Эффект Кловского: почему сотовая связь была бы невозможна без ученых ПГУТИ

Сегодня сложно себе представить жизнь без смартфона. В основе работы этого гаджета – открытия, которые сделал выдающийся самарский физик, профессор Куйбышевского электротехнического института связи (как тогда назывался Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики, ПГУТИ) Даниил Давидович Кловский (1929-2004).

Фото:

Основная проблема современной мобильной связи — это межсимвольная интерференция (МСИ), вызванная многолучевым распространением. "Когда вы держите телефон в городе, сигнал отражается от зданий и приходит с разными задержками, накладываясь и искажая друг друга", — рассказал декан 3 факультета цифровой экономики и массовых коммуникаций ПГУТИ Николай Никульников.

Кловский в 1960 году впервые в мире опубликовал работу по оптимальному когерентному поэлементному приёму в условиях МСИ и предложил систему СИИП (система с испытательным импульсом и предсказанием). Проще говоря, он решил проблему, как точно разобрать мешанину сигналов на отдельные биты информации.

Вся современная цифровая связь — от GSM до 5G — строится на базе OFDM (ортогональное частотное мультиплексирование).

"У OFDM есть врождённый недостаток: для защиты от МСИ приходится вставлять "защитные интервалы", которые просто выбрасывают часть пропускной способности. Учёные ПГУТИ (наследники школы Кловского) только сейчас придумали, как исключить эти защитные интервалы, что резко повысит скорость 5G, причём только изменением ПО, без замены железа. Если бы фундаментальные работы Кловского не появились в 60-х годах XX века, мы бы только сейчас подходили к пониманию того, как бороться с этими потерями, а сети 4G/5G были бы медленнее и дороже в развёртывании", — уверен Николай Никульников.

Учебник Кловского "Теория передачи сигналов" (1973) был переведён на английский язык в США в 1974 году и хранится в библиотеке Массачусетского технологического института (MIT). Эта книга стала основным пособием для целых поколений связистов как в СССР, так и за рубежом. Если бы этого не произошло, целое поколение инженеров в разных странах говорило бы на разных технических языках, что сильно замедлило бы глобальную интеграцию сетей.

Работы Даниила Давидовича по стохастическим пространственно-временным моделям каналов — это не просто теория.

Основная проблема современной мобильной связи — это межсимвольная интерференция (МСИ), вызванная многолучевым распространением. "Когда вы держите телефон в городе, сигнал отражается от зданий и приходит с разными задержками, накладываясь и искажая друг друга", — рассказал декан 3 факультета цифровой экономики и массовых коммуникаций ПГУТИ Николай Никульников.

Кловский в 1960 году впервые в мире опубликовал работу по оптимальному когерентному поэлементному приёму в условиях МСИ и предложил систему СИИП (система с испытательным импульсом и предсказанием). Проще говоря, он решил проблему, как точно разобрать мешанину сигналов на отдельные биты информации.

Вся современная цифровая связь — от GSM до 5G — строится на базе OFDM (ортогональное частотное мультиплексирование).

"У OFDM есть врождённый недостаток: для защиты от МСИ приходится вставлять "защитные интервалы", которые просто выбрасывают часть пропускной способности. Учёные ПГУТИ (наследники школы Кловского) только сейчас придумали, как исключить эти защитные интервалы, что резко повысит скорость 5G, причём только изменением ПО, без замены железа. Если бы фундаментальные работы Кловского не появились в 60-х годах XX века, мы бы только сейчас подходили к пониманию того, как бороться с этими потерями, а сети 4G/5G были бы медленнее и дороже в развёртывании", — уверен Николай Никульников.

Учебник Кловского "Теория передачи сигналов" (1973) был переведён на английский язык в США в 1974 году и хранится в библиотеке Массачусетского технологического института (MIT). Эта книга стала основным пособием для целых поколений связистов как в СССР, так и за рубежом. Если бы этого не произошло, целое поколение инженеров в разных странах говорило бы на разных технических языках, что сильно замедлило бы глобальную интеграцию сетей.

Работы Даниила Давидовича по стохастическим пространственно-временным моделям каналов — это не просто теория.

"Сегодняшние исследования ПГУТИ по спутниковым системам (NTN) и сетям 6G напрямую опираются на этот математический аппарат. Если бы в 1960-х годах не были заложены основы обработки сигналов в условиях сложной помеховой обстановки, а спутниковая связь — это именно сплошные помехи и задержки, то развёртывание глобальных спутниковых группировок вроде "Старлинк" или прямое подключение телефонов к спутникам (D2D) столкнулось бы с непреодолимыми барьерами помехоустойчивости, и тренд на "связь везде" затормозился бы на десятилетия.

Кловский создал математику, которая позволяет цифровым сигналам выживать в реальном, зашумлённом мире. Без этой математики современные тренды на скорость, мобильность и глобальное покрытие были бы просто невозможны технически", — резюмировал Николай Никульников.

Материал подготовлен при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.

Последние комментарии

Кирилл Леоров 27 мая 2024 09:16 Сбер выпустил памятку по безопасности для детей

Сотрудничество Сбера с Лизой Алерт в создании памятки демонстрирует важность коллективных усилий в обеспечении безопасноси детей.

Иван Гончар 11 января 2024 13:16 Умер Народный артист СССР Юрий Соломин

царствие ему небесное.все мы только гости на этой земле.

Фото на сайте

Все фотогалереи

Новости раздела

Все новости
Архив
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
26 27 28 29 30 31 1
2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22
23 24 25 26 27 28 29
30 1 2 3 4 5 6