Promising communication systems are developing in the direction of complicating the configuration of networks, expanding the spectrum of signals, and integrating terrestrial, satellite, fiber, and open optical technologies. However, the use of information signal modulation methods remains traditional, which are based on changing parameters in the time domain, such as amplitude, frequency, and phase. Spatial signal modulation techniques have not been effectively used in wireless communication systems. Broader proposals find only polarization-based methods for increasing the multiplexing factor and in binary information transmission systems where two states of linear polarization with a shift of π/2 are used. Polarizing complex signal processing technologies, converting radio signals into optical domains, are promising methods for increasing the spectral efficiency as well as reducing the influence of the atmosphere. The use of complex schemes for modulating the polarization state becomes possible due to the development of polarization-sensitive quantum materials sensitive to light helicity. The paper analyzes the theoretical validity of the effectiveness of spatial modulation parameters to increase the information capacity of signals. The ways of increasing the information capacity of signals, the fundamental schemes of fiber-ether transmission in the optical and radio bands, including in the millimeter band, using polarization effects for spatial modulation of information signals, are analyzed. Schematic diagrams for the formation of radio-frequency pulses in the optical range with spatial modulation using polarization effects are proposed. Similar schemes using wireless sections of the network in the optical and highfrequency radio bands, and fiber lines can be used both in small scale terrestrial networks and in global coverage.
Я. а. КремеНецьКа, канд. техн. наук; а. О. маКареНКО, доктор техн. наук, доцент; В. І. КраВчеНКО, канд. техн. наук; С. В. мОрОЗОВа, ст. викладач, Державний університет телекомунікацій, Київ теЛеКомунІКацІйнІ техноЛоГІЇ мІЛІметРоВоГо ДІаПаЗону, що охоПЛюють мІжДиСциПЛІнаРнІ ГаЛуЗІ, ЗоКРема РоЗРоБЛення монІтоРинГу ЗДоРоВ'я Вступ Розвиток телекомунікаційних технологій наступних поколінь спрямовано на створення комплексних систем, а також додатків, послуг у різних сферах, наприклад відео високої чіткості 4K, 8K, 3D-відео, голограми; послуги віртуальної реальності (Virtual Reality, VR); послуги Інтернету речей (IoT); послуги на основі масового підімкнення пристроїв: енергетика, транспорт, охорона здоров'я, торгівля, громадська безпека, промисловість. Під час карантину більш затребуваними стали спеціалізовані мережні послуги додатків для дистанційного навчання і занять спортом тощо. Нові додатки «killer apps» для 5G (що перебувають у стадії розроблення [1]) потребують таких параметрів якості обслуговування і необхідних характеристик підімкнення, як гарантована пропускна здатність, пікова швидкість передавання даних, покриття, надійність і мережна затримка.Розроблення технічних вимог для спеціалізованих додатків є важливою частиною їх реалізації. Висока пропускна здатність і миттєвий відгук (режим реального часу) мають стати ключовими чинниками успішного розвитку хмарних послуг, а та- Розглянуто пріоритетні напрямки розвитку телекомунікаційних технологій у міліметровому діапазоні хвиль. Проаналізовано затребувані мережні послуги, що охоплюють такі міждисциплінарні галузі, як волоконно-ефірна архітектура мереж, оптоелектронні методи формування радіосигналів, системи моніторингу здоров'я і доставляння ліків на базі мереж рухливих об'єктів і внутрішньоклітинних нанобіосенсорних мереж. основою майбутнього розвитку телекомунікацій передбачається реалізація нових засобів у сфері охорони здоров'я, системах безпеки, керування роботизованими механізмами, безпілотним автотранспортом, у сфері дистанційної освіти, розваг і дозвілля. Розглянуто сучасні проекти досліджень, спрямовані на розроблення нових технологій у діапазоні понад 90 ГГц для безпроводових систем зв'язку з пропускною здатністю, порівнянною з волоконно-оптичними системами, для реалізації нових застосувань, зокрема системи моніторингу і діагностики здоров'я на основі носильних нанобіосентизувальних мереж. Виокремлено напрямки подальших досліджень щодо реалізації таких систем. Проаналізовано передбачувану архітектуру для наномережі охорони здоров'я. Зазначено, що сучасні дослідження охоплюють теоретичні основи механізмів зв'язку між нанопристроями, сучасне розроблення антен, тканини людини і моделювання каналів, проектування систем екологічного, епідеміологічного, охорони здоров'я, зокрема медичного моніторингу здоров'я. Показано, що екологічний і епідеміологічний моніторинг, так само, як і моніторинг стану здоров'я на базі наукових досягнень і досліджень у сфері медичних електронних технологій, телекомунікацій, а також освіти є пріоритетом у міждисциплінарних дослідже...
Проблеми розвитку та вдосконалення єдиної національної системи зв'язку
Прогнозування траєкторних і енергетичних характеристик каналів прямої видимості так і у відсутності прямої видимості необхідно для реалізації телекомунікаційних систем в міліметровому діапазоні хвиль. Для прогнозування були проаналізовані методи, засновані на особливостях поширення міліметрових хвиль в навколишньому середовищі. Розроблено метод на основі квазі-оптичної моделі поширення з урахуванням ефектів множинного відбиття і багатопроменевого поширення сигналу. Так як за рахунок малої довжини хвилі міліметрового діапазону можлива реалізація вузько спрямованого випромінювання, то можливо забезпечення одночасного формування зображень, зв'язку та позиціонування. Розглянуто можливість посилення радіоканалу в міліметровому діапазоні за допомогою штучних відбивачів для формування одного вузького променя, який багато разів відбивається, а також багатопроменеве поширення сигналу для одного відображення. Наведені результати розрахунків показують, що моделювання, а також реалізація, радіоканалів з використанням штучних відбивачів може привести до підсилення сигналу в каналі, збільшення доступності, дальності зв'язку. На основі врахування точної геометрії забудови або зовнішнього середовища всередині приміщень можна знайти енерго і спектрально ефективні рішення, що особливо важливо при проектуванні телекомунікаційних мереж в міліметровому діапазоні, а в майбутньому терагерцовому діапазоні, і особливо при застосуванні технології МIМО. Вивчення фундаментальних ефектів відображення, розсіювання, дифракції для міліметрових хвиль може привести до розробки більш точних моделей енергетичного покриття, розрахунків затримки сигналу, когерентності, поляризації, шуму і т.д. Такі підходи необхідні для розвитку майбутніх надшвидкісних мобільних телекомунікаційних систем з різними додатками та послугами.
Non-terrestrial communication technologies will become a key component for the development of future 6th generation (6G) networks. Potentials, implementation prospects, problems and solutions for non-terrestrial telecommunications remain open areas for future research. The article discusses the use of millimeter and optical wavelengths in various configurations of multilevel space communications using LEO satellites, stratospheric platforms and unmanned repeaters. Wireless communication in MMW and OR has great potential for use in space communication systems. These technologies have the advantages of using azimuth line-of-sight channels in comparison with terrestrial ones. For example, the total zenith attenuation can be much less than the linear attenuation in the lower atmosphere. It also has advantages in terms of reconfiguration virtuality, coverage area and energy (spectral) efficiency. A sudden drop in communication quality due to atmospheric phenomena, including severe atmospheric turbulence, leads to the need for adaptive dynamic beam steering, which also leads to a decrease in the use of resources, both frequency and energy. Wireless and fiber optic communication systems have similarities in the operating wavelength range, processing methods. The methods of radio-photonics can be applied to wireless communication systems, where the technology of converting radio waves into optical, including the terahertz range, can be used. The comparison of the capacity of the Shannon channel for various multi-level scenarios of the satellite communication line is carried out. The directions of research to ensure the continuity of communication, adaptation to weather conditions, and the achievement of throughput up to 100 Gbit/s are analyzed.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.