Д.Ю. Чаркин1

1 АО «Концерн «Созвездие» (г. Воронеж, Россия)

1 d.yu.charkin@sozvezdie.su

Постановка проблемы. Традиционно беспроводные нестационарные сети радиосвязи используют всенаправленные антенны. При таком подходе при обмене информацией между двумя узлами создаются помехи для других пользователей сети из ближайшего окружения, что приводит к снижению ее живучести. Одним из возможных путей решения данной проблемы является пространственное разнесение узлов сети с помощью направленных антенн. Однако на сегодняшний день аналитический математический аппарат, позволяющий оценить влияние направленности антенных систем на живучесть (связность) телекоммуникационной радиосети, отсутствует.

Цель. На основе теорий вероятности и графов получить аналитические выражения для оценки вероятности связности как отдельных элементов произвольной (случайной сети), так и для всей сети в целом с учетом направленности антенной системы и на их основе оценить влияние ширины диаграммы направленности (ДН) антенны на живучесть сети при различных значениях других параметров.

Результаты. Получены аналитические соотношения для оценки вероятности связности как всей телекоммуникационной произвольной (случайной) сети, так и ее отдельных элементов с учетом направленности антенной системы. Установлено, что живучесть отдельного элемента сети зависит от ширины ДН антенной системы, вероятности передачи данных узлом, степени принимающего узла и требуемого порогового значения отношения сигнал/(шум+помеха), а также от полюсности сети. Проведенный на основе полученных выражений анализ показал, что наибольшей связностью обладает сеть, антенные элементы которой имеют ширину ДН менее 45°.

Практическая значимость. Представленные результаты обеспечивают оптимальный выбор антенных элементов для сетей радиосвязи заданной конфигурации с целью повышения их живучести.

Чаркин Д.Ю. Оценка влияния направленности антенн на живучесть телекоммуникационных сетей // Радиотехника. 2025. Т. 89. № 9. С. 155-162. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202509-16

1. Активные фазированные антенные решётки / Под ред. Д.И. Воскресенского и А.И. Канащенкова. М.: Радиотехника. 2004. 488 с.
2. ГОСТ Р 53111 – 2008. Устойчивость функционирования сети связи общего пользования. Требования и методы проверки. М.: Стандартинформ. 2009. 16 с.
3. Чаркин Д.Ю., Алехин С.Ю., Григорьев Е.В., Лимарев А.Е., Прохоров B.Е. Оценки живучести телекоммуникационных сетей методом перебора состояний и сокращения размерности // Теория и техника радиосвязи. 2024. № 4. С. 9–17.
4. Чаркин Д Ю., Алехин С.Ю., Григорьев Е.В., Лимарев А.Е., Прохоров B.Е. Точность аппроксимации верхними и нижними границами живучести телекоммуникационных сетей // Теория и техника радиосвязи. 2025. № 1. С. 15–19.
5. Чаркин Д.Ю., Алехин С.Ю., Григорьев Е.В., Лимарев А.Е., Прохоров B.Е. Оценка живучести телекоммуникационных сетей средствами Matlab // Теория и техника радиосвязи. 2025. № 1. С. 5–14.
6. Gupta P., Kumar P.R. The Capacity of Wireless Networks // IEEE Trans. on Information Theory. 2000. V. 46. № 3. Р. 388–404.