Исследование возможностей применения последовательностей де Брёйна в C-OChDM. Часть I

<jats:p>Для систем связи интернета вещей (IoT) в агрессивных средах разработана структура сигнала на основе каскадного мультиплексирования C-OChDM с последовательностями де Брёйна в качестве расширяющих кодов первого каскада. Имитационное моделирование выполнено в подводном оптическом канале (прибрежная морская вода по классификации Джерлова, λ=532 нм, дистанция 20 м) при использовании кода Хэмминга (15,11), 128 подканалов OChDM и модуляции QPSK. Проведено сравнение помехоустойчивости последовательностей де Брёйна, Франка и М-последовательностей при равной двоичной длине. Двоичные последовательности де Брёйна обеспечивают выигрыш 5–6 дБ по Es/N0 при BER=10–5относительно последовательностей Франка и М-последовательностей. Выявлена немонотонная зависимость помехоустойчивости от длины последовательности при бинаризации небинарных алфавитов: последовательность де Брёйна длины 17 (алфавит 4) уступает двоичной последовательности длины 15 из-за деградации автокорреляционных свойств при бинарном отображении. Ансамбль последовательностей де Брёйна (N=226≈6,7·107 для длины 64) обеспечивает масштабируемость числа узлов IoT-сети без увеличения длины кода и снижения скорости передачи данных.</jats:p> <jats:p>For Internet of Things (IoT) communication systems in hostile environments, a signal structure based on cascaded C-OChDM multiplexing with de Bruijn sequences as first-stage spreading codes has been developed. The simulation was performed in an underwater optical channel (coastal seawater according to the Jerlov classification, λ=532 nm, distance 20 m) using the Hamming code (15,11), 128 OChDM subchannels and QPSK modulation. A comparison of the noise immunity of de Bruijn, Frank and M-sequences with equal binary length was carried out. Binary de Bruijn sequences provide a gain of 5–6 dB in Es/N0 at BER=10–5 relative to Frank and M-sequences. A nonmonotonic dependence of noise immunity on sequence length was revealed during binarization of nonbinary alphabets: a de Bruijn sequence of length 17 (alphabet 4) is inferior to a binary sequence of length 15 due to the degradation of autocorrelation properties during binary mapping. An ensemble of de Bruijn sequences (N=226≈6,7·107 for length 64) ensures scalability of the number of IoT network nodes without increasing the code length or reducing the data transfer rate.</jats:p>