Методика оценки надежности связи в коротковолновой радиолинии с райсовскими замираниями с учетом диффузности ионосферы

Введение. Известна методика оценки зависимости надежности связи в коротковолновой (КВ) радиолинии с одним дискретным лучом и диффузным рассеянием волны на мелкомасштабных неоднородностях ионосферы от выбора рабочей частоты с учетом сигнально-помеховой обстановки и уровня диффузности ионосферы. В данной методике для описания интерференционных замираний принимаемого сигнала используется m-распределение Накагами. Однако в КВ однолучевой радиолинии замирания амплитуды сигнала в 90 % всех случаев описываются распределением не Накагами, а Райса, или обобщенным распределением Рэлея. При этом применение распределения Накагами для аппроксимации замираний и анализа их влияния на качество связи дает хорошее совпадение с распределением Райса только в двух частных случаях: распределения Рэлея и полного отсутствия замираний.

Цель работы. Разработать методику оценки надежности связи в однолучевой коротковолновой радиолинии с райсовскими замираниями и сравнить ее результаты с надежностью связи при замираниях Накагами.

Материалы и методы. Для оценки влияния рабочей частоты и диффузности ионосферы на параметры распределения замираний в однолучевой КВ-радиолинии использовались методы моделирования трансионосферных каналов связи на основе радиофизического метода фазового экрана. Для оценки влияния параметров замираний с распределением Райса на надежность КВ-связи использовалась среда MatLab. Исходные данные о параметрах ионосферы получены с использованием модели IRI-2016.

Результаты. Разработана 3-этапная методика оценки надежности связи в однолучевой КВ-радиолинии с райсовскими замираниями и осуществлено сравнение ее результатов с надежностью связи при замираниях Накагами. Получены зависимости надежности связи в однолучевой КВ-радиолинии ночью и днем от выбора рабочей частоты относительно максимально применимой частоты и от уровня диффузности ионосферы при замираниях Райса и Накагами.

Заключение. Анализ полученных результатов показывает, что при различном уровне диффузности ионосферы надежность связи в однолучевой КВ-радиолинии с замираниями Накагами может быть существенно завышена (до 12 %) по сравнению с замираниями Райса.

1. Зависимость надежности связи в декаметровой радиолинии от выбора рабочей частоты с учетом сигнально-помеховой обстановки и диффузности ионосферы / В. П. Пашинцев, А. Д. Скорик, С. А. Коваль, Д. П. Киселев, М. А. Сенокосов // Системы управления, связи и безопасности. 2019. № 4. С. 300–322. doi: 10.24411/2410-9916-2019-10412

2. Зависимость вероятности связи в декаметровой радиолинии с диффузной многолучевостью от выбора рабочей частоты / В. П. Пашинцев, Д. П. Киселев, А. Д. Скорик, М. А. Сенокосов // Радиолокация, навигация, связь: сб. тр. XXV Междунар. науч.-техн. конф. Т. 2. Воронеж: Издательский дом ВГУ, 2019. С. 227–238.

3. Комарович В. Ф., Сосунов В. Н. Случайные помехи и надежность КВ связи. М.: Связь, 1977. 136 с.

4. Кирилов Н. Е. Помехоустойчивая передача сообщений по линейным каналам со случайно изменяющимися параметрами. М.: Сов. радио, 1971. 256 с.

5. Кловский Д. Д. Передача дискретных сообщений по радиоканалам. М.: Связь, 1969. 376 с.

6. Черенкова Л. Е., Чернышов О. В. Распространение радиоволн. М.: Радио и связь, 1984. 272 с.

7. Фабрицио Джузеппе А. Высокочастотный загоризонтный радар: основополагающие принципы, обработка сигналов и практическое применение / пер. с англ. Н. Л. Бирюкова, Е. Б. Махиянова, К. В. Юдинцева. М: Техносфера, 2018. 936 с.

8. Чернов Ю. А. Специальные вопросы распространения радиоволн в сетях связи и радиовещания. М.: Техносфера, 2018. 688 с.

9. Березовский В. А., Дулькейт И. В., Савицкий О. К. Современная декаметровая радиосвязь: оборудование, системы и комплексы / под ред. В. А. Березовского. М.: Радиотехника, 2011. 444 с.

10. Расчет параметра глубины замираний в однолучевой декаметровой радиолинии / В. П. Пашинцев, С. А. Тишкин, А. И. Иванников, И. И. Боровлев // Изв. вузов России. Радиоэлектроника. 2001. Т. 44, № 12. С. 57–65.

11. Уточненный метод определения интервала пространственной корреляции замираний в однолучевой декаметровой радиолинии / В. П. Пашинцев, С. А. Коваль, Д. А. Потягов, А. Д. Скорик, М. А. Сенокосов // Журн. радиоэлектроники. 2021. № 2. С. 1–34. doi: 10.30898/1684-1719.2021.2.6

12. Pashintsev V. P., Koval S. A., Chipiga A. F., Skorik A. D. Analytical method for determining the interval of spatial correlation of fading in a single-beam decameter radio line // Telecommunications and Radio Engineering. 2021. Vol. 80, № 2. P. 89–104.

13. International reference ionosphere 2016: From ionospheric climate to real-time weather predictions / D. D. Bilitza, V. Altadill, V. Truhlik, I. Shubin, B. Gal-kin, X. Huang // Space Weather. 2017. Vol. 15. P. 418– 429. doi: 10.1002/2016SW001593

14. Ааронс Дж. Глобальная морфология ионосферных мерцаний // ТИИЭР. 1982. Т. 70, № 4. С. 45–66.

15. Method for forecasting of interference immunity of low frequency satellite communication systems / V. P. Pashintsev, M. V. Peskov, I. A. Kalmykov, A. P. Zhuk, V. E. Toiskin // AD ALTA-J. of interdisciplinary research. 2020. Vol. 10, № 1. P. 367–375.

16. Давыдов А. Е., Давыдов Б. М., Виноградов В. М. Повышение скорости и достоверности передачи информации в распределенных автоматизированных системах, использующих каналы пониженного качества // Вопр. радиоэлектроники. 2012. Т. 3, № 3. С. 69–84.

17. Чернусь П. П., Чернусь Петр П. Численные методы и их применение в MatLab. СПб.: Изд-во БГТУ, 2018. 90 с.