А. А. Шмидт , В.Р. Бикбулатов , Д.Н. Поляков , А.А. Тхакахов
2026-04-29
Аннотация ▼
Актуальность работы обусловлена возрастающей интенсивностью радиоэлектронного противодействия в тактическом звене управления, при котором традиционные методы организации связи через ретрансляторы с фиксированными маршрутами не обеспечивают требуемую помехоустойчивость и разведзащищённость. Цель работы – разработка метода адаптивного управления маршрутом БпЛА-ретранслятора на основе непрерывного анализа электромагнитной обстановки для повышения помехоустойчивости наземно-воздушных радиолиний. В качестве основного метода использована многокритериальная оптимизация траектории полёта с адаптивными весовыми коэффициентами, одновременно учитывающая три критерия: минимизацию уровня помех на рабочих частотах ретранслятора, обеспечение радиодоступности с корреспондентами сети и снижение вероятности обнаружения средствами радиоэлектронной борьбы противника. Для восстановления пространственной картины помеховой обстановки по ограниченному набору бортовых измерений исследованы методы интерполяции и экстраполяции: метод обратных взвешенных расстояний, метод радиальных базисных функций и статистическая экстраполяция на основе пространственной корреляционной функции. Разработана циклическая процедура функционирования системы адаптивной маршрутизации, включающая сбор данных, построение трёхмерной карты помеховой обстановки, прогнозирование её развития, расчёт оптимальной траектории и контроль результата манёвра. Результаты имитационного моделирования показывают, что применение предложенного метода позволяет повысить отношение сигнал/помеха на 1,5–2 дБ в среднем и до 8 дБ при наихудшем сценарии по сравнению с полётом по фиксированному маршруту. Практическая значимость работы состоит в возможности реализации предложенного способа на базе существующих БпЛА и радиоэлектронного оборудования без принципиально новых технических решений
Современные системы связи часто работают в условиях сложной помехово-сигнальной обстановки, при этом существуют разные способы уменьшения ошибки восстановленного сигнала. Часть способов касается непосредственно математических алгоритмов обработки в приемнике, таких, однако есть и другие подходы, основанные на пространственной фильтрации сигналов. В частности, в последние годы активно получил развитие подход, основанный на весовой обработке сигналов, полученных с разных антенн, с использованием корреляционной матрицы входного сигнала, что позволяет более эффективно использовать информацию с антенн за счет выбора антенны с максимальным уровнем полезного сигнала и более низкими уровнями шумов и помех, что представляет собой физически формирование эквивалентной диаграммы направленности приемной антенной решетки с максимумом на путь с максимальным уровнем полезного сигнала и минимумами на другие. Применение этого подхода представляет практический интерес, особенно в системах с наличием активных помех, например, от станций радиоэлектронной борьбы, так как способно повысить качество восстановления сигнала. Отдельно следует отметить, что в случае наличия активных помех для выбора собственного вектора для весовой обработки следует использовать метод, основанный на минимуме среднеквадратической ошибке восстановления пилот-тонов (что возможно в OFDM), так как в случае выбора максимального собственного числа неизвестно – оно будет являться сигнальным или помеховым в случае ее большого уровня. В настоящей работе приводится экспериментальное исследование адаптивного алгоритма обработки пространственно-временных сигналов для системы связи MIMO-OFDM с различными уровнями активной помехи от станции радиоэлектронной борьбы (РЭБ). При этом эксперименты проводятся как в нисходящем (Downlink, от базовой станции к мобильной), так и восходящем (Uplink, от мобильной станции к базовой станции) канале с применением адаптации как на стороне БС, так и на стороне МС, и обоих. Показано, что применение алгоритма способно улучшить качество обработки сигнала и снизить уровень вероятности ошибки битов (BER – bit error rate) для широкого диапазона отношений сигнал-шум (SNR – signal-to-noise ratio) даже при неидеальной оценке канала (по пилот-поднесущим).
