АЛГОРИТМ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОЙ РАБОЧЕЙ ЧАСТОТЫ И ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕДАЧИ В ДКМ-КАНАЛЕ НА ОСНОВЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПО ДАННЫМ ГНСС-МОНИТОРИНГА
Аннотация
Актуальность. Современные требования к автоматизированным системам управления (АСУ) специального назначения и достижения в области техники связи возрождают интерес к декаметровому (ДКМ) диапазону как к перспективному средству управления робототехническими комплексами (РТК) различного базирования, прежде всего морскими и воздушными. Существующие алгоритмы адаптации ДКМ-систем, регламентированные национальными и международными стандартами являются реактивными и не учитывают частотную зависимость параметров ионосферы, что ограничивает их эффективность для решения задач надежного управления РТК. Цель работы – разработка алгоритма выбора оптимальной рабочей частоты и параметров передачи (полоса, скорость, мощность, глубина перемежения) на основе прогнозирования частотно-зависимых характеристик диффузного ДКМ-канала по данным пассивного ГНСС-мониторинга. Методы. Использованы структурно-многолучевая модель для интервалов корреляции, методики ITU-R для среднего отношения сигнал/помеха, аналитические выражения для параметра Накагами и допустимого отношения сигнал/помеха с учётом разнесённого приёма. Результаты. Разработан алгоритм, включающий оценку параметров ионосферы по результатам ГНСС-мониторинга, расчёт частотно-зависимых характеристик канала и выбор оптимального режима работы, максимизирующего энергетический запас и надёжность связи. Численное моделирование для типовой трассы подтвердило его работоспособность. Выводы. Предложенный алгоритм обеспечивает упреждающий выбор параметров связи с учётом реального состояния ионосферы, повышая надёжность и скорость передачи, что критически важно для задач управления РТК. Он является шагом к созданию когнитивных КВ-систем.
Список литературы
1. Budko P.A., Vinogradenko A.M., Zhukov G.A., Litvinov A.I. Kompleksnoe ispol'zovanie raznorodnykh kanalov svyazi dlya upravleniya robototekhnicheskimi kompleksami na baze edinoy sistemy radiomoni-toringa [Integrated use of heterogeneous communication channels for control of robotic complexes based on a single radio monitoring system], Naukoemkie tekhnologii v kosmicheskikh issledovaniyakh Zemli [High-Tech Technologies in Earth Space Research], 2017, Vol. 9, No. 1, pp. 18-41.
2. Budko P.A., Vinogradenko A.M., Litvinov A.I. Rekonfiguratsiya kanalov svyazi pri upravlenii sme-shannymi gruppirovkami robototekhnicheskikh kompleksov [Reconfiguration of communication chan-nels when controlling mixed groups of robotic systems], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2017, No. 1, pp. 266-278. DOI: 10.18522/2311-3103-2017-1-266278.
3. Prima-KV (s rezhimom ALE) [Prima-KV (with ALE mode)], NPP «PRIMA». Available at: https://www.prima-systems.ru/catalog/main/product/50/ (accessed 18 March 2026).
4. GOST R 55711-2013. Kompleks tekhnicheskikh sredstv avtomatizirovannoy adaptivnoy VCH (KV) dupleksnoy radiosvyazi. Algoritmy raboty [GOST R 55711-2013. Complex of technical means of auto-mated adaptive HF (HF) duplex radio communication. Operating algorithms]. Moscow: Standartinform, 2014.
5. STANAG 4538. Technical Standards for an Automatic Radio Control System (ARCS) for HF Commu-nication. NATO, 2014.
6. MIL-STD-188-141B. Interoperability and Performance Standards for Medium and High Frequency Radio Systems. Department of Defense, USA, 1999.
7. Pashintsev V.P., Koval' S.A., Tsimbal V.A., Toshkin V.E., Senokosov M.A., Skorik A.D. Strukturno-mnogoluchevoy podkhod k razrabotke prostranstvenno-vremennoy modeli odnomodovogo deka-metrovogo kanala svyazi s diffuznoy mnogoluchevost'yu [Structural-multipath approach to the develop-ment of a space-time model of a single-mode decameter communication channel with diffuse multipath], Zhurnal radioelektroniki [Journal of Radio Electronics], 2022, No. 6. DOI 10.30898/1684-1719.2022.6.5.
8. Blaunstein N., Plohotniuc E. Ionosphere and Applied Aspects of Radio Communication and Radar. New York: Taylor & Frances, 2008, 577 p.
9. Pashintsev V.P., Koval' S.A., Potyagov D.A., Skorik A.D., Senokosov M.A. Utochnennyy metod opre-deleniya intervala prostranstvennoy korrelyatsii zamiraniy v odnoluchevoy dekametrovoy radiolinii [Re-fined method for determining the spatial correlation interval of fading in a single-hop decameter radio link], Zhurnal radioelektroniki [Journal of Radio Electronics], 2021, No. 2. DOI: 10.30898/1684-1719.2021.2.5.
10. Nakagami M. The m-distribution – A general formula of intensity distribution of rapid fading, Statistical Methods in Radio Wave Propagation. Oxford: Pergamon Press, 1960, pp. 3-36.
11. Recommendation ITU-R P.533-13. Method for the prediction of the performance of HF circuits. ITU, 2015.
12. Recommendation ITU-R P.372-12. Radio noise. ITU, 2015.
13. Pashintsev V.P., Skorik A.D., Koval' S.A., Kiselev D.P., Senokosov M.A. Zavisimost' nadezhnosti svyazi v dekametrovoy radiolinii ot vybora rabochey chastoty s uchetom signal'no-pomekhovoy obstanovki i diffuznosti ionosfery [Dependence of communication reliability in a decameter radio line on the choice of operating frequency, taking into account the signal-to-interference environment and ionospheric diffu-sivity], Sistemy upravleniya, svyazi i bezopasnosti [Systems of Control, Communication and Security], 2019, No. 4, pp. 300-322. DOI: 10.24411/2410-9916-2019-10412.
14. Klovskiy D.D. Peredacha diskretnykh soobshcheniy po radiokanalam [Transmission of discrete messag-es over radio channels]. Moscow: Radio i svyaz', 1982, 304 p.
15. Bilitza D., Altadill D., Truhlik V., Shubin V., Galkin I., Reinisch B., Huang X. International Reference Ionosphere 2016: From ionospheric climate to real-time weather predictions, Space Weather, 2017, Vol. 15, pp. 418-429. DOI: 10.1002/2016SW001593.
16. Pashintsev V.P., Tishkin S.A., Smirnov A.A., Borovlev I.I. Ekvivalentnyy put' rasprostraneniya dekametrovoy volny v sfericheski-sloistoy ionosfere [Equivalent propagation path of a decameter wave in a spherically layered ionosphere], Zhurnal radioelektroniki [Journal of Radio Electronics], 2001, No. 8. – Available at: http://jre.cplire.ru/jre/aug01/1/text.html (Accessed 10 March 2026).
17. Steyn S., Dzhons Dzh. Printsipy sovremennoy teorii svyazi i ikh primenenie k peredache diskretnykh soobshcheniy [Principles of modern communication theory and their application to the transmission of discrete messages]. Moscow: Svyaz', 1971, 376 p.
18. Pashintsev V.P., Skorik A.D., Koval' S.A., Alekseev D.V., Senokosov M.A. Algoritm rascheta intervala chastotnoy korrelyatsii korotkovolnovoy radiolinii s uchetom sferichnosti i melko-masshtabnykh neod-norodnostey ionosfery [Algorithm for calculating the frequency correlation interval of a short-wave radio link taking into account the sphericity and small-scale inhomogeneities of the ionosphere], Sistemy up-ravleniya, svyazi i bezopasnosti [Systems of Control, Communication and Security], 2020, No. 2, pp. 49-72. DOI 10.24411/2410-9916-2020-10203.
19. Taylor G.I. The spectrum of turbulence, Proceedings of the Royal Society of London. Series A, 1938, Vol. 164, No. 919, pp. 476-490. DOI: 10.1098/rspa.1938.0032.
20. Pashintsev V.P., Peskov M.V., Kiselev N.V., Mikhailov D.A., Dukhovnyi D.V. Analysis of noise immuni-ty of satellite communications under small-scale. - ionospheric disturbances and time-selective fading of received signals, The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Sciences, 2023, 26,
pp. 1036-1045.DOI: 10.1016/j.ejrs.2023.11.002.
