Д.В. Иванов1, В.А. Иванов2, Н.В. Рябова3, Н.А. Конкин4, А.А. Чернов5

1-5 Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола, Россия)

1 IvanovDV@volgatech.net; 2 IvanovVA@volgatech.net; 3 RyabovaNV@volgatech.net;
4 KonkinNA@volgatech.net; 5 ChernovAA@volgatech.net

Проблема. Для организации высоконадежной низкоскоростной КВ-связи часто используют методы разнесения, особенно метод значительного частотно-временно́го разнесения, при котором сообщение периодически повторяется в каналах, занимающих полосу, превышающую диапазон прозрачности линии ионосферной связи. Однако его превышение приводит к ухудшению достоверности на приеме из-за передачи битов сообщения в заведомо недоступных каналах, находящихся за его пределами. Следовательно, для повышения надежности требуется более точная информация о текущих значениях границ диапазона прозрачности, а при использовании для этого сенсорной диагностики - развитие методов их прогнозирования . Так как бо́льшей вариативностью обладает максимально применимая частота (МПЧ), именно для нее данная задача является наиболее актуальной.

Цель. Развить методы диагностики и прогнозирования для создания когнитивного подхода в адаптивной оценке верхней границы полосы прозрачности ионосферной линии КВ-связи.

Результаты. Сформулирован принцип экспериментальной автоматической оценки МПЧ в результате диагностики КВ-радиолинии. Установлено, что применение экспериментальной частотной зависимости профиля задержки мощности разностного зондирующего сигнала для примыкающих радиоканалов и критерия выбора МПЧ позволяет в автоматическом режиме одновременно с проведением сеанса зондирования ионосферной радиолинии получать мгновенные текущие значения МПЧ. Дано теоретическое обоснование подходу к прогнозированию МПЧ и развит метод разделения ее суточных временны́х вариаций на трендовые значения и остаточную компоненту. Введен критерий регулярной составляющей вариаций МПЧ(t). Теоретическое обоснована случайность остаточной компоненты временно́го ряда предикторной функции МПЧ. Получены основные характеристики суточного хода остаточной компоненты МПЧ для среднеширотных трасс. Показано, что на большом наборе экспериментальных результатов из банка данных ПГТУ среднеквадратическое отклонение случайной компоненты не превышает 100-150 кГц.

Практическая значимость. Предложенный подход позволяет обеспечить практически 100% достоверность передачи коротких сообщений при использовании изменчивого отражательного КВ-радиоканала, особенно в случае применения метода значительного частотно-временно́го разнесения сигналов. Данный подход имеет важное значение при необходимости обеспечения соответствующих хозяйственных структур высоконадежной дальней связью в чрезвычайных ситуациях, а также для использования в системах дистанционного управления и телеметрии.

Иванов Д.В., Иванов В.А., Рябова Н.В., Конкин Н.А., Чернов А.А. Прогнозирование полосы прозрачности ионосферной линии КВ-радиосвязи. Ч. 1. Теоретико-экспериментальные основы нового когнитивного подхода к диагностике и прогнозированию максимально применимой частоты // Радиотехника. 2025. Т. 89. № 2. С. 144−158. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202502-19

1. Иванов Д.В., Иванов В.А., Елсуков А.А., Рябова Н.В. Методология и макет программно-конфигурируемой системы для низкоскоростной передачи информации по ионосферному радиоканалу с высокой надежностью // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер. Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2023. № 3(59). С. 45-57. DOI: 10.25686/2306-2819.2023.3.45.
2. Иванов Д.В., Иванов В.А., Елсуков А.А., Рябова Н.В., Овчинников В.В., Исаев Н.Р. Метод и алгоритмы автоматического обнаружения сигнала в задаче сенсорной диагностики КВ-радиоканала // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 12. С. 158-170. DOI: 10.18127/j00338486-202312-17.
3. Иванов Д.В., Иванов В.А., Рябова Н.В., Ведерникова Ю.А., Чернов А.А. Метод синхронизации систем низкоскоростной передачи телеграфных сообщений малого объема на КВ-трассах большой протяженности // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 12. С. 6-16. DOI: 10.18127/j00338486-202312-02.
4. Иванов В.А., Рябова Н.В. Современные подходы в краткосрочном прогнозировании помехоустойчивых ионосферных радиоканалов для декаметровых телекоммуникационных систем // Вестник Марийского государственного технического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2007. № 1 (1). С. 23-34.
5. Barclay L.W. Propagation of Radiowaves. IET. 2003. 460 p.
6. Иванов В.А., Рябова Н.В., Бастракова М.И. Методика определения помехоустойчивости ионосферных радиоканалов с помощью ЛЧМ-ионозонда с SDR приемником // Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов. 2016. Т. 7. № 4. С. 22-24.
7. Рябова Н.В. Диагностика и имитационное моделирование помехоустойчивых декаметровых радиоканалов. Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет. 2003. 291 с.
8. Кремер. Н.Ш. Теория вероятностей и математическая статистика. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: ЮНИТИ-ДАНА. 2017. 551 с.
9. Харрис Ф.Дж. Использование окон при гармоническом анализе методом дискретного преобразования Фурье // Труды ИИЭТ. 1978. Т. 66. № 1.
10. Иванов Д.В., Иванов В.А., Елсуков А.А., Конкин Н.А. Метод одновременного многочастотного тестирования ионосферных КВ-радиоканалов при дистанционном управлении обработкой и анализом данных // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер. Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2021. № 4(52). С. 6-23. DOI: 10.25686/2306-2819.2021.4.6.