Методы уменьшения помех для сетей связи IEEE 802.11 на высокоскоростных железнодорожных магистралях

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Представлен обзор приемов и методов в технологии Wi-Fi, которые позволяют применять ее для решения задач железнодорожной связи. Работа выполняется в рамках гранта МИЭМ НИУ ВШЭ "Исследование методов повышения помехозащищенности систем мобильной связи 4G/5G/6G, Wi-Fi, IoT с помощью сигнально-кодовых конструкций для сложных каналов в соответствии со Стратегией развития телекоммуникационной отрасли 2035".

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. Л. Портной

Высшая школа экономики; ООО "РадиоГигабит"

Автор, ответственный за переписку.
Email: sportnoy@hse.ru

д.т.н., проф. Московского института электроники и математики им. А.Н. Тихонова; научный консультант

Россия, Москва; Нижний Новгород

С. Е. Никитин

Высшая школа экономики; ООО "РадиоГигабит"

Email: snikitin@hse.ru

старший преподаватель Московского института электроники и математики им. А.Н. Тихонова; младший инженер-исследователь

Россия, Москва; Нижний Новгород

Н. С. Клюев

Высшая школа экономики; ООО "РадиоГигабит"

Email: nsklyuev@edu.hse.ru

магистрант; младший инженер-исследователь

Россия, Москва; Нижний Новгород

Д. В. Ракланов

Высшая школа экономики; ООО "РадиоГигабит"

Email: dvraklanov@edu.hse.ru

студент; стажер

Россия, Москва; Нижний Новгород

Список литературы

  1. CFM. Cooperates with Huawei to Set an Example of FRMCS-based Railway Communication Reconstruction. [Электронный ресурс]. URL: https://e.huawei.com/en/case-studies/industries/railway/2023-mozambique-frmcs (дата обращения 18.07.2024).
  2. Миньковский М.Г. Сети Trackside в метро мы умеем строить лучше всех в мире // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2022. № 1. С. 36–40.
  3. IEEE Standard for Information Technology Telecommunications and Information Exchange between Systems Local and Metropolitan Area Networks Specific Requirements. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications. Amendment 1: Enhancements for High-Efficiency WLAN. (IEEE Std 802.11ax-2021). 19 May. 2021
  4. Minkovsky M.G., Portnoy S.L., Nikitin S.E., Klyuev N.S. and Sakhautdinov S.R. Modelling Approach to Convergence Trackside Railway Networks // 2024 Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications (SYNCHROINFO), Vyborg, 2024. PP. 1–7.
  5. Портной С.Л., Никитин С.Е., Клюев Н.С., Антошкин Г.Д., Сахаутдинов Ш.Р. Разработка LLS-симулятора сети связи ВСЖМ на основе технологии 802.11ax // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2024. № 6. C. 62–68.
  6. PP. 5G; NR; User Equipment (UE) Radio Transmission and Reception; Part 4: Performance Requirements. 3GPP TS 38.101-4, ver. 18.6.0, Release 18. Feb. 2025.
  7. Борисович С.Ф., Дубровко А.Ю. Моделирование систем синхронизации приемника IEEE 802.11AH в MATLAB // Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии. 2020. Т. 12. № 2. С. 275–286.
  8. IEEE Standard 802.11-2020. IEEE Standard for Information Technology — Telecommunications and Information Exchange Between Systems Local and Metropolitan Area Networks — Specific Requirements Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications. 6 Feb. 2021.
  9. Terry J., Heiskala J. OFDM Wireless LANs: A Theoretical and Practical Guide. Indianapolis, IN: Sams, 2003.
  10. Huang Y., Yuan L., Gong W. Research on IEEE 802.11 OFDM Packet Detection Algorithms for Household Wireless Sensor Communication // Applied Sciences. 2022. Vol. 12. No. 7. P. 7232.
  11. Ninkovic V., Valka A., Dumic D. and Vukobratovic D. Deep Learning-Based Packet Detection and Carrier Frequency Offset Estimation in IEEE 802.11ah // IEEE Access. 2021. Vol. 9. PP. 99853–99865.
  12. Sourour E., El-Ghoroury H., McNeill D. Frequency Offset Estimation and Correction in the IEEE 802.11a WLAN // IEEE 60th Vehicular Technology Conference, 2004. Los Angeles, CA. PP. 4923–4927.
  13. Jimenez V.P.G., Garcia M.J.F., Serrano F.J.G., Armada A.G. Design and implementation of synchronization and AGC for OFDM-based WLAN receivers // IEEE Transactions on Consumer Electronics. 2004. Vol. 50. No. 4. PP. 1016–1025.
  14. van Zelst A., Schenk T.C.W. Implementation of a MIMO OFDM-based Wireless LAN System // IEEE Transactions on Signal Processing. 2004. Vol. 52. No. 2. PP. 483–494.
  15. Van de Beek J., Edfors O., Sandell M., Wilson S., Borjesson P. On Channel Estimation in OFDM Systems // 1995 IEEE 45th Vehicular Technology Conference. Countdown to the Wireless Twenty-First Century. Chicago, IL, 1995. PP. 815–819.
  16. Zhang Q., Zhao J. Channel Estimation for High-Speed Railway Wireless Communications: A Generative Adversarial Network Approach // Electronics. 2023. Vol. 12. No. 7. P. 1752.
  17. Чирков О.Н., Ромащенко М.А., Чепелев М.Ю. Современные методы оценки канала радиосвязи в условиях многолучевости // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2019. Т. 15. № 3. С. 68–73.
  18. Milos J., Polak L., Slanina M. Performance Analysis of IEEE 802.11ac/ax WLAN Technologies Under the Presence of CFO // 2017 27th International Conference Radioelektronika. Brno. PP. 1–4.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Демонстрация сценария HST [6]

Скачать (58KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Пример возникновения многолучевого распространения

Скачать (60KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Демонстрация влияния интерференции между поднесущими на прием сигнала

Скачать (79KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Представление передачи сигнала OFDM как совокупности независимых каналов

Скачать (33KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Общая структура кадра PPDU

Скачать (85KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Схема приема PPDU на стороне приемника

Скачать (58KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Структура кадра формата HE PPDU, включающая midamble

Скачать (61KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Схема формирования метрики m для определения начала передачи сигнала

Скачать (31KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Структурная схема поля LTF

Скачать (21KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Зависимость смещения несущей частоты (CFO) от отношения сигнал/шум (SNR) при 10% вероятности ошибки на бит (BER) в стандартах IEEE 802.11ac/ax (SISO, ширина канала 20 МГц, MCS8 (256QAM)) [18]

Скачать (84KB)
Метаданные

© Портной С.Л., Никитин С.Е., Клюев Н.С., Ракланов Д.В., 2025