А.А. Молев1, К.Д. Титов2, В.В. Кондаурова3

1-3 ВУНЦ «Военно-воздушная академия им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж, Россия)

2,3 Воронежский государственный университет (г. Воронеж, Россия)

Постановка проблемы. Для проведения исследований сетей сверхширокополосной (СШП) радиосвязи, связанных со сравнительным анализом различных вариантов их построения, характеристик быстродействия радиоэлектронных средств (РЭС), оценки эффективности функционирования в условиях воздействия помех с учетом маршрутизации и адаптации к сигнально-помеховой обстановке, необходима информация об их структуре, которая для самоорганизующихся сетей связи не является фиксированной и известной заранее. В сетях связи, имеющих иерархическую структуру с одновременной организацией линий радиосвязи различных видов (магистральные радиолинии, линии связи с летательными аппаратами и радиолинии между мобильными абонентами), а также в сетях малого радиуса действия требуется оценивать взаимосвязи между узлами связи (УС) с учетом технических характеристик используемых РЭС, назначенных частотных каналов и позиций размещения элементов сети связи на заданном участке местности. Кроме того, к СШП-радиосигналам невозможно применить расчетные соотношения классической теории распространения радиоволн. Указанные факторы определяют актуальность настоящей работы.

Цель. Представить алгоритм формирования топологии сети радиосвязи, использующей СШП-РЭС с учетом иерархической структуры ее построения, наличия мобильных и стационарных абонентов.

Результаты. Разработан алгоритм формирования топологии сети радиосвязи, использующей СШП-РЭС и включающей в себя магистральные радиолинии, линии связи с летательными аппаратами и радиолинии между мобильными абонентами, основанный на решении подзадач распределения рабочих частот, определения возможности организации связей между РЭС УС и построения матрицы связностей РЭС УС. Показано, что особенностями предложенного алгоритма являются заранее известная структура системы управления, состав направлений руководства (НР), входящие в них УС и их местоположение. С помощью теории распространения радиоволн для сверхкороткоимпульсных излучений получены аналитические соотношения для расчета частотно-энергетических характеристик радиолиний для оценки дальности связи между абонентами.

Практическая значимость. Представленный алгоритм формирования топологии сети радиосвязи, использующей СШП-РЭС, может быть использован для формирования исходных данных по топологии сетей СПШ-радиосвязи различного масштаба в ходе исследования их функционирования при оценивании характеристик быстродействия и связности, алгоритмов передачи информации, для пересчета взаимосвязей при перемещении абонентов или деструктивном воздействии на них.

Молев А.А., Титов К.Д., Кондаурова В.В. Алгоритм формирования топологии сети сверхширокополосной радиосвязи // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 9. С. 85−97. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202209-10

1. Яшин А.И., Будко П.А., Винограденко А.М., Педан А.В. Имитационное моделирование автоматизированной системы контроля технического состояния элементов распределенных радиоцентров // Морская радиоэлектроника. 2018. № 1(63). С. 32–37.
2. Севериненко А.М. Алгоритм оптимального размещения базовых станций в сетях подвижной радиосвязи специального назначения, работающих в сложных физико-географических условиях // Радиотехника. 2017. № 4. С. 116–121.
3. Молев А.А., Титов К.Д. Имитационная модель функционирования системы сверхширокополосной радиосвязи в условиях воздействия помех // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2021. № 1. DOI: 10.30898/1684–1719.2021.1.1.
4. Зайцев И.В., Молев А.А. Программный комплекс имитационного моделирования когнитивных систем радиосвязи в условиях воздействия помех // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2017. № 10. Т. 15. С. 42–52.
5. Кучерявый А.Е., Прокопьев А.В., Кучерявый Е.А. Самоорганизующиеся сети СПб: Любавич. 2011. 312 с.
6. Бард Дж., Коварик В.Дж.-мл. Архитектура сетей связи на базе программируемых радиосредств. М.: Техносфера. 2013. 461 с.
7. Александров С., Туров Д. Перспективные системы и средства и радиосвязи тактического звена управления ВС США // Зарубежное военное обозрение. 2018. № 11. С. 42–48.
8. Корчагин С., Паршин С. Направления развития информационно-телекоммуникационного обеспечения сетей боевого управления сухопутных войск США // Зарубежное военное обозрение. 2019. № 3. C. 40–48.
9. Агалаков Ю. Г. Особенности моделирования телекоммуникационных компонентов автоматизированных систем управления // Журнал РАН: Информационные технологии и вычислительные системы. 2014. № 2. С. 26–36.
10. Xu D., Li Y., Li J., Ahmed M., Hui P. Joint Topology Control and Resource Allocation for Network Coding Enabled D2D Traffic Offloading // IEEE Access. 2017. V. 5. P. 22916-22926. DOI: 10.1109/ ACCESS.2017.2753284.
11. Зайцев И.В., Молев А.А. Оценка пропускной способности когнитивной системы связи в условиях воздействия помех на ее ключевые элементы // Успехи современной радиоэлектроники. 2017. № 5. С. 52−62.
12. Демичев М.С., Гаипов К.Э., Королев Е.М., Демичева А.А., Нарожный А.И. Формирование топологии радиосети с разме-щением подвижных радиостанций при минимизации мощности излучения радиосигналов // Кибернетика и программи-рование [электронный журнал]. 2018. № 1. С. 1-14. DOI: 10.25136/2306–4196.2018.1.24983.
13. Будко П.А., Мухин А.В. Формирование топологии радиосети подвижных объектов на основе геоинформационных систем // Вестник Ставропольского государственного университета. 2009. № 4. С. 118–125.
14. Зайцев И.В., Молев А.А. Алгоритм генерации структуры самоорганизующейся системы радиосвязи на основе иерархии системы управления // Электромагнитные волны и электронные системы. 2021. Т. 26. № 6. С. 57−70. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604128–202106–06.
15. Долуханов М.П. Распространение радиоволн. М.: Связьиздат. 1951. 491 с.
16. Рекомендация МСЭ-R P.676–12 (08/2019). Затухание в атмосферных газах и связанное с ним воздействие. Серия P. Распространение радиоволн. МСЭ: Женева. 2021. 32 с.
17. Рекомендация МСЭ–R P.840-8 (08/2019). Ослабление из-за облачности и тумана. Серия P. Распространение радиоволн. МСЭ: Женева. 2020. 6 с.
18. Рекомендация МСЭ-R P.838-3. Модель погонного ослабления в дожде, используемая в методах прогнозирования. Серия P. Распространение радиоволн. МСЭ: Женева. 2005. 9 с.
19. Рекомендация МСЭ-R P.1546-6 (08/2019). Метод прогнозирования для трасс связи пункта с зоной для наземных служб в диапазоне частот от 30 МГц до 4000 МГц. Серия P. Распространение радиоволн. МСЭ: Женева. 2020. 59 с.
20. Зернов Н.В., Меркулов Г.В. Энергетические характеристики апертурных антенн, излучающих негармонические волны // Ра-диотехника. 1991. № 1. С. 68–71.
21. Зернов Н.В. Коэффициент направленного действия и эффективная площадь апертурных антенн при излучении и приеме негармонических сигналов // Радиотехника. 1995. № 3. С. 51–52.
22. Авдеев В.Б. Угловые энергетические характеристики направленности несинхронно возбуждаемой апертурной антенны при излучении и приеме негармонических сигналов // Антенны. 2001. № 1. С. 3–7.
23. Авдеев В.Б. Энергетические характеристики направленности антенн и антенных систем при излучении и приеме сверх-широкополосных сигналов и сверхкоротких импульсов // Антенны. 2002. № 7. С. 5–27.