А.О. Касьянов – д.т.н., зам. руководителя НТК, 

ФГУП «РНИИРС» ФНПЦ

А.С. Юниченко – к.т.н., руководитель группы,

ФГУП «РНИИРС» ФНПЦ

К.В. Суматохин – руководитель лаборатории, ФГУП «РНИИРС» ФНПЦ

Постановка проблемы. Для передачи с подвижных объектов (ПО) видеопотоков высокого разрешения, геоданных и другой информации требуется радиоканал, обеспечивающий скорость передачи до 100 Мбит/с с требуемой вероятностью битовой ошибки 10−6…10−7 при нахождении ПО на расстоянии прямой видимости. Также предъявляются требования к зоне связи, скоростным характеристикам носителя, энергетическим и массогабаритным характеристикам и другим параметрам. Для организации данного радиоканала необходим алгоритм эвристического синтеза, включающий: выбор частотного диапазона и определение условий распространения радиосигнала; энергетический расчет радиоканала, включая выбор сигнально-кодовой конструкции (СКК) и определение требований к усилению антенных систем; определение используемых антенных систем и уточнение энергетических характеристик радиоканала.

Цель. Рассмотреть организацию высокоскоростного радиоканала передачи информации с ПО по векторному критерию требований (дальность и скорость передачи информации, зона связи, скоростные характеристики носителя, энергетические и массогабаритные характеристики и др.) при достижимых на данном этапе компонентах данного вектора на основе эвристического синтеза.

Результаты. Приведены основные этапы организации высокоскоростных радиоканалов передачи информации с ПО на примере эвристического синтеза радиоканала сброса данных с ПО со скоростью передачи информации до 120 Мбит/с при дальности связи до 70 км. При синтезе радиоканала для передачи полезного сигнала использованы свободные участки S-диапазона (2…4 ГГц), обеспечивающие электромагнитную совместимость и приемлемые условия распространения радиосигнала. По результатам энергетического расчета в радиоканале использованы энергетически эффективные СКК с фазовой модуляцией, устойчивой к доплеровскому сдвигу и нелинейности бортового усилителя мощности. Для обеспечения зоны связи по азимуту и требуемого энергетического запаса синтезируемого радиоканала использованы следующие антенные системы: приемная гибридная зеркальная антенна с системой из нескольких облучателей для электронного сканирования пространства в азимутальной плоскости, коммутируемая бортовая антенная система направленных излучателей, а также бортовая фазированная антенная решетка.

Практическая значимость. Предложенный алгоритм эвристического синтеза радиоканала может быть использован для синтеза аналогичных высокоскоростных радиоканалов передачи информации с ПО по сформированным векторным критериям требований. Достоверность результатов синтеза подтверждена проведенными натурными испытаниями.

1. Рекомендация МСЭ-R P.528-3. Кривые распространения радиоволн для воздушной подвижной и радионавигационной служб, работающих в диапазонах ОВЧ, УВЧ и СВЧ. ITU. Женева. 2013.
2. Рекомендация МСЭ-R P.530-17. Данные о распространении радиоволн и методы прогнозирования, требующиеся для проектирования наземных систем прямой видимости. ITU. Женева. 2018.
3. Рекомендация МСЭ-R P.2001-2. Универсальная модель наземного распространения радиоволн для широкого применения в полосе частот 30 МГц – 50 ГГц. ITU. Женева. 2016.
4. Ермолаев В.Т., Флаксман А.Г. Теоретические основы обработки сигналов в системах мобильной радиосвязи. Электронное методическое пособие. Нижегородский гос. ун-т им. Н.И. Лобачевского. Национальный исследовательский ун-т. Нижний Новгород. 2010. 107 с.
5. Rudge A.W., Milne K., Olver A.D., Knight P. The Handbook of Antenna Design. V. 1. Peter Peregrinus Ltd. London (UK). 1982. 720 p.
6. Foerster Jeff, Liebetreu John. FEC Performance of Concatenated Reed-Solomon and Convolutional Coding with Interleaving // IEEE 802.16.1pc-00/33. 2000-06-08. P. 1−7.
7. Cheng-Po Liang, Je-hong Jong, Wayne E. Stark, Jack R. East. Nonlinear Amplifier Effects in Communications Systems // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. August 1999. V. 47. № 8. P. 1461−1466.