Математическая модель канала связи с беспилотным летательным аппаратом
Автор: Архипов Н.С., Полянский И.С., Яковлев Ю.Н., Субботенко А.В.
Журнал: Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp
Статья в выпуске: 3 т.24, 2021 года.
Бесплатный доступ
В работе предложена математическая модель канала связи с беспилотным летательным аппаратом и учетом специфики мест размещения наземного пункта связи при определении эффектов рефракции, дифракции и интерференции электромагнитных волн. Сформирована содержательная постановка задачи на основе математической взаимосвязи между энергетическими параметрами первого уравнения передачи и показателями качества (BER) второго уравнения передачи. Основные особенности вычисления параметров первого уравнения состоят в определении правил расчета уровня затуханий, обусловленных влиянием земной поверхности. Расчет затуханий уточнен для случаев удаления беспилотного летательного аппарата от наземного пункта связи в пределах областей прямой видимости, полутени и тени. Второе уравнение передачи базируется на математической модели Райсовского канала связи. В отношении энергетических параметров и выбранного показателя качества связи для сформированной математической модели приведены примеры графических зависимостей при исследовании типовых расчетных задач.
Математическая модель, радиоканал, бпла, распределение райса, отражение от земной поверхности
Короткий адрес: https://sciup.org/140290768
IDR: 140290768 | УДК: 621.396.933 | DOI: 10.18469/1810-3189.2021.24.3.71-79
Mathematical model of a communication channel with an unmanned aerial vehicle
In this paper, a mathematical model of a communication channel with an unmanned aerial vehicle and taking into account the specifics of the locations of a ground communication point when determining the effects of refraction, diffraction and interference of electromagnetic waves is proposed. A meaningful statement of the problem based on the mathematical relationship between the energy parameters of the first transmission equation and the quality indicators (BER) of the second transmission equation has been formed. The main features of calculating the parameters of the first equation are to determine the rules for calculating the level of attenuation due to the influence of the earth’s surface. The calculation of attenuations for cases of removal of an unmanned aerial vehicle from a ground communication point within the areas of line of sight, partial shade and shadow has been clarified. The second transmission equation is based on the mathematical model of the Rice communication channel. With respect to the energy parameters and the selected communication quality indicator for the formed mathematical model, examples of graphical dependencies are given in the study of typical computational problems. With respect to the energy parameters and the selected communication quality indicator for the formed mathematical model, examples of graphical dependencies in the study of typical computational problems are given.
Список литературы Математическая модель канала связи с беспилотным летательным аппаратом
- Перспективы развития и применения комплексов с беспилотными летательными аппаратами: сб. докл. и ст. по мат. II научно-практической конф. / под общей ред. А.С. Бодрова, С.И. Безденежных. Коломна: 924 ГЦ БпА МО РФ, 2017. 337 c.
- Чаховский Ю.В., Ковязин Б.С. Возможности использования беспилотных летательных аппаратов в военных целях // Наука и военная безопасность. 2008. № 2. С. 38–40.
- Ростопчин В.В. Ударные беспилотные летательные аппараты и противовоздушная оборона – проблемы и перспективы противостояния. URL: https://www.researchgate.net/publication/331772628_Udarnye_bespilotnye_letatelnye_apparaty_i_protivovozdusnaa_oborona_-problemy_i_perspektivy_protivostoania (дата обращения: 20.05.2019).
- Haas E. Aeronautical channel modeling // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2002. Vol. 51, no. 2. P. 254–264. DOI: https://doi.org/10.1109/25.994803
- Фокин Г.А. Обзор моделей радиоканала связи с беспилотными летательными аппаратами // Труды учебных заведений связи. 2018. Т. 4, № 4. С. 85–101. URL: https://tuzs.sut.ru/release/tuzs_v4_i4_y2018/article_9.pdf
- Hoeher P. A Statistical discrete-time model for the WSSUS multipath channel // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 1992. Vol. 41, no. 4. P. 461–468. DOI: https://doi.org/10.1109/25.182598
- Калинин А.И. Распространение радиоволн на трассах наземных и космических радиолиний. М.: Связь, 1976. 296 с.
- Bing L. Study on modeling of communication channel of UAV // Procedia Computer Science. 2017. Vol. 107. P. 550–557. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procs.2017.03.129
- Low altitude UAV propagation channel modelling / X. Cai [et al.] // 2017 11th European Conference on Antennas and Propagation (EUCAP). 2017. P. 1443–1447. DOI: https://doi.org/10.23919/EuCAP.2017.7928479
- Бреховских Д.М. Волны в слоистых средах. М.: Наука, 1973. 343 с.
- Фок В.А. Проблемы дифракции и распространения электромагнитных волн. М.: Сов. радио, 1970. 520 с.
- Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. М.: Сов. радио, 1970. 728 с.
- Прокис Дж. Цифровая связь / пер. с англ.; под ред. Д.Д. Кловского. М.: Радио и связь, 2000. 800 с.
- Полянский И.С., Архипов Н.С., Мисюрин С.Ю. О решении проблемы оптимального управления адаптивной многолучевой зеркальной антенной // Автоматика и телемеханика. 2019. № 1. С. 83–100. DOI: https://doi.org/10.1134/S0005231019010069
- Полянский И.С., Патронов Д.Ю. Максимально правдоподобная оценка дисперсионно-ковариационной матрицы // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 1. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=8516
