Конышев Василий Юрьевич – студент кафедра Систем управления, информатики и электроэнергетики Московского авиационного института (национального исследовательского университета.
Аннотация: В статье поднимается вопрос, какое минимальное количество БЛА необходимо для построения защищённой опорной сети. В работе представлен расчёт минимального количества БЛА в условиях мирного и военного времени.
Ключевые слова: количество БЛА, мирное время, военное время, протокол AODV.
В последнее годы очень стремительно появляются новые варианты использования беспилотных технологий. Одним из таких вариантов является обеспечение сотовой связью в условиях отсутствующей или разрушенной инфраструктуры из-за природных и техногенных катастроф. Для ликвидации их последствий необходимо оперативное развертывание систем связи.
Исходя из расчётов частотно-территориального планирования, один БЛА с установленным ретранслятором в своей зоне обслуживания может обеспечивать устойчивость к интерференционным помехам и связь до 1000 абонентов, при этом, находясь на расстоянии до 9 километров от других летательных аппаратов. Сигнал стандартного ретранслятора стабильно принимается на расстоянии до 45 км при прямой видимости [1].
При построении опорной сети связи на базе БЛА важна конфиденциальность и безопасность передаваемой информации, как в мирное, так и в военное время. Существует несколько способов защиты сети от взломов:
Расчёт количества БЛА напрямую зависит от условий и времени их применения. Для того чтобы в мирное время покрыть территорию 3000 км2 устойчивой связью в среднем на 2 часа, минимально понадобится 4 беспилотных летательных аппаратов. При необходимости работы более 2 часов, количество беспилотников увеличивается в 2 раза, для последовательной смены БЛА, отправляющихся на подзарядку (рисунок 1).
Рисунок 1. Схема построения группировки БЛА.
Для обеспечения связи в военное время кардинально меняется схема полётов беспилотных летательных аппаратов для защиты от сбития. БЛА строятся в квадрат со сторонами 8 км (рисунок 2). Дроны находятся постоянно в движении и постоянно меняют свою траекторию относительно координат углов квадрата. Благодаря этому они способны обеспечивать между собой устойчивую связь. При этом количество дронов увеличивается в разы, так как возможен выход из строя одного или нескольких из них.
Рисунок 2. Схема покрытия зоны с минимальным числом БЛА.
Для функциональной работы стоит использовать протокол AODV, который основан на сборе и распространении информации о состоянии сети, благодаря которой каждый БЛА может построить модель текущего состояния сети в виде формального описания графа. Имея такой граф, любой БЛА может вычислить кратчайший путь до всех адресатов в сети, что позволяет с минимальной задержкой восстанавливать маршруты в случае разрушения одной из связей.
Существует определённый минус при использовании лёгких БЛА в виде носителя ретранслятора– зависимость от погодных условий, таких как скорость ветра свыше 15 м/с или обледенение. Эти факторы уменьшают высоту полёта, что ведет к сокращению площади покрытия.
При использовании ударных БЛА в качестве ретрансляторов ограниченный ресурс канала передачи данных делится между передачей данных телеуправления и ретрансляции сигналов связи, что затрудняет работоспособность. Также при увеличении количества каналов ретрансляции, увеличиваются массогабаритные показатели, что приводит к увеличению требований по грузоподъёмности БЛА [2].
На данный момент не существует БЛА, предназначенных только для реализации всех потенциальных возможностей размещения ретрансляторов радиосигнала, что является большой проблемой. Создание подобной техники увеличило бы в разы удобство развёртывания, функциональность и надёжность использования опорной сети связи на базе БЛА.
Список литературы