Методика оценки устойчивости сети многоканальной радиосвязи, образованной ретрансляторами на БПЛА и наземными пунктами управления, в условиях воздействия деструктивных факторов

Егрушев Владимир Евгеньевич; Забело Александр Николаевич; Орлов Евгений Васильевич; Якушенко Сергей Алексеевич

60

TECHNICAL SCIENCE / <<Ш1ШМиМ~^©иГМа[1>>#Щ5Ш©2©

TECHNICAL SCIENCE

УДК 621.391

Егрушев Владимир Евгеньевич

преподаватель, кандидат технических наук Военная академия связи им. Маршала Советского Союза С.М. Буденного

Забело Александр Николаевич Доцент кафедры, кандидат военных наук, доцент Военная академия связи им. Маршала Советского Союза С.М. Буденного

Орлов Евгений Васильевич Доцент кафедры, кандидат технических наук, доцент Военная академия связи им. Маршала Советского Союза С.М. Буденного

Якушенко Сергей Алексеевич профессор, кандидат технических наук, доцент Военная академия связи им. Маршала Советского Союза С.М. Буденного

DOI: 10.24411/2520-6990-2020-11398 МЕТОДИКА ОЦЕНКИ УСТОЙЧИВОСТИ СЕТИ МНОГОКАНАЛЬНОЙ РАДИОСВЯЗИ, ОБРАЗОВАННОЙ РЕТРАНСЛЯТОРАМИ НА БПЛА И НАЗЕМНЫМИ ПУНКТАМИ УПРАВЛЕНИЯ, В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ДЕСТРУКТИВНЫХ ФАКТОРОВ

Egrushev V.E.

Lecturer, Candidate of Technical Sciences Military Academy of Communications Marshal of the Soviet Union S.M. Budyonny

Zabelo A.N.

Associate Professor, Candidate of Military Sciences Military Academy of Communications Marshal of the Soviet Union S.M. Budyonny

Orlov E.V.

Associate Professor, Candidate of Technical Sciences Military Academy of Communications Marshal of the Soviet Union S.M. Budyonny, (Saint Petersburg)

Yakushenko S.A.

Professor, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor Military Academy of Communications Marshal of the Soviet Union S.M. Budyonny

METHODOLOGY FOR ASSESSING THE STABILITY OF A MULTI-FULL RADIO COMMUNICATION NETWORK FORMED BY UAV RELAYS AND GROUND CONTROL POINTS UNDER CONDITIONS OF INFLUENCE OF DESTRUCTIVE FACTORS

Аннотация

В статье описывается метод оценки устойчивости сети многоканальной радиосвязи, образованной ретрансляторами, размещенными на БПЛА и наземными пунктами управления, при воздействия внешних деструктивных факторов в условиях неопределенности. Abstract

The article describes a method for assessing the stability of a multi-channel radio communication network formed by repeaters located on UA Vs and ground control points under the influence of external destructive factors in conditions of uncertainty.

Ключевые слова сеть многоканальной радиосвязи, устойчивость связи, деструктивные факторы. Keywords: multichannel radio communication network, communication stability, destructive factors.

В настоящее время широкое применение получило построение объемных транспортных сетей многоканальных радиолиний связи (МКРС) с размещением ретрансляторов на БПЛА и их управлением посредством наземных пунктов управления (НПУ), что особенно актуально в местах и территориях слабо оснащённых телекоммутационным оборудованием. Это диктует новые, более высокие требования к устойчивости каналов связи.

Образуемая между БПЛА и НПУ сеть связи достаточно устойчива к внутренним воздействиям, однако, изменчивость среды распространения радиоволн в линиях МКРС, влияние подстилающей

поверхности, внешних радиоэлектронных воздействий и других деструктивных факторов (ДСФ), способствуют заметному ухудшению устойчивости сети [1]. Таким образом, повышение устойчивости сети и ее функционирование в условиях воздействия различных внешних ДСФ является актуальной задачей.

Повышения устойчивости возможно достигнуть путем распределения ресурса сети МКРС, но для этого необходимо прогнозировать стратегию воздействия ДСФ (определение порядка закрепления средств ДСФ за элементами сети).

<<Ш11ШетиМ~^©и©Ма[1>>#Щ5Ш©2© / TECHNICAL SCIENCE

61

В настоящее время известно много различных методов нахождения распределения ресурса средств сети, но общим их недостатком является отсутствие анализа возможности защиты сети от максимального воздействия ДСФ в условиях неопределенности при ограничении ресурса сети. Для решения данной задачи необходимо определить стратегию воздействия ДСФ на элементы сети и оптимально распределить ресурсы сети МКРС для повышения устойчивости в наихудших внешних условиях. Таким образом, предлагаемая методика включает в себя следующие этапы:

1. Оценка устойчивости сети МКРС на основе морфологических параметров с учетом воздействия внешних ДСФ.

2. Распределение ресурса защиты по элементам сети МКРС.

Допустим имеется X вариантов распределения ресурса с целью защиты сети МКРС, каждый из которых включает N направлений связи (НС). Возможности воздействия на п-ом НС (П = 1, N) каждой структуры у-м средством ДСФ определяется матрицей:

_ (1)

где v=1, V- номер средства воздействия ДСФ;

= 1 - Р

ущерба сети определяется формулой [2]:

Р

ущ.Сеть

N

(2)

где ап - важность п-ого НС сети МКРС.

При условии независимости средств воздей ствия выражение (2) примет вид:

N ( V

Р ( )= Рущ.Сеть = Е«п I 1-П Р

п=1

N

(3)

ущ.НС т = 1 1 У.НС п - вероятность ущерба п-ого НС у-м средством ДСФ; РУ.НСуп - вероятность устойчивости п-ого НС в условиях воздействия у-ого средства ДСФ.

Степень ущерба НС сети от воздействия ДСФ определим по формуле:

Р = 1 - Р

1 ущ.НС 1 1 У.НС Факт назначения у-го средства для воздействия по п-му НС фиксируется индикатором 2уг=1 (хуп=0 -в противном случае), где у - номер средства воздействия. Матрица назначений \\хш\ \тсодержит в себе указания о закреплении средства ДСФ. С учетом важности НС в информационном обмене степень

Р =

Р У.НС

1-П

7=1

1-ПП11-

при ограничениях: ^^= 1; 2упб{0,1}.

п=1

Для решения задачи требуется найти такое распределения ресурса сети МКРС по ее элементам, чтобы при наихудших внешних условиях ДСФ обеспечить наилучшую устойчивость сети. Таким образом, задача сводится к нахождению гарантированной устойчивости:

¥( X, V) = тахтт Ру^ (4)

X V

Функция *¥(Х, V) может быть эквивалентна Е(Х,У), которая представлена следующей формулой:

Р (Х, V) = т1Птах Рущ.Сеть , (5)

Формула (5) определяет два этапа нахождения гарантированного решения проблемы устойчивости [3]:

1. Распределение средств воздействия ДСФ на элементах сети в условиях максимизации ущерба.

2. Уменьшение ущерба (повышение устойчивости) путем распределения ресурса сети МКРС.

Для оценки устойчивости сети МКРС используем модель учитывающую воздействие ДСФ и взаимосвязь показателя воздействия и структурных показателей сети, включающих количество НС, линий связи и интервалов связи, их связность и вес в сети. При этом вероятность устойчивости НС определяется формулой:

(6)

¿=1 к=1

п=1

где i=1, I - интервалы линии связи; j=1, J - линии передачи в НС сети МКРС; п=1, N - количество НС в сети; рк - вероятности доступности к кому элементу сети; 5^г) - наличие связности к-ого средства с другими средствами в сети; Я - ресурс средства сети; Ру Ср - вероятность устойчивости к-

ого средства; РУНС - вероятность устойчивости

нс. .

Динамику изменения вероятности доступности во времени Т можно описывать [4]:

в (т) = р ехр (—т/ Т) > (7) где Т - среднее время защиты сети МКРС.

62

С учетом важности НС в информационном обмене устойчивости сети МКРС определяется формулой:

Р

а„

1-П

j 1

1-ПП

1-П

1-8

{kr)

1-ß

{tajn)

■ e

T

W

p(lajn) P У.Ср

yj

(8)

n=1

Полученная формула (8) позволяет оценить устойчивость сети с учетом морфологических параметров.

В заключении можно отметить:

1. Образуемая, посредством ретрансляторов, размещенных на БПЛА и НПУ сеть МКРС подвержена воздействию внешних ДСФ. Полученная методика позволяет оценить устойчивость сети при наихудших внешних воздействиях с учетом различных морфологических параметров

2. Для обеспечения наилучшей вероятности устойчивости сети, необходимо оптимально распределять защитный ресурс по элементам сети, так чтобы обеспечить минимальный ущерб, исходя из максимального воздействия внешних ДСФ, что является темой дальнейшего исследования.

Список литературы:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1. Якушенко С.А., Сазонов М.А., Бибарсов М.Р. Радиорелейные и спутниковые системы передачи специального назначения. Часть 1: Учебник. В

2-х частях / Под ред. С.А. Якушенко. СПБ. ВАС, 2016. 486 с.

2. М.А. Концыняк, С.А. Якушенко, С.С. Вер-кин, М.О. Дворовой. Теория и правщика защиты многоканальных сетей радиосвязи от системы комплексного воздействия. Часть 1. Модель противоборства систем воздействия и связи. - ВАС, 2007. -76 с.

3. Нгуен Х.Б. Модель оценки устойчивости сети многоканальной радиосвязи. Журнал «Известия Тульского государственного университета» 2019 г. вып. № 6.

4. Семенов С.С. и др. Методы принятия решений в задачах оценки качества и технического уровня сложных технических систем/ Под ред. д-ра техн. наук, проф. Е.А. Рубиновича. - М.: ЛЕНАНД, 2016. - 520с.