Способ реализации частотной и многопараметрической адаптации в многоантенной ДКМВ системе связи Российский патент 2019 года по МПК H04L1/00 

Изобретение относится к области радиосвязи, задачей которого является повышение эффективности работы системы частотной и многопараметрической адаптации ДКМВ (декаметровой) радиолинии, использующей современные многоантенные технологии формирования и обработки сигналов в высокоскоростном модеме передачи данных.

Изобретение может использоваться как в составе аппаратуры ИВЧДС на приемных радиоцентрах, так и непосредственно в аппаратуре комплекса ведения радиосвязи, в том числе, и в самом модеме передачи данных.

Многопараметрическая и частотная адаптация является необходимым элементом, обеспечивающим работоспособность систем ДКМВ связи. Традиционно в стационарных комплексах ДКМВ радиосвязи задача частотной и многопараметрической адаптации решается путем использования в составе комплекса радиосвязи дополнительного приемника идентичного штатному связному или более простого обзорного (панорамного) приемника. Дополнительный приемник используется для измерения уровня шумов на резервных (запасных) частотах для связи. Приемник автоматически перестраивается на каждую из резервных частот для анализа уровня помех и шума на ней (если он аналогичен штатному), либо одновременно измеряет уровни шумов на всех резервных частотах, фильтруя цифровыми методами сигнал, получающийся в результате оцифровки всего частотного диапазона (так работают обзорные панорамные приемники).

Как правило, анализ уровня шумов ведется в достаточно узкой области частот, доступных для прохождения радиоволн в данное время суток по условиям прогнозирования их прохождения. По умолчанию предполагается, что условия прохождения радиоволн во всем частотном диапазоне расположения резервных частот примерно одинаковые, а частотная адаптация, таким образом, производится только по уровню шумов на резервных частотах.

Результатом работы алгоритма частотной адаптации является постоянно обновляемый ранжированный список резервный частот для радиосвязи, так что при принятии решения на смену рабочей частоты, совершаемого по тому или иному критерию смены частоты (текущая частота стала хуже наилучшей из списка, качество текущей частоты стало ниже порогового и т.д.) из ранжированного списка всегда выбирается первая (наилучшая) частота.

Роль многопараметрической и частотной адаптации особенно возросла в современных системах ДКМВ связи, использующих высокоскоростные модемы передачи данных с амплитудно-фазовой модуляцией, взамен ранее использовавшейся частотной или относительной фазовой модуляции. Применение амплитудно-фазовой модуляции, в сочетании с новыми методами выравнивания канала связи с помощью турбо эквалайзеров, привело к расширению диапазона возможных для использования частот внутри частотного окна «прозрачности» радиоканала. В то же время, значительно усложнился критерий выбора наилучшей частоты для работы. Так называемая оптимальная рабочая частота (ОРЧ), традиционно определяемая как 0,85-0,9 от ОРЧ, больше не может считаться наилучшей с точки зрения достижения экстремальных характеристик качества радиосвязи: наибольшей пропускной способности, минимального времени доставки сообщения, наибольшей достоверности принимаемой информации. Все вышеназванные характеристики качества могут иметь лучшие значения при частотах заметно отклоняющихся от ОРЧ.

При этом частотная адаптация уже не сводится к выбору полосы частот канала связи (равной полосе частот, занимаемой сигналом) в окрестности ОРЧ с минимальным уровнем шума, а состоит в выборе полосы частот из более широкого диапазона частот. И, самое главное, критерий минимального уровня шума, и даже критерий максимума отношения сигнал/шум, уже не может являться критерием качества выбора канала связи, поскольку при использовании более сложных алгоритмов обработки сигнала, на ее качество существенно влияют уже и другие «тонкие» характеристики канала связи: параметры многолучевости, доплеровское рассеяние, статистические характеристики замираний и т.д.

ДКМВ радиоканал характеризуется высокой загруженностью диапазона станционными помехами - несколько десятков передатчиков на один килогерц, прослушиваются на приемнике типичной чувствительности. При этом несколько из станционных помех, как правило, явно преобладают по мощности над остальными, что делает пространственный спектр помех сильно неравномерным. Наблюдаемое в последние годы снижение загрузки ДКМВ диапазона приводит только к увеличению неравномерности пространственного спектра помех. Поэтому методы многоантенной обработки, хотя бы только на приемной стороне, обладают высокой эффективностью, повышая не только степень разнесения, но и во все большей степени пространственную избирательность.

В последнее время широко распространенные методы MIMO начали находить применение и в ДКМВ системах связи. Следствием этого стало еще большее усложнение методов обработки сигнала, требующее борьбы не только с межсимвольной, но и межканальной интерференцией. В этих условиях особенно остро встает проблема выбора критерия качества канала связи. Поскольку помимо вышеназванных влияющих на качество факторов, появляется дополнительная пространственная составляющая, требующая анализа пространственного спектра шума и сопоставления ее с возможностями пространственного подавления помех с данного направления антенной системой.

Известны адаптивные комплексы передачи информации, реализующие разнообразные способы адаптации:

1) Автоматизированный адаптивный комплекс передачи данных и речи по KB радиоканалам «Пирс» [Каплин Е.А., Лебединский Е.В., Егоров В.В. Современные системы передачи данных по KB радиоканалам. Электросвязь, №7, 2003, стр. 47-48.].

2) Частотно-адаптивная радиолиния [«Адаптивная радиосвязь в системах связи специального назначения» авторов Антонюк Л.Я., Семисошенко М.А. в журнале «Электросвязь» №5, 2007].

3) Автоматизированный комплекс технических средств для адаптивных радиолиний декаметрового диапазона волн [Бузов А.Л., Елисеев С.Н., Кольчугин Ю.И., Минкин М.А., Сухарев А.С. Автоматизированный комплекс технических средств для адаптивных радиолиний ДКМВ. Вестник СОНИИР, №1(11), 2006, стр. 27-32.]

Разнообразные адаптивные системы описаны патентами, наиболее близким из которых являются патент РФ №2564993 и патент РФ №2405265, который взят за прототип.

Согласно прототипу, способ адаптации канала радиосвязи с использованием искусственного интеллекта, включающий периодическое измерение качества канала радиосвязи и сравнение его с допустимым уровнем, а также выполняемые последовательно во времени операции: обмен с корреспондентом данными о новых параметрах адаптации и переход канала радиосвязи в заданное время на новые параметры адаптации, отличающийся тем, что в него дополнительно введены функции искусственного интеллекта, предназначенные для накопления опыта успешной работы канала радиосвязи и использования его для последующей адаптации и заключающиеся в последовательном выполнении после измерения качества канала радиосвязи и сравнение его с допустимым уровнем следующих операций: контроля данных внешней обстановки, контроля параметров адаптации, накопление данных о продолжительности времени успешной работы канала радиосвязи для каждого сочетания «набор данных внешней обстановки - набор параметров адаптации», формирования и корректировки матрицы приоритетов по наборам параметров адаптации и принятия решения о выборе новых параметров адаптации из матрицы приоритетов, если качество канала радиосвязи стало ниже допустимого уровня, после чего осуществляется обмен с корреспондентом данными о новых параметрах адаптации и переход канала радиосвязи в заданное время на новые параметры адаптации, вместе с тем, если при снижении качества канала радиосвязи ниже допустимого в матрице приоритетов отсутствуют (не накоплены) данные о параметрах адаптации для текущего набора данных внешней обстановки, то после измерения качества канала радиосвязи и сравнения его с допустимым уровнем последовательно выполняются следующие операции: зондирование канала радиосвязи на группе разрешенных частот, измерение качества канала радиосвязи и сравнение его с допустимым уровнем также на группе разрешенных частот, выбор по известному алгоритму новых параметров адаптации, после чего осуществляется обмен с корреспондентом данными о новых параметрах адаптации и переход канала радиосвязи в заданное время на новые параметры адаптации.

Недостатком вышеприведенного решения является недостаточно точная оценка показателя качества канала связи, используемого в качестве критерия адаптации (частотной или по параметрам системы связи), либо выбор неокончательного критерия оценки качества (например, величины отношения сигнал/шум вместо вероятности ошибок) при неоднозначной его связи с другими показателями качества).

Суть изобретения состоит в разработке специального алгоритма ранжирования списка резервных частот для радиосвязи по критерию качества каждой из частот списка в виде прогноза величины битовой ошибки - BER (Bit Error Rate) при работе на данной частоте.

Прогноз BER должен выполняться с учетом всех существенных факторов влияющих на ее величину, а именно с учетом: анализа непосредственно измеряемой мощности помех на каждой из резервных частот, анализа непосредственно измеряемого пространственного спектра помех, прогноза модового состава и мощности принимаемого сигнала на каждой из резервных частот, измерения мощности принимаемого сигнала на частоте радиосвязи и учета конкретного вида алгоритма обработки многолучевых сигналов со всех антенных элементов в модеме.

Выбор в качестве критерия качества канала связи (т.е. каждой из резервных частот) величины битовой ошибки, а не традиционно использовавшейся ранее величины отношения сигнал/шум, объясняется следующими обстоятельствами. Вплоть до недавнего времени в ДКМВ модемах передачи данных использовались, в основном, методы частотной и относительной фазовой модуляции, а для борьбы с многолучевостью в сочетании с данными методами модуляции использовалась технология OFDM. Последовательные однотональные модемы не получили широкого распространения ввиду сложности реализации, несмотря на имеющиеся преимущества.

В вышеназванных системах связи при традиционных алгоритмах обработки сигнала в модемах отношение сигнал/шум полностью определяло относительное качество каналов связи на данной рабочей частоте: канал с большим отношением сигнал/шум обязательно являлся лучшим по отношению к каналу с меньшим отношением сигнал/шум.

Таким образом, отношение сигнал/шум традиционно считалось однозначным критерием качества канала связи на данной частоте, т.к. обеспечивало в конечном итоге большую достоверность принимаемых данных, характеризуемую процентом ошибок в них.

В современных и перспективных системах, использующих методы многоантенной обработки сигнала, а также, и особенно, работающих в многолучевых каналах, канал с большей величиной отношения сигнал/шум не обязательно обеспечивает лучшее качество связи (характеризуемое величиной битовой ошибки на выходе модема). Поскольку процент ошибок будет зависеть как от пространственного спектра помех (помехи, приходящие с направлений, дальше отстоящих от направления на источник полезного сигнала, лучше подавляются многоантенной приемной системой), так и от структуры многолучевости (модового состава сигнала).

Поэтому при решении задачи частотной адаптации, состоящей в ранжировании списка запасных (резервных) частот по результатам анализа помеховой обстановки, следует принимать во внимание не только мощность помехи на каждой рабочей частоте, но и пространственный спектр помех на данной частоте. При этом большое значение имеют также характеристики диаграммам направленности всех антенн, входящих в систему многоантенной обработки и алгоритмы пространственно-временной обработки сигнала на приеме модемом, использующим выходные сигналы от приемников, подключенных к различным антеннам.

Для измерения мощности помех и оценки их пространственного спектра (т.е. для анализа помеховой обстановки) предлагается использовать многоканальный антенный приемник, подключаемый к набору антенн на приемном центре, предназначенных для связи с требуемым корреспондентом. Благодаря высокой доступности многоканальных обзорных ДКМВ приемников в настоящее время эта задача вполне осуществима.

Как известно, особенностью ДКМВ канала является относительное постоянство межмодовых задержек лучей, формирующих принимаемый сигнал, которые часто могут считаться практически неизменными на протяжении длительного (до нескольких минут) сеанса связи при быстрой изменчивости фаз данных лучей. Количество лучей и величины задержек между ними являются хорошо предсказуемыми величинами (при полной невозможности предсказания фазовых соотношений между ними из-за их быстрой изменчивости).

По этим причинам прогноз модового состава сигнала не может использоваться непосредственно в модеме для выполнения оценки импульсной характеристики (ИХ) канала связи (или низкочастотного эквивалента ИХ), но может быть использован для оценки качества канала на данной частоте путем статистического усреднения результата обработки по всем значениям фаз принимаемых модов.

Достаточно точный прогноз модового состава сигнала на радиоцентре может быть получен стандартными средствами ИВЧДС (он дается большинством известных комплексов программ прогноза ДКМВ радиосвязи), а также может быть получен непосредственно в самом вычислительном модуле модема, вычислительных мощностей которого в настоящее время вполне достаточно для выполнения программ такого рода. Минимальными входными данными для прогноза модового состава с достаточной точностью должны быть: значения индекса солнечной активности (SSN- число Вольфа), географические координаты корреспондентов и время проведения сеанса связи. При наличии, могут использоваться и другие данные, уточняющие прогноз.

Однако в условиях использования когерентного приема, необходимого для реализации демодуляции сигналов с амплитудно-фазовой модуляцией (КАМ, QAM), даже известного модового состава сигнала на каждой частоте и известного пространственного спектра помех на данной частоте не достаточно для ранжирования списка частот по критерию битовой ошибки.

Это происходит потому, что кривые вероятности ошибок для каналов, которые имеют:

- разные импульсные характеристики в случае даже одноантенной системы связи, работающей в многолучевом канале,

- разные канальные матрицы в случае многоантенной системы связи, работающей даже в однолучевом канале,

- или набор разных канальных матриц в случае многоантенной системы связи, работающей в многолучевом канале;

различны и могут пересекаться между собой.

Это означает, что ранжированные списки частот в области одних значений отношений сигнал/шум могут отличаться от аналогичных ранжированных списков, полученных для области других значений отношения сигнал/шум даже при тех же самых остальных параметрах канала связи (параметрах многолучевости, характеризуемых набором импульсных характеристик, параметрах разнесения, характеризуемых набором канальных матриц и т.д.).

Это требует не только относительной оценки величины отношения сигнал/шум на различных частотах, а абсолютной ее оценки.

Целью предлагаемого изобретения является предложение использовать в качестве критерия качества канала связи процент ошибок на выходе модема (BER - Bit Error Rate) передачи данных, вместо традиционно используемого значения величины отношения сигнал/шум для повышения эффективности систем частотной адаптации в системах ДКМВ связи и более точного выбора наилучшей частоты связи.

Выбор критерия связан с тем, что процент ошибок является более адекватной конечной характеристикой качества радиосвязи. Величина BER при современных (в особенности многоантенных) методах обработки сигнала связана неоднозначной зависимостью с величиной отношения сигнал/шум, поскольку существенным образом зависит как от других параметров канала связи (характеристик многолучевости, пространственного спектра помех и т.д.), так и от алгоритма обработки сигнала модемом передачи данных. Учитывая, что, даже располагая всеми необходимыми параметрами, влияющими на величину BER, она, как правило, не может быть вычислена аналитически. Для определения величины BER предложено использовать статистическое моделирование работы системы связи (возможно выполняемое в нереальном масштабе времени). Предложен метод оценки неизвестных параметров ДКМВ канала, необходимых для реализации статистического моделирования, основанный на прогнозе его (ДКМВ канала) характеристик в сочетании с измерением только мощности принимаемого сигнала на частоте радиосвязи. Разработанный подход позволяет произвести ранжирование списка резервных частот радиосвязи (что представляет собой основную задачу системы частотной адаптации) по величине прогнозируемой вероятности ошибки на выходе системы ДКМВ радиосвязи, а также выбрать оптимальные параметры и методы алгоритмов обработки сигнала модемом. Путем статистического моделирования работы предложенного метода системы частотной адаптации, а также в ходе экспериментальной проверки показано значительное преимущество предложенного метода по сравнению с традиционным.

Следовательно, для правильного ранжирования списка резервных частот, необходимо знать мощность (среднюю) принимаемого сигнала на каждой из резервных частот. Одним из вариантов мог бы быть способ передачи маркерных сигналов по всему списку частот. Однако, как правило, при большом количестве последних, накладные расходы на его реализацию слишком велики для практического использования.

Для оценки мощности полезного сигнала на каждой из резервных частот предлагается использовать его прогнозное значение, скорректированное по результатам оценки мощности прогнозного значения на используемой для связи частоте.

При необходимости ранжирования списка частот до проведения сеанса связи, когда нет возможности измерить мощность принимаемого сигнала от корреспондента непосредственно, можно воспользоваться следующей методикой его определения:.

1) Измерить мощность сигнала P_изм(ƒ_измер) на какой-либо частоте ƒ_измер от какого-либо корреспондента (например, от источника сигналов точного времени, радиомаяка, станции зондирования и т.д. и известными координатами, мощностью передатчика и параметрами передающей антенны), 2) сравнить с прогнозируемым значением мощности принимаемого сигнала от данного корреспондента P_{прогноз}(ƒ_измер) на данной частоте ƒ_измер и 3) рассчитать поправочный коэффициент по формуле: k=P_измер(ƒ_измер)/Р_{прогноз}(ƒ_измер). Тогда оценка мощности полезного сигнала на частоте ƒ_i из списка резервных частот от любого другого корреспондента может быть получена как: .

Теоретическим обоснованием данного предложения является то, что мощность принимаемого сигнала хорошо прогнозируется с точностью до коэффициента, определяемого поглощением сигнала в области D ионосферы. Который и измеряется таким образом по формуле для расчета k и, как известным образом зависит от рабочей частоты ƒ: коэффициент поглощения в области D ионосферы уменьшается с ростом частоты и может быть рассчитан.

Для ранжирования частот необходимо выполнить расчет BER в зависимости от SNR и параметров канала связи (ИХ для многолучевого сигнала, канальной матрицы для MIMO системы однолучевых каналов, набора канальных матриц для MIMO системы многолучевых каналов) для конкретно используемого алгоритма обработки сигналов.

Известно, что ввиду сложности используемых алгоритмов обработки сигнала в модеме аналитически рассчитать параметр BER, с приемлемой точностью за редким исключением, практически невозможно. Поскольку для этого пришлось бы принимать в расчет не только легко рассчитываемые аналитически характеристики демодулятора модема и используемого вида помехоустойчивого кода, но и крайне сложно поддающиеся анализу результаты влияния алгоритмов выравнивания многолучевого канала используемыми видами эквалайзеров модема, схем оценки параметров канала связи, цикловой и тактовой синхронизации и т.д.

Для расчета BER предлагается использовать имитатор канала связи (реализованный программно и, желательно, функционирующий в нереальном масштабе времени) и также программно или аппаратно реализованный модем (а еще лучше для ускорения процедуры расчета использовать несколько имитаторов и несколько модемов.) Тогда оценка качества канала на данной частоте - измерение процента ошибок будет проводиться экспериментально, путем набора статистики ошибок.

Технический результат достигается тем, что способ реализации частотной и многопараметрической адаптации в многоантенной ДКМВ системе связи на основе прогнозирования параметров канала связи и статического моделирования работы модема, включающий периодическое измерение качества канала связи и сравнение его с допустимым уровнем, обмен данными о новых параметрах адаптации и переход канала связи на новые параметры адаптации, отличается тем, что подключают к антеннам связного приемника многоканальный обзорный приемник и последовательно настраивают его на резервные частоты связи, оценивают пространственный спектр помех на каждой из резервных частот, рассчитывают усредненные параметры канала связи на текущий момент времени устройством прогнозирования характеристик канала связи для каждой из резервных частот, измеряют мощность принимаемого сигнала на частоте ведения связи по сигналу принимаемому связным приемником, рассчитывают фактический коэффициент ослабления сигнала слоем D-ионосферы на основании прогноза мощности и измеренной мощности принимаемого сигнала на частоте ведения связи, рассчитывают коэффициенты поглощения для всех резервных частот связи, уточняют значения ожидаемой мощности принимаемого сигнала по известным величинам поглощения для каждой из резервных частот, загружают в имитатор канала связи данные прогноза на резервных частотах, уточненные значения мощности принимаемого сигнала, характеристики пространственного спектра помех, во всех допустимых режимах работы модема передачи данных пропускают через имитатор сигнал используемого модема передачи данных передающего текстовую последовательность данных, производят подсчет ошибок в тестовой последовательности на ее длине, достаточной для обеспечения требуемой статистической точности оценки, на основе чего ранжируют список резервных частот путем сравнения их величин BER для выбора резервной частоты с минимальным значением BER.

В качестве имитатора многолучевого канала связи ДКМВ достаточно использовать имитатор канала реализующий модель Ваттерсона, рекомендуемую всеми известными стандартами, такими как [MIL-STD U. S. 188-110С," // Military Standard-Interoperability and Performance Standards for Data Modems", US Dept of Defense. - 2012.] и рекомендациями ITU-R. Модель представляет собой линию задержки с отводами, соответствующими каждому лучу. Модель учитывает замирания и эффекты доплеровского рассеяния сигнала в канале. Все параметры модели могут быть получены по результатам прогноза состояния канала на данной частоте. Модель Ваттерсона относительно легко реализуется программно. В системе программирования MATLAB модель Ваттерсона реализована в виде отдельного программного модуля stdchan, реализующего 10 стандартных настроек параметров в соответствии с ITU-RF.1487 с возможностью ручного изменения.

Предложенный вариант позволяет с достаточной точностью предсказывать величину BER на каждой из резервных частот с учетом всех вышеперечисленных факторов, что, в свою очередь, позволяет проводить ранжирование списка резервных частот связи по наиболее подходящему (в случае использования методов многоантенной обработки сигналов и современных видов модуляции) критерию минимальной вероятности ошибок, а не по критерию минимального отношения сигнал/шум, как в известных прототипах предлагаемого метода.

Таким образом, предложенный вариант реализации делает данный метод частотной и многопараметрической адаптации технически осуществимым, позволяя преодолеть имеющиеся трудности непосредственного измерения и оценки требуемых для реализации алгоритма параметров канала связи. Использование данного метода существенно повышает эффективность систем частотной адаптации в современных системах ДКМВ связи за счет более точного выбора наилучшей частоты.

Оценка эффективности предложенного метода проводилась как путем моделирования его работы, так и в ходе проведения трассовых испытаний.

Моделирование проводилось в следующих условиях. Использовались следующие виды сигнальных созвездий: BPSK, QPSK, 8PSK, 16QAM, 32QAM, 64QAM (созвездия QAM вида [MIL-STD U. S. 188-110С]). Применялись манипуляционные коды (разновидности кодов Грея) согласно [MIL-STD U. S. 188-110С].

Метод частотного мультиплексирования - OFDM с 32 и 64 поднесущими в полосе канала: 1) половинной ТЧ и 2) полной ТЧ (3100 Гц), с полной длиной посылки 25 мс, интервалом обработки 20 мс, длительностью защитного интервала 5 мс и разносом частот 50 Гц.

Объем статистики моделирования выбирался исходя из требований времени моделирования не менее чем на порядок превышающем время корреляции самого «медленного» процесса в системе - процесса медленных замираний неинтерференционной природы (максимальный интервал корреляции 3 мин). При этом гарантированно выполнялось условие, что количество ошибочно принятых бит не менее чем на порядок превышало величину обратную вероятности ошибок. Т.о. объем статистики принятых бит составлял не менее 10⁷.

Моделировалась ситуация наличия 1, 2, 3 преобладающих помех в виде белого во времени шума, замирающих по релеевскому закону, равновероятно поступающих с любых направлений, на фоне белого во времени и по пространству шума. Число помех выбиралось случайным и равновероятным на каждой резервной частоте.

Расположение приемных антенн - линейная решетка из 2-х и 3-х антенных элементов и 4-х элементная кольцевая решетка с полуволновым шагом.

Соотношения мощностей направленной и ненаправленной помех будем характеризовать соотношением суммарной мощности направленных помех к ненаправленному шуму.

Одна помеха полностью подавляется 2-х антенной системой с оптимальным разнесенным приемом, а две уже нет. Эффективность подавления пространственных помех существенно зависит от отклонений направлений их прихода от направления прихода полезного сигнала.

Одна, две, три помехи полностью подавляются 4-х антенной системой.

При моделировании использовалась программная реализация штатного серийного модема изделия «Вымпел», работающего в OFDM режиме. Скорость передачи поддерживалась постоянной, за счет выбора соотношения кратности модуляции, избыточности кода и плотности сетки пилот-сигналов. В качестве кода - использовался турбо-код, избыточность регулировалась прокалыванием.

На резервных частотах постоянно присутствовали 4-е направленные помехи с суммарной мощностью на 5 дБ превышающей ненаправленный шум. Направленные помехи равновероятно меняли направление на границах символа.

Адаптация с оценкой канала по BER обеспечивала величину выигрыша в BER при числе резервных частот более 15 более чем на порядок. При росте количества резервных частот, насыщение наступало позже, если использовался предлагаемый метод.

Трассовые испытания проводились на трассе Москва-Воронеж. В г. Москве располагались 4-е передатчика пиковой мощностью 300 Вт каждый (РПДУ «Вымпел», ДЕАС. 464114.002) (средняя мощность излучения составляла от 15 до 30 Вт). В г. Воронеже находились 4-е магистральных приемника (РПУ «Вымпел», ДЕАС. 464313.001), каждый со своей штыревой антенной.

Адаптация проводилась по сетке 10-и равномерно распределенных резервных частот в диапазоне 1-1,5 МГц, вплотную примыкавшем снизу к ОРЧ для данного временны суток.

Средняя величина неравномерности пространственного спектра мощности помех во время проведения испытаний составляла 9 дБ (среднеквадратическое значение). Замирания преимущественно носили релеевский характер. В спектре принимаемого сигнала (в полосе 3100 Гц) наблюдалось от двух до трех провалов, периодически достигавших нуля. Доплеровское рассеяние составляло около 0.1 Гц.

Так экспериментально подтвержденный выигрыш при использовании метода оптимального разнесенного приема (разнесенного приема с оптимальным весовым сложением сигналов различных ветвей разнесения, максимизирующим результирующий сигнал/шум простейшую разновидность многоантенной обработки) и классическим OFDM модемом стандарта MIL-STD-188-110В, работавшем в режиме 16QAM, состоит в уменьшении средней величины BER с 10^-3 до 10^-5. Это соответствует энергетическому выигрышу в 11 дБ или, при использовании режима адаптации «работа всегда на лучшей частоте», эквивалентно увеличению количества резервных частот с 10 примерно до 40.

При использовании в качестве критерия адаптации только измеренной величины отношения сигнал/шум, выигрыш в BER составлял не более одного порядка, т.е. энергетический выигрыш был более чем, на 7 дБ меньше.

При использовании списка из более чем 30 резервных частот, замена традиционно используемого критерия ранжирования по отношению сигнал/шум критерием ранжирования по BER приводила к выигрышу по BER более чем на три порядка, что эквивалентно энергетическому выигрышу в 13 дБ и никак уже не может быть скомпенсировано в частотно-адаптивной системе с оценкой качества частоты по SNR увеличением количества резервных частот.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в повышении эффективности систем частотной адаптации. Способ включает этапы: периодическое измерение качества канала связи и сравнение его с допустимым уровнем; обмен данными о новых параметрах адаптации и переход канала связи на новые параметры адаптации; подключение к антеннам связного приемника многоканального обзорного приемника; последовательная настройка его на резервные частоты связи; оценка пространственного спектра помех; расчёт усреднённых параметров канала связи; измерение мощности принимаемого сигнала; расчет фактического коэффициента ослабления сигнала слоем D-ионосферы; расчет коэффициента поглощения; уточнение значения ожидаемой мощности принимаемого сигнала; загрузка прогноза в имитатор канала связи данных; пропускание через имитатор сигнала используемого модема передачи данных, передающего текстовую последовательность данных; подсчет ошибок в тестовой последовательности на ее длине, достаточной для обеспечения требуемой статистической точности оценки; ранжирование списка резервных частот путем сравнения их величин BER.

Способ реализации частотной и многопараметрической адаптации в многоантенной ДКМВ системе связи на основе прогнозирования параметров канала связи и статического моделирования работы модема, включающий периодическое измерение качества канала связи и сравнение его с допустимым уровнем, обмен данными о новых параметрах адаптации и переход канала связи на новые параметры адаптации, отличающийся тем, что подключают к антеннам связного приемника многоканальный обзорный приемник и последовательно настраивают его на резервные частоты связи, оценивают пространственный спектр помех на каждой из резервных частот, рассчитывают усредненные параметры канала связи на текущий момент времени устройством прогнозирования характеристик канала связи для каждой из резервных частот, измеряют мощность принимаемого сигнала на частоте ведения связи по сигналу, принимаемому связным приемником, рассчитывают фактический коэффициент ослабления сигнала слоем D-ионосферы на основании прогноза мощности и измеренной мощности принимаемого сигнала на частоте ведения связи, рассчитывают коэффициенты поглощения для всех резервных частот связи, уточняют значения ожидаемой мощности принимаемого сигнала по известным величинам поглощения для каждой из резервных частот, загружают в имитатор канала связи данные прогноза на резервных частотах, уточненные значения мощности принимаемого сигнала, характеристики пространственного спектра помех, во всех допустимых режимах работы модема передачи данных пропускают через имитатор сигнал используемого модема передачи данных передающего текстовую последовательность данных, производят подсчет ошибок в тестовой последовательности на ее длине, достаточной для обеспечения требуемой статистической точности оценки, на основе чего ранжируют список резервных частот путем сравнения их величин BER для выбора резервной частоты с минимальным значением BER.