Infocommunications and Radio Technologies Infocommunications and Radio Technologies ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫЕ И РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 2587-9936 53199 10.29039/2587-9936.2022.05.1.02 Электроника, фотоника, приборостроение и связь (2.2) ELECTRONICS, PHOTONICS, INSTRUMENTATION AND COMMUNICATIONS (2.2) Электроника, фотоника, приборостроение и связь (2.2) Ultrawideband Communication Based on Chaotic Radio Pulses Using VHF and UHF Bands Сверхширокополосная радиосвязь на основе хаотических радиоимпульсов в метровом и дециметровом диапазоне Дмитриев А. С. Dmitriev A. S. chaos@cplire.ru

доктор физико-математических наук;

doctor of physical and mathematical sciences;

 https://orcid.org/0000-0001-9560-3469 Ефремова Елена Валериевна Efremova Elena V.

доктор физико-математических наук;

doctor of physical and mathematical sciences;

 https://orcid.org/0000-0001-9154-6401 Ицков Вадим Викторович Itskov Vadim V. Петросян Манвел Мгерович Petrosyan Manvel M.

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 Рыжов А. И. Ryzhov A. I. Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН Москва Россия Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics of RAS Moscow Russian Federation Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН Москва Россия Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics of RAS Moscow Russian Federation Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН Москва Россия Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics of RAS Moscow Russian Federation Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН Москва Россия Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics of RAS Moscow Russian Federation Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН Москва Россия Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics of RAS Moscow Russian Federation 25 03 2022 25 03 2022 5 1 25 44 20 03 2022 05 06 2022 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/53199/view

Анализируется состояние вопроса развития сверхширокополосной (СШП) радиосвязи в метровом и дециметровом диапазоне, в том числе прямохаотической беспроводной связи, показана его актуальность. Исследуется вопрос создания сверхширокополосных прямохаотических приемопередатчиков в метровом и дециметровом диапазоне радиоволн как с теоретической точки зрения, так и с точки зрения практической реализации. Оцениваются потенциальные возможности устройств, работающих в таком диапазоне, касающиеся скорости работы приемопередатчика, дальности связи, энергопотребления, вероятности ошибок, приводится расчет бюджета канала связи. В экспериментальной части работы описывается разработка макетов приемопередатчиков диапазона 200—450 МГц, их структура, техническая реализация и характеристики. Приводятся результаты лабораторных и полевых испытаний созданных макетов, продемонстрировавших дальности передачи более одного километра.

In this article, the state of art in the area of ultrawideband (UWB) communication using VHF and UHF frequency bands is analyzed and its relevance is shown, including direct chaotic communication. The problem of creation of UWB direct chaotic transceivers using VHF and UHF frequency bands is investigated from both the theoretical point of view and its practical implementation. Potential characteristics of the devices working in these bands are estimated, such as transmission rate, communication distance, energy consumption, error probability rate and link margin calculus. In the experimental part of this work, the development of transceiver mockups operating in 200–450 MHz band is described, as well as their structure, technical implementation and characteristics. The results of laboratory and field experiments with the created mockups show that they are capable of data transmission exceeding one kilometer.

 беспроводная связь сверхширокополосный прямохаотические системы связи дециметровый диапазон wireless communication ultrawideband direct chaotic communication VHF UHF

Fontana R. J. A Brief History of UWB Communications. Germantown : Multispectral Solu-tions, Inc. 2000. URL: https://ru.scribd.com/document/92157802/A-Brief-History-of-UWB-Communications R. J. Fontana, A Brief History of UWB Communications. Germantown: Multispectral Solu-tions, Inc. 2000. URL: https://ru.scribd.com/document/92157802/A-Brief-History-of-UWB-Communications. Kim K. J. Samsung Expects UWB To Be One of the Next Big Wireless Technologies. Sam-sung Newsroom. URL: https://news.samsung.com/ global/samsung-expects-uwb-to-be-one-of-the-next-big-wireless-technologies K. J. Kim, Samsung Expects UWB To Be One of the Next Big Wireless Technologies. Sam-sung Newsroom. URL: https://news.samsung.com/ global/samsung-expects-uwb-to-be-one-of-the-next-big-wireless-technologies. Coppens D., De Poorter E., Shahid A., Lemey S., Marshall. C. An Overview of Ultra-WideBand (UWB) Standards (IEEE 802.15.4, FiRa, Apple) : Interoperability. Aspects and Future Research Directions. 2022. URL: https://doi.org/10.48550/arXiv.2202.02190 D. Coppens, E. De Poorter, A. Shahid, S. Lemey, and C. Marshall, An Overview of Ultra-WideBand (UWB) Standards (IEEE 802.15.4, FiRa, Apple): Interoperability. Aspects and Future Research Directions. 2022. URL: https://doi.org/10.48550/arXiv.2202.02190. Fontana R. J. Recent Trends in Ultra Wideband Communications Systems. Germantown : Multispectral Solutions Inc., 2004. URL: https://pdfs.semanticscholar.org/97f0/b8bce6050ac3a36cd359426e24275e4b67cb.pdf R. J. Fontana, Recent Trends in Ultra Wideband Communications Systems. Germantown: Multispectral Solutions Inc., 2004. URL: https://pdfs.semanticscholar.org/97f0/b8bce6050ac3a36cd359426e24275e4b67cb.pdf. Дмитриев А. С., Панас А. И. Динамический хаос. Новые носители информации для средств связи. М. : Физматлит, 2002. 251 с. A. S. Dmitriev and A. I. Panas, Dynamic Chaos. New media for communications. Moscow: Fizmatlit, 2002. (In Russ.). Дмитриев А. С., Ефремова Е. В. Процессы передачи и обработки информации в системах со сложной динамикой. М. : Техносфера, 2019. 320 с. A. S. Dmitriev and E. V. Efremova. Processes of information transmission and processing in systems with complex dynamics. Moscow: Technosfera, 2019. (In Russ.). Дмитриев А. С., Попов М. Г., Рыжов А. И. Повышение дальности действия сверхширокополосных прямохаотических средств связи // Радиотехника и электроника. 2020. Т. 65, № 9. С. 902-910. A. S. Dmitriev, M. G. Popov, and A. I. Ryzhov, “Increasing the range of ultra-wideband direct chaotic communications,” Radiotekhnika i elektronika, vol. 65, no. 9. pp. 902-910, 2020. Долуханов М. П. Распространение радиоволн. М. : Связь, 1972. 336 с. M. P. Dolukhanov, Propagation of radio waves. Moscow: Svyaz’, 1972. (In Russ.). Дмитриев А. С., Ефремова Е. В., Максимов Н. А., Панас А. И. Генерация хаоса. М. : Техносфера, 2012. 424 с. A. S. Dmitriev, E. V. Efremova, N. A. Maksimov, and A. I. Panas, Chaos Generation. Mos-cow: Technosfera, 2012. (In Russ.). Калошин В. А., Мартынов Е. С., Скородумова Е. А. Исследование характеристик поли-конической антенны в широкой полосе частот // Радиотехника и электроника. 2011. Т. 56, № 9. С. 1094-1098. V. A. Kaloshin, E. S. Martynov, and E. A. Skorodumova, “Investigation of the characteristics of a polyconical antenna in a wide frequency band,” Radiotekhnika i elektronika, vol. 56, no. 9, pp. 1094-1098, 2011. (In Russ.).