Коллектив молодых ученых ВШПФиКТ выиграл Грант Президента РФ

В этом году коллектив молодых ученых из научной лаборатории «Специальный технологический центр-Политех» выиграл грант Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых - кандидатов наук (2019, 2020 год).

Проект под названием "Синтез сигнально-кодовых конструкций на основе оптимальных спектрально-эффективных сигналов для систем широкополосного доступа 5G" подготовлен коллективом, в который входят:

  • Завьялов Сергей Викторович, доцент ВШПФиКТ
  • Лавренюк Илья Игоревич, ассистент ВШПФиКТ
  • Овсянникова Анна Сергеевна, студентка 2-го курса магистратуры

Молодые ученые кратко рассказали нам о проблеме, решаемой в представленном проекте:

 Все современные системы связи, широкополосного доступа, спутниковые системы связи ориентированы на повышение спектральной эффективности. Спектральная эффективность вычисляется как отношение информационной скорости передачи к занимаемой полосе частот. То есть данное значение характеризует объём передаваемой информации относительно некоторой полосы частот. Понятно, что частотный ресурс – очень дорогой. Многие компании тратят огромные средства для покупки небольших частотных полос. Особенно остро данная проблема стоит в современных 5-6G сетях. Повышение спектральной эффективности при фиксированном частотном диапазоне возможно за счёт увеличения скорости передачи. Увеличение скорости передачи возможно путём уменьшения временного интервала, необходимого на передачу одного бита информации (модуляционный символ). Однако в этом случае будет увеличиваться полоса занимаемых частот.

Следовательно, требуется увеличивать скорость передачи при фиксированной длительности модуляционного символа. Такой подход приводит к появлению интерференции сигналов во времени, то есть на приёме сигналы будут являться помеховыми друг для друга. Это в свою очередь приводит к росту энергетических потерь для сигналов с классической формой огибающей (например, для сигналов с прямоугольной огибающей). Под энергетическими потерями понимаем то, на сколько надо увеличить мощность сигнала для достижения требуемой вероятности ошибки на бит или на пакет. Часто энергетические потери составляют более 10-20 дБ, что делает такой подход непригодным для использования совместно с «классическими» сигналами. В итоге мы приходим к необходимости синтеза специальных форм сигналов, которые позволяют реализовать указанное повышение спектральной эффективности.

Однако мы можем рассмотреть и следующий этап: перейти к рассмотрению совместного использования и специальных форм сигналов и помехоустойчивого кодирования. Причём такой подход может учитывать свойства как сигналов, так и кодирования, что сделает его максимально эффективным. То есть актуальность задачи синтеза сигнально-кодовых конструкций на основе оптимальных спектрально-эффективных сигналов чрезвычайно высока и позволит получить прорывные результаты как для систем широкополосного доступа сетей 5-6G, так и в спутниковой связи, для систем интернета вещей и т.д.