Розробка методу підвищення завадостійкості BLE системи зв'язку на основі стрибкоподібної зміни частоти

Анотація

Об’єктом дослідження є методи стрибкоподібної перебудови частоти (frequency hopping) у бездротових мережах Bluetooth Low Energy (BLE), зокрема порівняння традиційних випадкових, адаптивних, хаотичних та запропонованого оптимізованого хаотичного алгоритму. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю мінімізації перешкод у спектрі, забезпечення надійного зв’язку між вузлами BLE та сумісності з Wi-Fi сигналами в умовах високого рівня шумів. У роботі розглядаються різні алгоритми частотного перестрибування, включно з класичними псевдовипадковими генераторами, логістичною картою як простим хаотичним генератором та оптимізацією параметра оновлення для зменшення перешкод і виключення самоінтерференції. Запропонований метод здатен адаптуватися до змін у радіочастотному середовищі, забезпечуючи високу якість зв’язку та безпеку передачі. Основні результати включають моделювання впливу різних алгоритмів на коефіцієнт перешкод та успішність підключення вузлів BLE в умовах співіснування з Wi-Fi сигналами. Запропонований оптимізований хаотичний метод демонструє найкраще співвідношення між зменшенням перешкод, високою ефективністю підключення та мінімальними часовими затратами на вибір каналу порівняно з іншими методами. Визначено також особливості обчислювальної складності різних генераторів псевдовипадкових чисел, зокрема Мерсенн-Твістера та логістичної карти. Інноваційність підходу полягає у використанні теорії хаосу для генерації адаптивних, непередбачуваних послідовностей частотних стрибків із оптимізацією параметрів, що дозволяє зменшити взаємні перешкоди між BLE-вузлами і підвищити сумісність із Wi-Fi.