2. WiMAX
В роботі досліджується актуальна задача
Internet W
iM
передачі конфіденційної медичної
AX
AX
інформації по завадозахищенним каналам
iM
W
телемедицини на основі використання
Город
ЦЕНТР
технологій WiMAX, наприклад як на рисунку.
ТЕЛЕМЕДИЦИНЫ
W
i-F
i
WiM
A X
Метою роботи є часткове вирішення задач
завадозахищенності каналів зв’язку при
Дом Дерево Здание 1
створенні сучасного комплексу мобільної
Wi-Fi телемедицини, який враховує особливості
вітчизняної інфраструктури
інфокомунікаційних мереж та лікувальних
закладів та може застосовуватися для
Небоскреб Здание 1 Дом
консультативно-діагностичної медичної
Школа допомоги в надзвичайних та екстрених
ситуаціях.
Методикою досліджень є натурний та
чисельний експеримент.
11. .
1
. .
Б1 4
2
. ДС
Б2
3
Напрям поширення сигнала
вздовж вулиць
.
БС
11
12. (3.1)
,
Sn 1,i (1 Sn 1,n 2 ) Sn 1,n 1Sn 2,i
bn 1 ai ri
(1 Sn 1,n 2 )(1 Sn 2,n 1 ) Sn 2, n 2 Sn 1, n 1 0
r0 i ri
[ S (ri )] e .
Sn 2,i (1 Sn 2,n 1 ) Sn 2,n 2 Sn 1,i
bn ai . ri
2
(1 Sn 1,n 2 )(1 Sn 2,n 1 ) Sn 2, n 2 Sn 1, n 1 0
r0
12
Модель хвильових каналів архітектурних споруд
14. Eb
Y 1 u2 N0
PER 1 1 P Q x exp du PB 2Q 2 k n
sin
b
2 Eb PJ G j rs 1 2k
2 x 1
N0 PS Gs rj GP
Залежність величини ймовірності пакетної помилки
від відстані при різних значеннях величини завади 14
2: В роботі досліджується актуальна задача передачі конфіденційної медичної інформації по завадозахищенним каналам телемедицини на основі використання технологій WiMAX.Метою роботи є часткове вирішення задач завадозахищенності каналів зв’язку при створенні сучасного комплексу мобільної телемедицини, який враховує особливості вітчизняної інфраструктури інфокомунікаційних мереж та лікувальних закладів та може застосовуватися для консультативно-діагностичної медичної допомоги в надзвичайних та екстрених ситуаціях.Методикою досліджень є натурний та чисельний експеримент.
3: Для досягнення мети та виконання експериментів була створена мобільна лабораторія, яка складалася з абонентської станції та клієнтського обладнання. Антена базової станції розташована на будівлі Держпрому, на висоті 80м. Абонентська станція закріплювалася на штативі на висоті 1.5 м над рівнем вуличного покриття.
4: У БС застосовується 4-ри секторна антенна, 1 з секторів якої обслуговує центральну частину міста, а напрямок головного максимуму випромінювання практично збігається з напрямком проспекту Леніна.
5: Структура мобільної станції
6: У АС використовується вузькоспрямована Антена, у БС слабоспрясмована.
Опишемо проведені досліди, результати яких наведені на рисунках цьому та наступних слайдах. Дослід перший – вимірювання вздовж максимуму ДС базової станції (уздовж проспекту Леніна). Результати експериментів у вигляді залежностей S(r) і S/N(r) наведені на верхніх рисунках. При дослідах максимальна відстань r дорівнювала 4 км, що відповідало максимальній дальності впевненого зв'язку. На рисунку точками показані дані разових вимірювань з еталонною відстанню r0 = 100 м і з кроком 100 м. У кожній точці вимірювань апертура антени абонентської станції (АС), закріплена на штативі (рис. 3.19), установлювалася перпендикулярно до напрямку максимального прийому. Первинні дані вимірювань усереднювались і згладжувалися за допомогою програмного пакета «Origin». Оброблені результати показані на рисунка у вигляді суцільних кривих. Ці самі криві спільно зображені на нижньому рисунку. Тут також показаний характер змін видів модуляції сигналу уздовж траси. На осі відстаней показані відрізки з тим чи іншим видом модуляції.Відомо, що апаратура WiMAX адаптивна й дозволяє підтримувати постійну швидкість передавання (або рівень S/N) цифрового потоку при зменшенні рівня сигналу.З представлених даних виходить, що коли S < -65 дБ адаптація не працює й співвідношення S/N спадає із відстанню з такою самою швидкістю, як і рівень сигналу. Отриманий результат суттєво уточнює можливості системи WiMAX з адаптації, через те що в раніше показано, що нижньою межею адаптації є рівень сигналу -75 дБ.
Також була проведена серія дослідів, по вулицях які перпендикулярні до напряму головної пелюстки Антени БС.
По вулицях, що розташовані перпендикулярно, у зв‘язку зі складністю та дорожнечею експеримента, експерименти проводилися одноразово, а виміри робилися в прямому і зворотньому напряму.
Було виявлено такі ефекти, що згасання сигналу вздовж вулиць не підпорядковується відомому закону, як 1 на Р у квадраті, чи 1 на р у четвертій степені. Вони змінюються як 1 на р, чи 1 на р у квадраті. Виявлено, що це пов’язано з інтерферецією сигналів, як показано на 11 слайді.
Крім того провели вимірювання рівнів сигналу, що пошиирюється вздовж вулиць, і рівень що поширюється над дахами. І встановили, що головним механізмом поширення є хвильові канали створені архітектурними спорудами. Тобто не обов’язково спрямовувати антену на БС, можно спрямовувати у Хвильовий канал, тобто уздовж вулиці.
Була запропонавана мікрохвильова модель, у якій вуличні розгалудження замінюються відрізками ліній передач, які характеризуються матрицями розсіювання. Що дає змогу представити розгалудження вулиць у вигляді еквівалентного багатополюсника.
Такий підхід дозволив провести розрахунки, які демонструють кореляцію з експериментом.
Завадостійкість оцінювали за допомогою параметра PER – ймовірність пакетної помилки.де - ймовірність бітової помилки, Y – довжина пакета у бітах.Для ймовірності бітової помилки, слушний наступний вираз, який обчислювався за допомогою інтеграла вірогідності.Розрахунок проводився для 3 різних відношень потужності завади до потужності корисного сигнала. На графіку пунктирними лініями позначені стандарти якості відеозображення. Аналізуючи отримані результати з рекомендаціями стандартів передачі відеозображення, дійдемо висновку, що за наявності завади величиною менше по розгалужених каналах WiMAX можлива передача мультимедийної інформації з високою якістю на відстань до 3 км, що дуже важливо при побудові мереж телемедицини у великих містах.Таким чином при наявності системи WiMAX у місті, можна реалізувати канали телемедицини з достатньо високою якістю та захищеністю.