Модель формирования многочастотных сигналов команд управления беспилотных транспортных систем в условиях помех

Будко Дмитрий Дмитриевич¹, Каретников Владимир Владимирович¹

¹Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова.

DOI 10.24412/2410-9916-2026-1-182-218

Полный текст статьи

XML JATS

Аннотация

Постановка задачи: в настоящее время транспортная отрасль России опережающими темами развивает беспилотные технологии на ключевых направлениях научного прогресса. При этом важно учитывать, что использование авиационных, космических, наземных, морских и речных беспилотных транспортных систем на глобальных дальностях или в черте города сопровождается применением беспроводных технологий на базе радиоканалов различных диапазонов волн, подвергаемых деструктивному воздействию шумов, помех, замираний и иных дестабилизирующих факторов. В свою очередь можно констатировать факт, что радиочастотный спектр уже давно разделен между лицензиатами и продолжает перегружаться в связи с взрывным ростом внедрения ведомствами автономных систем, особенно в крупных мегаполисах и транспортно-логистических узлах, портах и промышленных агломерациях. В тоже время, повышение числа высокоскоростных автономных систем, порою работающих на гиперзвуковых скоростях, требует от разработчиков новых подходов по доведению команд управления в режиме реального времени. В статье ставится задача на разработку модели формирования многочастотных сигналов команд управления беспилотными транспортными системами, передаваемых в режиме параллельной трансляции каждого бита по доступным радиоканалам, свободным от помех. Цель работы: разработка модели формирования многочастотных сигналов команд управления беспилотных транспортных систем в условиях помех на основе применения интеллектуальных технологий. Используемые методы: методы динамического управления радиочастотным спектром на основе технологий расширения спектра с изменением рабочей частоты по псевдослучайному закону, расширением спектра методом прямой последовательности и расширением спектра методом линейной частотной модуляции, технологии когнитивных радиосистем и программно-определяемого радио. К основным результатам исследования можно отнести нормативно-правовое обоснование необходимости динамического управления частотным ресурсом в условиях помех, определение исходных данных на моделирование и непосредственно модель формирования многочастотных сигналов команд управления беспилотными транспортными системами в условиях помех, проверка предложенной модели на адекватность, схемная реализация формирователя многочастотных сигналов команд управления беспилотными транспортными системами в условиях помех, а также предложения по направлениям дальнейшего исследования. Новизна состоит в представлении геометрической модели формирования многочастотных сигналов команд управления беспилотными транспортными системами при различных порогах уровня сигнала на фоне шумов и помех в командной радиолинии, а также расчете вероятности правильного приема сигнала команды управления с изменяющейся полосой частот сигнала в зависимости от соотношения ширины полос частот, находящейся под помехой и свободной от неё. Практической значимостью модели является использование ее при синтезе перспективной системы интеллектуального управления беспилотными транспортными средствами ведомства на основе данных мониторинга их состояния и среды функционирования.

Ключевые слова

беспилотные транспортные системы, когнитивные радиосистемы, программно-определяемое радио, радиочастотный спектр, технологии расширения спектра.

Ссылка на статью

Будко Д. Д., Каретников В. В. Модель формирования многочастотных сигналов команд управления беспилотных транспортных систем в условиях помех // Системы управления, связи и безопасности. 2026. № 1. С. 182-218. DOI: 10.24412/2410-9916-2026-1-182-218

Литература

1. В России активно развиваются беспилотные технологии в сфере транспорта. [Электронный ресурс]. 2026. — URL: https://mintrans.gov.ru/press-center/news/12387 (дата обращения: 14.02.2026).

2. Материалы совместного совещания В. В. Путина и Правительства РФ по вопросам развития автономных систем (Москва. Электродепо «Аминьевское», Московский метрополитен, 16.01.2026) [Электронный ресурс]. 2026. — URL: http://www.ktemlin.ru/events/president/transcripts/79016 (дата обращения: 14.02.2026).

3. Бутенко В. В., Пастух С. Ю. Итоги Всемирной конференции радиосвязи 2012 года // Электросвязь. 2012. № 3. С. 5-11.

4. Mitola J. III. Cognitive Radio for Flexible Mobile Multimedia Communications // Mobile Multimedia Communications (MoMuС'99), IEEE International Workhop. San Diego. CA. USA. Nov. 1999. P. 3-10.

5. Михалевский Л. В. Когнитивное радио — передовая технология на пути к более рациональному использованию радиочастотного спектра // Материалы Регионального семинара Международного союза электросвязи «Конвергенция служб радиосвязи как средство повышения эффективности использования радиочастотного спектра» (Ереван, Армения, 28-30 апреля 2008 г.).

6. Авдонин Д. В., Рындык А. Г. Интеллектуальные радиосистемы: когнитивное радио // Информационные технологии. Системы, средства связи и управления: Информационно-аналитический сборник / Под ред. С.В. Ионова; ОАО «Концерн «Созвездие». — Воронеж, 2012. № 1. С. 115-117.

7. Кизима С. В., Митченков С. Г., Емельянников Б. Б. Когнитивные радиотехнологии. Аспекты практической реализации // Электросвязь. 2014. № 9. С. 43-47.

8. Николашин Ю. Л., Кулешов И. А., Будко П. А., Жолдасов Е. С., Жуков Г. А. SDR радиоустройства и когнитивная радиосвязь в декаметровом диапазоне частот // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. 2015. № 1. С. 20-31.

9. Николашин Ю. Л., Мирошников В. И., Будко П. А., Жуков Г. А. Когнитивная система связи и влияние использования данных мониторинга на помехоустойчивость сверхузкополосных декаметровых радиолиний // Морская радиоэлектроника. 2025. № 2 (52). С. 16-22.

10. Будко Д. Д., Будко П. А., Клименко А. Д., Рыжкова Д. Н. Модель выбора полосы частот в интересах формирования декаметровых радиолиний управления беспилотными транспортными системами // Техника средств связи. 2025. № 4 (172). С. 74-83.

11. Большова Г., Волкова Ю. Лоскутное одеяло спектра // Информ Курьер Связь. 2009. № 1. [Электронный ресурс]. 2009. — URL: https://www.iksmedia.ru/articles/2480773-Loskutnoe-odeyalo-spektra.html. (дата обращения: 15.02.2026).

12. Федеральный закон Российской Федерации от 07.07.2003 г. № 126-ФЗ «О связи» // Собрание законодательства Российской Федерации № 28 от 14 июля 2003 г. ст. 3448.

13. Связь без брака. Как создать эффективную инфраструктуру связи для беспилотных воздушных судов // Ассоциация работодателей и предприятий индустрии беспилотных авиационных систем «АЭРОНЕКСТ». [Электронный ресурс]. 25 июня 2024 г. — URL: https://aeronext.aero/press_room/analytics/182565. (дата обращения: 15.02.2026).

14. Руководство по дистанционно пилотируемым авиационным системам (ДПАС). [Электронный ресурс]. 2015. — URL: http://aviadocs.com/icaodocs/Docs/10019_cons_ru.pdf (дата обращения 15.02.2026).

15. Кудряков С. А., Рубцов Е. А., Беляев С. А., Экало А. В., Остапченко Ю. Б. Анализ линий различной протяженности для обеспечения управления, контроля и связи с беспилотными воздушными судами // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2019. № 1. С. 31-38.

16. Беккиев А. Ю., Борисов В. И. Базовые принципы создания помехозащищенных систем радиосвязи // Теория и техника радиосвязи. 2014. № 1. С. 3-16.

17. Тузов Г. И., Сивов В. А., Прытков В. И. Помехозащищенность радиосистем со сложными сигналами / под ред. Г. И. Тузова. — М.: Радио и связь, 1985. — 264 с.

18. Кандаурова Е. О. Разработка метода интеллектуальной перестройки рабочих частот в системах когнитивного радио / Дисс. уч. ст. канд. техн. наук. М.: Московский технический университет связи и информатики, 2024. 153 c.

19. Шибанов В. С., Бровцин С. Н., Жуков Г. А., Попков В. Я. Обмен данными при ограниченных частотно-временных ресурсах // Техника средств связи. Серия Техника проводной связи. 1984. № 6. С. 75-85.

20. Николашин Ю. Л., Будко П. А., Жолдасов Е. С., Жуков Г. А. Повышение эффективности функционирования декаметровых радиолиний // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2015. № 2. С. 4-10.

21. Анализатор спектра в реальном масштабе времени R&S FSVR, R&S FPS [электронный ресурс]. 2015. — URL: rohde-schwarz.ru (дата обращения 15.02.2026).

22. Банников И. М., Березовский В. А., Валеев М. М., Хазан Г. К. Радиоприёмные устройства и радиоприёмные комплексы перспективных узлов коротковолновой связи // Международная научно-техническая конференция «Радиотехника, электроника и связь» (РЭиС-2011). (Омск, 5-8 июля 2011 г.). — Омск: АО «ОНИИП», 2011. — С. 121-125.

23. Пономарчук С. Н., Грозов В. П., Котович Г. В. Расчет характеристик наклонного распространения радиоволн по данным вертикального зондирования ионосферы // Вестник академии военных наук. 2009. № 3. С. 95-98.

24. Килимнин Ю. П., Лебединский Е. В., Прохоров В. К., Шаров А. Н. Адаптивные автоматизированные системы военной радиосвязи / под ред. А. Н. Шарова. — Л.: ВАС, 1978. — 284 с.

25. Аппаратура автоматизированного ведения связи адаптивных радиолиний / под ред. Д. Д. Наследова. — Л.: ВАС, 1985. — 102 с.

26. Николашин Ю. Л., Будко П. А., Жолдасов Е. С., Жуков Г. А. Перспективные методы повышения помехоустойчивости декаметровых радиолиний // Наукоемкие технологий в космических исследованиях Земли. 2014. № 1. С. 30-37.

27. Будко Д. Д., Будко П. А., Зацепин Т. А., Клименко А. Д. Метод управления беспилотными транспортными системами на основе помехоустойчивых сигнально-кодовых конструкций в условиях сосредоточенных и шумовых помех // Системы управления, связи и безопасности. 2025. № 4. С. 134-178. DOI: 10.24412/2410-9916-2025-4-134-178.

28. Куприянов А. И. Радиоэлектронная борьба. М.: Вузовская книга, 2013. 360 с.

29. Пузанков Д. В., Мирошников В. И., Пантелеев М. Г., Серегин А. В. Интеллектуальные агенты, многоагентные системы и семантический Web: концепции, технологии, приложения. — СПб.: ООО «Технолит», 2008. 292 с.

30. Коржик В. И., Финк Л. М., Щелкунов К. Н. Расчет помехоустойчивости систем передачи дискретных сообщений: Справочник. М.: Радио и связь, 1981. 232 с.

31. Мешалкин В. А., Сосунов Б. В. Основы энергетического расчета радиоканалов. — Л.: ВАС, 1991. — 110 с.

32. Решение Государственной комиссии по радиочастотам при Минцифры России от 23.11.2020 № 20-56-02-1 «Об утверждении Методики расчетов электромагнитной совместимости и условий совместного использования радиоэлектронных средств телевизионного вещания с радиоэлектронными средствами сухопутной подвижной службы в полосе частот 470-862 МГц. — М.: СПС «Гарант», 2020. — 131 с.

33. Ладанов М. В., Ведищев А. М., Кизима С. В., Лавров Г. В. Планирование радиосвязи на коротких волнах для магистральных радиотрасс // Электросвязь. 2012. № 3. С. 3-8.

 Статья распространяется по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 License.

  Метаданные статьи распространяются по лицензии CC0 1.0 Universal