Get best of the week

توفير الاتصالات للأجسام والأدوات المتحركة لزيادة موثوقيتها

أود أن أقدم الكثير من المعلومات الأساسية المفيدة حول هذه المشكلة في هذه المقالة ، بما في ذلك مراجعات البحث العلمي والعملي.

لذا ، لنفترض أننا انطلقنا في قافلة عسكرية. وفقًا للوائح ، فإن إحدى السمات الأساسية لمجموعة الإجراءات هذه هي الحاجة إلى تجهيز جميع مركبات العمود باتصالات عالية التردد داخل شبكة محلية واحدة.

قدم OPK ، عضو في Rostec ، أول محطة راديو رقمية من الجيل الأول MO1 من الجيل السادس في عام 2016 (Radio Defined Radio - SDR) ، والتي لها خصائص معرفية. من أجل فهم أفضل ، نقوم بإدراج أهمها.

تنطوي الخاصية المعرفية (أو القدرة على التعلم والتعلم الذاتي) على قدرة النظام الراديوي على حل المشكلات التالية:

  1. تقييم ما يسمى درجة حرارة الضوضاء في البيئة الراديوية ، والكشف عن نطاقات الترددات الراديوية غير المستخدمة حالياً ؛
  2. تحليل معلمات القناة الراديوية ، وتقدير معلومات القناة ، والتنبؤ بحالة القناة الراديوية ؛
  3. التحكم في القدرة المشعة والتحكم الديناميكي في الطيف.

لفهم أفضل: يبلغ وزن المحطة حوالي 3.8 كجم ، بالإضافة إلى ذلك ، لا يتطلب نقل البيانات بين المحطتين مكررات ويزيل وجود "مناطق ميتة" لخطوط الاتصال التي يصل طولها إلى 600 كم. في الوقت نفسه ، يمكنها إجراء نقل ثابت للبيانات على مسافة 6300 كم.

بدأ الإنتاج التسلسلي للمحطة الإذاعية MO1 في عام 2017 واليوم تشكل هذه (هذه والمحطات المماثلة) حوالي 70 ٪ من معدات هياكل الطاقة.

تميز عام 2017 أيضًا باعتماد محطة الراديو المحمولة "R-187P1 AZART" ، وهي أيضًا محطة الجيل السادس وتسمح باستخدام مختلف البروتوكولات والبرمجيات ، القابلة للتدريب وتوسيع الوظائف.
من الميزات الساطعة لمحطة الراديو ، يمكن ملاحظة تغيير التردد كل 45 ميكروثانية.

القليل عن "الحشوة"

إن بروتوكولات نقل البيانات في محطات الراديو من النوع المعرفي ، كما هو مذكور أعلاه في الخصائص ، تدهش بقدرتها على التكيف مع الظروف في الوقت الحقيقي.

OS-MAC (MAC الطيف الانتهازي - بروتوكول مع الجهاز)إلى RFS ، الذي يقسم المستخدمين الثانويين لـ SU إلى عدة مجموعات. يمكن أن تتغير القناة الراديوية أو القنوات الراديوية التي تستخدمها مجموعة SU ديناميكيًا اعتمادًا على حالة RFS وحالة توفر القناة للنظام المعرفي بأكمله. يقدم بروتوكول OS-MAC طريقة غير تعاونية للتفاعل بين SU و PU ، أي في الواقع ، الغياب شبه الكامل لمثل هذا التفاعل. باستخدام هذا النموذج ، يتم فحص RFS أولاً لتحديد السلوك المحتمل ووضع التشغيل لـ PU. بعد ذلك ، يتم تخصيص مورد قناة لـ SU ، والذي يأخذ في الاعتبار إلى حد ما متطلبات هذه المجموعة من المستخدمين. بمجرد تخصيص القنوات ، تبدأ SU في استخدامها. العيب الرئيسي لهذا النهج هو أن موارد القناة المخصصة مبدئيًا فقط تفي بمتطلبات SU. بعد ذلك ، تخصيص مورد القناة ،يتوافق مع النمط القياسي المحدد أثناء التوزيع الأولي لـ RFS. يتم إنشاء هذه الأنماط من قاعدة بيانات تحديد الموقع الجغرافي لتحديد موقع PU و SU ، ولا يتم إعادة بناء الأنماط في الوقت الفعلي.

HC-MAC (Hardware-Constrained MAC – - MAC-) استخدم طريقة التجميع (k-الوسائل) ، التي توفر أفضل تقريب للبيانات التي يتم الحصول عليها من الخارج ، لتتبع القنوات غير المستخدمة للترددات اللاسلكية بدقة عالية. بمجرد اكتشاف القنوات المجانية ، يمكن أن تبدأ SU في استخدامها. يأخذ بروتوكول HC-MAC في الاعتبار قيود الأجهزة على الأجهزة ، بما في ذلك القيود على القدرات التقنية لاستشعار RFS والقيود المفروضة على معدل الإرسال في قناة العمل. ومع ذلك ، إذا عثرت مجموعة أو SU فردية على قنوات RF غير مستخدمة ، في حين أن مجموعات SU المجاورة لم تتلق طلبًا لإرسال RTS (طلب إرسال) / إذن إرسال CTS (مسح للإرسال - إذن إرسال ) في نفس القناة ، لا يمكن لمجموعة SU الأولى أن تحدد بالضبط أي القنوات سيتم ضمان توفرها في المستقبل القريب.ونتيجة لذلك ، قد يحدث تصادم وتداخل في العمل مع مجموعات SU المجاورة أو SU واحد.

يوفر MAC الانتهازي القائم على الطبقات (MAC الانتهازي القائم على الطبقات) طريقتين لاستشعار RFS: الاستشعار العشوائي والاستقصاء بناءً على مسح للعقد المجاورة. يستخدم بروتوكول التفاعل عبر المستوى تقنية "الربط" المشروط و "الفصل" عن طريق تعدد الإرسال لإرسال البيانات عبر عدة قنوات. في هذه الورقة ، نقترح البحث عن التركيبة المثلى لعرض النطاق الترددي والتأخير في القناة ، مما يسمح لنا بالتحكم في جودة الخدمة QoS (جودة الخدمة) بناءً على الراديو المعرفي. ومع ذلك ، تركز طريقة CO-MAC على التبادل بين زوج SU. عيب آخر هو عدم وجود مبرر للحملة وفقا لمعيار "فعالية التكلفة".

في بروتوكول MAC Carrier Sense Multi Access (MAC Carrier Sense Multi Access) ، تحتفظ كل عقدة SU بقائمة القنوات المفضلة لكل من عقد SU المجاورة لها بناءً على تاريخ التفاعل مع هذه العقد. هذا يسمح لك باختيار قناة العمل الخاصة بك دون تعارض ، بمعنى التاريخ ، مع العقد المجاورة. ومع ذلك ، فإن تخزين القائمة الكاملة للقنوات المتاحة على أجهزة SU غير فعال ، لذلك يُقترح استخدام خوارزمية خاصة لإنشاء قوائم بالجيران وتبادل المعلومات ذات الصلة فيما بينها. العيب هو أن هذا البروتوكول يتطلب قدرا كبيرا من الوقت للتبادل ومناسب لمجموعة صغيرة من RES SU.

في عام 2019 ، Zuev A.V. ، المهندس الرائد في تحليل ومعالجة مؤشرات الجودة لشبكة الهاتف المحمول لشركة Huawei Technologies Services LLC. تم اقتراح نوع جديد من بروتوكول نقل البيانات ، بناءً على نموذج المزاد باستخدام نمذجة المحاكاة الإحصائية.

العودة إلى العمود

في حالة تجهيز كل كائن بمحطة راديو من الجيل السادس ، يتم تشكيل شبكة راديو محلية ، والتي تم تصميمها لتوفير اتصال عالي الجودة حتى في التضاريس الوعرة للغاية دون استخدام أنظمة الترحيل.

ومع ذلك ، حتى مع هذه المعدات ، لا يزال هناك عدد من الخصائص الرئيسية التي يتم أخذها في الاعتبار عند وضع خطة لمجمع مثل هذا الحدث مثل مرور قافلة (عسكرية أو مدنية ، مع أو بدون مرافقة):

  1. , ;
  2. ;
  3. ;
  4. .

في حالة الاتصال السري الضروري بين السيارات في الأعمدة ومخطط زيادة موثوقيتها ، تم إجراء دراسات حول استخدام مروحيات الشحن وأنواع مختلفة من الترحيل ، واستخدم أحد المخططات نظام تحديد المواقع الحديث القائم على كاميرا فيديو. يتم توفير نسخة من نظام معالجة معلومات الفيديو.

واستنادا إلى الدراسات ، لتطبيق الاتصالات السرية عالية السرعة في قوافل المركبات ، فإن الترحيل في الأنظمة "السلبية" و "النشطة" قابل للتطبيق ، باستخدام طائرات رباعية ، مع استقرار مثالي.

مع خيار الترحيل "النشط" ، من المخطط وضع جهاز إرسال وجهاز استقبال واحد لنظام AOLS ويبلغ الوزن الإجمالي للمعدات حوالي 20 كجم. وفقًا لذلك ، من المستحيل استخدام طائرة بدون طيار مع هذا الخيار.

في الإصدار "السلبي" مع عاكسات المرآة ، يتم تقليل وزن الحمولة بشكل كبير ويمكن استخدام المروحيات من النوع "الخفيف". وهذا يقلل أيضًا من تكلفة توفير مجموعة من المقاييس ، فيما يتعلق بمسألة الكفاءة: عند استخدام المرايا مع الرش المعدني ، يمكن أن يكون معامل الانعكاس أعلى من 97٪ ، وعند استخدام المرايا العازلة متعددة الطبقات ، يمكن أن يتجاوز معامل الانعكاس 99٪.

أحد الشروط المسبقة لضمان التواصل المثالي باستخدام المروحية هو استخدام طائرة بدون طيار مع نظام الدوران 6 محاور.

يحتوي النظام المكون من 6 محاور على مستشعرات انحدار ولف وانحراف ، بالإضافة إلى مقياس تسارع يسمح لك بحساب التسارع المطلوب في اتجاهات مختلفة. وبعبارة أخرى ، ستتمكن الطائرة بدون طيار من تعويض هبوب الرياح القوية وتتخذ على الفور تقريبًا وضعًا مستقرًا. بالإضافة إلى ذلك ، يقوم الجيروسكوب 6 محاور باكتشاف الوضع غير الصحيح للمروحية في الهواء والإشارات عند سقوط المروحية. بفضل هذا ، يمكن للطيار حتى الخروج من العصي ، وزيادة السرعة ووقف السقوط. وفر هذا الخيار الكثير من الأجهزة باهظة الثمن من التلف.

صورة

لذا ، عند الدخول في ظروف التضاريس الوعرة جدًا ، لا يتم استيفاء شرط "الرؤية المباشرة" بين الكائنات الأولية والنهائية للعمود ، كقاعدة. لتنفيذ الاتصالات عالية السرعة ، يأتي تتابع كوادكوبتر إلى الإنقاذ. أظهرت الدراسات التجريبية التي أجريت أن أصغر التقلبات في زاوية ميل إشعاع الليزر ، مع عاكس من نوع المرآة ، يمكن تحقيقه على DJI Mavic Pro Platinum quadcopter. وتجدر الإشارة إلى أنه في الطرق التي يبلغ طولها 60 ~ 80 مترًا ، لا يتجاوز قطر إشعاع الليزر في أنظمة AOLS في مستوى جهاز الاستقبال ، كقاعدة ، 30-40 سم ، على الرغم من الاختلاف الصغير نسبيًا بين أشعة الليزر ، يمكن تحقيق اتصال عالي السرعة في العمود عن طريق تركيب أجهزة استقبال إشعاعية ، على سبيل المثال ، على سقف الكابينة لكل سيارة.في الوقت نفسه ، يمكن تحديد المسافة بين السيارات في المخطط: جهاز الإرسال - الاستقبال ، بعدة طرق. 1) استخدام كاميرا الفيديو على quadrocopter نفسها. على سطح كل سيارة ضع رقمها التسلسلي في العمود. في أعمدة السيارات العادية ، كقاعدة عامة ، يتم الحفاظ على المسافة بين السيارات بشكل صارم ، على سبيل المثال ، 10-12 م ، ناهيك عن الأعمدة العسكرية. من المعروف أيضًا أن طول كل سيارة في العمود في غضون بضعة سنتيمترات ، ثم يتم العثور على المسافة بين السيارة رقم 1 والسيارة رقم 28 ، على سبيل المثال ، باستخدام المعلومات من كاميرا المروحية ، ومعرفة ارتفاعها فوق العمود ، من الصيغ الهندسية البسيطة.كقاعدة ، يحافظون على مسافة ضيقة بين المركبات ، على سبيل المثال ، 10-12 م ، ناهيك عن الأعمدة العسكرية. من المعروف أيضًا أن طول كل سيارة في العمود في غضون بضعة سنتيمترات. ثم يتم العثور على المسافة بين السيارة رقم 1 والسيارة رقم 28 ، على سبيل المثال ، باستخدام معلومات من كاميرا المروحية ، ومعرفة ارتفاعها فوق العمود ، من صيغ هندسية بسيطة.كقاعدة ، يحافظون على مسافة ضيقة بين المركبات ، على سبيل المثال ، 10-12 م ، ناهيك عن الأعمدة العسكرية. من المعروف أيضًا أن طول كل سيارة في العمود يصل إلى بضعة سنتيمترات. ثم يتم العثور على المسافة بين السيارة رقم 1 والسيارة رقم 28 ، على سبيل المثال ، باستخدام المعلومات من كاميرا المروحية ، ومعرفة ارتفاعها فوق العمود ، من الصيغ الهندسية البسيطة.

صورة

2) لتحسين موثوقية الاتصالات ، يمكن استخدام أنظمة تحديد المواقع الحديثة التي تم تطويرها مؤخرًا باستخدام كاميرا فيديو وأضواء وقوف السيارة.

صورة

تتم الإشارة إلى الأضواء الجانبية للسيارة ، التي يتم قياس المسافة إليها ، من خلال (L1 ، L2) - على مسافة DOO` و (L1 ، L2) - على مسافة DON ، على التوالي ، من مركز الكاميرا في سيارة الاختبار. يتم حساب مسافة DON من العلاقات الهندسية. في الوقت نفسه ، يتم تحديد الفرق في الأطوال بين أضواء الموضع الخلفي للسيارة - شاشة - DL` ، DL ، على مسافات مناسبة ، في بكسل كاميرا الفيديو بدقة عالية.

أحد أشكال مخطط معالجة الصور لكاميرا الفيديو المستخدمة في نظام القياس: [ إطار الفيديو

] - [تحويل درجات الرمادي] - [كسب التباين] —- (أ) .-— [ثنائيات] - [طول الإخراج D l] —- (ب) -— [مركز النقاط L1 واستخراج L2] - [استخراج المحيط] - [معالجة الشكل]

More articles:


All Articles