Оптимизация использования частот в MESH-сетях

Теоретическими расчетами определено, что с целью обеспечения беспомеховой работы земных станций ФСС (направления "космос-Земля") и РЭС сетей подвижной связи 5G в общих полосах частот (диапазон радиочастот 3400-3800 МГц) тнеобходимый территориальный разнос (координационное расстояние) должен составлять от 47 км вплоть до 96 км, а при воздействии основного излучения РЭС сетей подвижной связи 5G на соседний канал приема ЗС ФСС (диапазон частот 3400-3800 МГц) - от 27 км до 74 км.

Таким образом, с целью защиты приема ЗС ФСС необходимы существенные территориальные разносы, которые даже при увеличении частотной отстройки не снижаются до небольших расстояний. Более того, из-за широкополосности МШУ на большинстве ЗС ФСС ограничения сохраняются даже при весьма больших частотных отстройках, достигающих сотни МГц. В таких условиях представляется несколько подходов к решению данной проблемы, связанной с сегментацией полосы радиочастот 3400-3800 МГц с одновременным переводом значительной части ЗС ФСС на работу в верхней полосе 3600-3800 МГц и установкой фильтров, а также территориальной сегментацией ЗС ФСС и БС 5G. Список использованной литературы:

1. Решения ГКРЧ от 4 июля 2017 года № 17-42-08-2 и от 28 декабря 2017 года № 17-44-07-3.

2. Отчет о составной части работы по теме «Разработка условий совместного использования РЭС сетей связи 5G и РЭС фиксированной спутниковой связи в полосах радиочастот 3400-3800 МГц (Шифр "5G-СМ"). - Москва : ООО «Спектрум менеджмент», 2018.

© Богданов Д.А., Иванилов М.Г., 2019

УДК 654.1

Д.А. Богданов

Сотрудник, Академия ФСО России, г. Орел, РФ Эл.почта: dalerperdanov@yandex.ru М.Г. Иванилов Сотрудник, Академия ФСО России, г. Орел, РФ Эл.почта: rtmcekin@gmail.com

ОПТИМИЗАЦИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЧАСТОТ В MESH-СЕТЯХ

Аннотация

В статье проведен анализ оптимизации использования частот в MESH-сетях, использование методов нелинейной оптимизации и возможность применения данного метода.

Сделан вывод о возможности минимизации суммарной мощности непреднамеренных радиопомех на входах всех радиоприемных устройств рассматриваемой сети и использовании при проектировании MESH-сетей различного назначения.

Ключевые слова:

MESH-сети, радиоэлектронные средства, сеть, частота.

MESH - сетевая топология, в которой беспроводные устройства соединяются множественными (зачастую излишними) соединениями, включаемыми согласно стратегических соображений. Данное определение довольно хорошо отвечает функциям развертываемых сетей подобного класса. Концепция самоорганизующейся сети, обладающей децентрализованным управлением и владеющей значительной степенью надежности, предложена уже давно, но продуктивная реализация такой технологии стала возможной в следствии стремительного формирования беспроводных технологий.

Данные сети обширно используются военными ведомствами различных государств с целью

организации оперативной связи в тактических целях, к примеру, в период выполнения антитеррористических действий, в местах локальных боевых инцидентов.

В последнее время получили распространение телекоммуникационные сети передачи информации, созданные в соответствии с топологией MESH. Масштабы проектов возросли до десятков тысяч точек доступа и сотен тысяч пользователей по всему миру. MESH-сети предоставляют более интересные решения, интегрирующие разнообразные технологии беспроводного доступа. Возможность организации с помощью MESH-топологии локальных и городских сетей, легко интегрируемых в глобальные сети, считается положительным фактором для операторов связи, разворачивающих свои сети в городах [1].

Топология MESH-сетей реализована на децентрализованной схеме организации связи между активными узлами сети. Узлы доступа MESH-сетей помимо предоставления услуг абонентского доступа выполняют функции маршрутизаторов для остальных узлов той же сети. Поэтому реализовывается допустимость создания больших зон покрытия сети с взаимозаменяемыми активными узлами, возможность масштабирования и высокую отказоустойчивость сети.

MESH-сеть обладает следующими возможностями:

- формирование зон сплошного информационного покрытия больших площадей;

- масштабируемость сети (повышение площади зоны покрытия и плотности информационного обеспечения) в режиме самоорганизации;

- устойчивость сети к утрате отдельных элементов.

На сегодняшний день в подобных сетях отсутствует результативное решение для оптимизации рабочих частот (частотных каналов), применяемых радиоэлектронными средствами (РЭС) этих сетей [2]. В связи с этим является актуальной разработка подходов к оптимизации использования частот в MESH-сетях.

Проведенные исследования показали, что для эффективного назначения частот группе РЭС в данных условиях целесообразно использовать методы нелинейной оптимизации. Рассмотрим возможность применения данных методов для рассматриваемой задачи присвоения частот.

Для целей частотного планирования удобно рассчитывать мощность непреднамеренных помех (НРП) в соответствии с выражением [3, 4]:

P

fi

где Pgd (f, fd ) - мощность НРП, приведенная ко входу d-го радиоприемного устройства (РПрУ),

от g-го радиопередающего устройства (РПУ);

Kgd - коэффициент суммарного ослабления сигнала между g-м РПУ и d-м РПрУ, который

определяется расстоянием между g-м РПУ и d-м РПрУ, взаимной ориентацией их антенн, развязкой по поляризации, форме сигналов и другими факторами;

f - рабочая частота g-го РПУ;

fd - рабочая частота d-го РПрУ;

S0 g - нормированный множитель спектральной характеристики g-го РПУ;

S' (f, fg) - аппроксимация в логарифмическом масштабе нормированной огибающей спектральной плотности мощности g-го РПУ;

K' (f, f) - аппроксимация в логарифмическом масштабе нормированного свойства восприимчивости d-го РПрУ;

fif - границы минимального промежутка частот, вне которого хотя бы одна из подинтегральных

функций тождественно равна нулю.

В качестве критерия оптимизации частотных назначений используем минимум суммарной мощности НРП на входах всех РПрУ рассматриваемой MESH-сети. При этом целевую функцию можно записать в

~ 32 ~

виде:

Nd Ng f2

F = YLKgäS«g J

d=1 g=1 fi( g ,d) где Ng - число РПУ в группе РЭС;

Nd - число РПрУ в группе РЭС.

Систему ограничений для данной задачи можно представить следующим образом:

f - j ,

f-^ f ^ f

J min г J г J n

f  ^ f ^ f

J min j J j J max j

где Af. - необходимый частотный разнос между i-м РПрУ и j-м РПУ;

у

1тт, - границы диапазонов рабочих частот соответствующих РПУ и РПрУ;

Поставленная задача минимизации целевой функции (2) при ограничениях (3), (4) является задачей нелинейного программирования и может быть решена в математической системе МаАаЬ с использованием метода последовательного квадратичного программирования.

Вывод: предложенный подход оптимизации частот (частотных каналов) в MESH-сетях позволяет минимизировать суммарную мощность непреднамеренных радиопомех на входах всех радиоприемных устройств рассматриваемой сети и может быть использован при проектировании MESH-сетей различного назначения.

Список использованной литературы:

1. Вишневский В.В. Широкополосные беспроводные сети передачи информации: Учебное пособие. - М.: Техносфера, 2005. - 592 с.

2. Осипов И.Е. MESH-сети: технологии, приложения, оборудование. - СПб.: технологии и средства связи, 2006,- С. 15-24.

© Богданов Д.А., Иванилов М.Г., 2019

УДК 629.7.036.3

Григорьев В. А.

Д.т.н., профессор кафедры теории двигателей летательных аппаратов,

Самарский университет, Самара. E-mail: grigva47@gmail.com. Загребельный А. О. аспирант кафедры теории двигателей летательных аппаратов,

Самарский университет. Самара. E-mail: zao_sam156@mail.ru.

ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ОПТИМАЛЬНЫХ РЕШЕНИЙ ПРИ ВЫБОРЕ ЗНАЧЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ВЕРТОЛЕТНЫХ ГТД

Аннотация

При проектировании вертолетного ГТД на ранних стадиях этого процесса, когда уровень