каналу зв’язку до 1,2 Гбіт/с при значенні ймовірних бітових помилок BER на рівні 10-6 та дальністю зв’язку в межах 1 км дозволяє забезпечити операторів телекомунікацій технічними рішеннями та інструментальними засобами симплексної пакетної передачі гігабітних потоків в неліцензійному терагерцовому діапазоні 130-134 ГГц для побудови надвисокошвидкісних розподільчих мереж доступу, включаючи передачу телевізійних сигналів високої та надвисокої чіткості в реальному масштабі часу. 8.Результати роботи впроваджено в навчальний процес при викладанні нових лекційних курсів «Проектування радіорелейних систем терагерцового діапазону» з дисципліни «Безпроводові телекомунікаційні системи». Захищена одна докторська дисертація. Отримано пять патентів України на корисну модель та три рішення щодо видачі патентів України. Опубліковано один навчальний посібник з грифом МОН. Опубліковано 23 статті (з них 4 – в журналах із наукометричних БД), опубліковано 16 доповідей на 5 міжнародних конференціях. Захищено одну дипломну роботу спеціаліста. 9.Розробка відповідає світовому рівню. Розроблено нові схемо-технічні рішення та технології створення апаратних програмних засобів симплексної цифрової радіорелейної лінії діапазону частот 128-134 ГГц для передачі надвисокошвидкісної (до 1,2 ГГбіт/с) передачі цифрової інформації. Результати роботи використовуються спільно з ВАТ «Меридіан» ім.С.П.Корольова (м. Київ) у рамках виконання робіт по проектуванню контрольно-вимірювальної апаратури субтерагерцового діапазону (акт впровадження від 29.11.2014р.) та Одеським обласним радіотелевізійним передавальним центром (м.Одеса) (договір № С/944 від 17.04.2013 р.) для створення засобів передачі сигналів цифрового телебачення високої чіткості. Це дало змогу збільшити швидкість передачі інформації в 8 разів. Виконана робота відповідає стратегічним пріоритетним напрямам, які визначені «Законом України №3715-VI від 08.09.2011 «Про пріоритетні напрями інноваційної діяльності в Україні», а саме: розвитку сучасних інформаційних, комунікаційних технологій. |
|
| Publisher |
Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут"
|
|
| Contributor |
Ільченко, М. Ю.
|
|
| Date |
2015-10-02T12:51:17Z
2015-10-02T12:51:17Z 2014 |
|
| Type |
Technical Report
|
|
| Format |
136 л.
|
|
| Identifier |
КВНТД – І.2 12.12.02
Д/б №2628-п Терагерцова телекомунікаційна система широкосмугового радіодоступу із гігабітною пропускною здатністю : звіт про НДР (заключ.) НТУУ "КПІ" ; кер. роб. М. Ю.Ільченко. - К., 2014. - 136 л. + анот. звіт + CD-ROM. - Д/б №2628-п 0113U001577 http://ela.kpi.ua/handle/123456789/12643 |
|
| Language |
uk
|
|
| Rights |
Звіт захищений авторським правом. Переглянути його можливо з цього джерела з будь-якою метою, але копіювання та розповсюдження в будь-якому форматі забороняється без письмового дозволу.
|
|