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Proporcionar comunicaciones de objetos y herramientas en movimiento para aumentar su fiabilidad.

Me gustaría mucho dar una gran cantidad de información útil sobre este tema en este artículo, incluidas las revisiones de investigaciones científicas y prácticas.

Entonces, supongamos que partimos en un convoy militar. De acuerdo con las regulaciones, uno de los atributos esenciales de este conjunto de medidas es la necesidad de equipar a todos los vehículos de la columna con comunicaciones de alta frecuencia dentro de una red local.

OPK, parte de Rostec, introdujo la primera estación de radio digital MO1 de sexta generación en 2016 (Radio definida por software - SDR), que tiene propiedades cognitivas. Para una mejor comprensión, enumeramos los principales.

La propiedad cognitiva (o la capacidad de aprender y autoaprender) implica la capacidad de un sistema de radio para resolver los siguientes problemas:

  1. Evaluación de la llamada temperatura de ruido del entorno de radio, detección de bandas de radiofrecuencia que no se utilizan actualmente;
  2. Análisis de los parámetros del canal de radio, estimación de la información del canal, predicción del estado del canal de radio;
  3. Control de potencia radiada y control de espectro dinámico.

Para una mejor comprensión: el peso de la estación es de aproximadamente 3,8 kg, además, la transferencia de datos entre las dos estaciones no requiere repetidores y elimina la presencia de "zonas muertas" de líneas de comunicación de hasta 600 km de largo. Al mismo tiempo, es capaz de realizar una transmisión de datos estable a una distancia de 6300 km.

La producción en serie de la estación de radio MO1 comenzó en 2017 y hoy en día tales (estas y otras similares) representan aproximadamente el 70% de los equipos de las estructuras de energía.

El 2017 también estuvo marcado por la adopción de la estación de radio portátil "R-187P1 AZART", que también es la estación de sexta generación y permite el uso de varios protocolos y software, susceptibles de capacitación y expansión de la funcionalidad.
De las características brillantes de la estación de radio, se puede observar un cambio de frecuencia cada 45 microsegundos.

Un poco sobre el "relleno"

Los protocolos de transferencia de datos en estaciones de radio de tipo cognitivo, como se mencionó anteriormente en las propiedades, sorprenden con su capacidad de adaptarse a las circunstancias en tiempo real.

OS-MAC (Opportunistic Spectrum MAC - protocolo con dispositivo)a RFS, que divide a los usuarios secundarios de SU en varios grupos. El canal de radio o los canales de radio utilizados por el grupo SU pueden cambiar dinámicamente según el estado del RFS y el estado de disponibilidad del canal de todo el sistema cognitivo. El protocolo OS-MAC ofrece un modo no cooperativo de interacción entre SU y PU, es decir, de hecho, la ausencia casi completa de dicha interacción. Con este modelo, el RFS se prueba primero para determinar el posible comportamiento y modo de operación de la PU. A continuación, se asigna un recurso de canal para SU, que en cierta medida tiene en cuenta los requisitos de este grupo de usuarios. Una vez que se asignan los canales, SU comienza a usarlos. La principal desventaja de este enfoque es que solo el recurso de canal asignado inicialmente cumple con los requisitos de SU. A continuación, la asignación del recurso del canal,corresponde al patrón estándar especificado durante la distribución inicial del RFS. Dichos patrones se generan a partir de la base de datos de geolocalización para determinar la ubicación de la PU y SU, los patrones no se reconstruyen en tiempo real.

HC-MAC (Hardware-Constrained MAC – - MAC-) , utilice el método de agrupamiento (k-means), que proporciona la mejor aproximación de los datos obtenidos desde el exterior, para rastrear canales de RF no utilizados con alta precisión. Una vez que se detectan los canales libres, la SU puede comenzar a usarlos. El protocolo HC-MAC tiene en cuenta las limitaciones de hardware de los dispositivos, incluidas las limitaciones en las capacidades técnicas de detección de RFS y las restricciones en la velocidad de transmisión en el canal de trabajo. Sin embargo, si un grupo o SU único encuentra canales de RF no utilizados, mientras que sus grupos SU vecinos no reciben una solicitud para enviar RTS (Solicitud de envío) / enviar permiso CTS (Borrar para enviar - enviar permiso ) datos en el mismo canal, el primer grupo SU no puede determinar exactamente cuál de los canales estará garantizado para estar disponible en el futuro cercano.Como resultado, pueden producirse colisiones e interferencias al trabajar con grupos de SU vecinos o con un solo SU.

El protocolo de acceso MAC (CO-MAC) oportunista basado en capas cruzadas propone dos métodos para detectar RFS: detección aleatoria y sondeo basados ​​en una encuesta de nodos vecinos. El protocolo de interacción de nivel cruzado utiliza la tecnología de "unión" y "separación" condicional mediante multiplexación para transmitir datos a través de varios canales. En este artículo, proponemos la búsqueda de la combinación óptima de ancho de banda y retraso en el canal, lo que nos permite controlar la calidad de servicio QoS (Calidad de servicio) basada en radio cognitiva. Sin embargo, el método CO-MAC se centra en el intercambio entre el par SU. Otro inconveniente es la falta de justificación de la campaña de acuerdo con el criterio de "costo-efectividad".

En el protocolo MAC de acceso múltiple de detección de portador (MAC de acceso múltiple de detección de portador) , cada nodo SU mantiene una lista de canales preferidos para cada uno de sus nodos SU vecinos en función del historial de interacción con estos nodos. Esto le permite elegir su propio canal de trabajo sin conflictos, en el sentido de la historia, con los nodos vecinos. Sin embargo, almacenar la lista completa de canales disponibles en dispositivos SU es ineficiente, por lo tanto, se propone utilizar un algoritmo especial para crear listas de vecinos e intercambiar información relevante entre ellos. La desventaja es que este protocolo requiere una cantidad significativa de tiempo para el intercambio y es adecuado para un pequeño grupo de RES SU.

En 2019, Zuev A.V., ingeniero líder de análisis y procesamiento de indicadores de calidad de la red móvil de los servicios LLC Technologies de LLC. Se propuso un nuevo tipo de protocolo de transferencia de datos, basado en el modelo de subasta que utiliza modelos de simulación estadística.

Volvamos a la columna:

en caso de equipar cada objeto con una estación de radio de sexta generación, se forma una red de radio local, que está diseñada para proporcionar una comunicación de alta calidad incluso en terrenos muy difíciles sin el uso de sistemas de retransmisión.

Sin embargo, incluso con dicho equipo, todavía hay una serie de características clave que se tienen en cuenta al desarrollar un plan para el complejo de un evento como el paso de un convoy (militar o civil, con o sin acompañamiento):

  1. , ;
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En el caso de la comunicación confidencial necesaria entre los automóviles en las columnas y el esquema para aumentar su confiabilidad, se llevaron a cabo estudios sobre el uso de helicópteros de carga y varios tipos de retransmisión, y uno de los esquemas utilizó un moderno sistema de posicionamiento basado en una cámara de video. Se proporciona una versión de un sistema de procesamiento de información de video.

Según los estudios, para la implementación de la comunicación confidencial de alta velocidad en los convoyes de vehículos, es aplicable la retransmisión en sistemas "pasivos" y "activos", utilizando cuadricópteros, con perfecta estabilización.

Con la opción "activa" de retransmisión, se planea colocar 1 transmisor y 1 receptor del sistema AOLS y el peso total del equipo es de aproximadamente 20 kg. En consecuencia, el uso de un dron ligero con esta opción es imposible.

En la versión "pasiva" con reflectores de espejo, el peso de la carga útil se reduce significativamente y se pueden utilizar helicópteros de tipo "ligero". Esto también reduce el costo de proporcionar un conjunto de medidas: en el tema de la eficiencia: cuando se usan espejos con rociado de metal, el coeficiente de reflexión puede ser superior al 97%, y cuando se usan espejos dieléctricos multicapa, el coeficiente de reflexión puede exceder el 99%.

Una de las condiciones necesarias para garantizar una comunicación perfecta con el helicóptero es el uso de un dron con un sistema giroscópico de 6 ejes.

El sistema de 6 ejes tiene sensores de inclinación, balanceo y guiñada, así como un acelerómetro que le permite calcular la aceleración requerida en varias direcciones. En otras palabras, el dron podrá compensar las ráfagas de un viento fuerte y casi instantáneamente tomar una posición estable. Además, el giroscopio de 6 ejes detecta de forma independiente la posición incorrecta del helicóptero en el aire y señala cuándo se cae el helicóptero. Gracias a esto, el piloto puede nivelar los palos, aumentar la velocidad y detener la caída. Esta opción salvó muchos dispositivos caros de daños.

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Entonces, al entrar en condiciones de terreno muy accidentado, la condición de "visibilidad directa" entre los objetos iniciales y finales de la columna, por regla general, no se cumple. Para implementar comunicaciones de alta velocidad, el relé quadcopter viene al rescate. Los estudios experimentales realizados han demostrado que las fluctuaciones más pequeñas en el ángulo de inclinación de la radiación láser, con un reflector tipo espejo, se pueden realizar en el quadcopter DJI Mavic Pro Platinum. Cabe señalar que, en las rutas con una longitud de ~ 60 - 80 m, el diámetro de la radiación láser en los sistemas AOLS, en el plano receptor, por regla general, no supera los 30 - 40 cm. A pesar de la divergencia relativamente pequeña de la radiación láser, se puede realizar una comunicación de alta velocidad en la columna instalando receptores de radiación, por ejemplo, en el techo de la cabina de cada automóvil.Al mismo tiempo, la distancia entre los automóviles en el esquema: transmisor - receptor, se puede determinar de varias maneras. 1) Usando la videocámara en el quadrocopter. En el techo de cada automóvil ponga su número de serie en la columna. En las columnas de automóviles comunes, por regla general, la distancia entre los automóviles se mantiene rígidamente, por ejemplo, 10-12 m, sin mencionar las columnas militares. La longitud de cada automóvil en la columna también se conoce dentro de unos pocos cm. Luego, la distancia entre, por ejemplo, el automóvil No1 y el automóvil No28, utilizando la información de la cámara del helicóptero y conociendo su altura sobre la columna, se encuentra a partir de fórmulas geométricas simples.como regla general, mantienen una estrecha distancia entre vehículos, por ejemplo, 10-12 m, sin mencionar las columnas militares. La longitud de cada automóvil en la columna también se conoce dentro de unos pocos cm. Luego, la distancia entre, por ejemplo, el automóvil No1 y el automóvil No28, utilizando la información de la cámara del helicóptero y conociendo su altura sobre la columna, se encuentra a partir de fórmulas geométricas simples.como regla general, mantienen una estrecha distancia entre vehículos, por ejemplo, 10-12 m, sin mencionar las columnas militares. La longitud de cada automóvil en la columna también se conoce dentro de unos pocos cm. Luego, la distancia entre, por ejemplo, el automóvil No1 y el automóvil No28, utilizando la información de la cámara del helicóptero y conociendo su altura sobre la columna, se encuentra a partir de fórmulas geométricas simples.

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2) Para mejorar la confiabilidad de la comunicación, se pueden utilizar sistemas de posicionamiento modernos recientemente desarrollados que usan una cámara de video y luces de estacionamiento de un automóvil.

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Las luces laterales del vehículo, cuya distancia se mide, se indican con (L1, L2) - a la distancia DOO` y (L1, L2) - a la distancia DON, respectivamente, desde el centro de la cámara en el vehículo de prueba. La distancia DON se calcula a partir de relaciones geométricas. Al mismo tiempo, la diferencia de longitud entre las luces de posición traseras de la pantalla del automóvil - DL`, DL, a distancias apropiadas, se determina en los píxeles de la cámara de video con alta precisión.

Una variante del esquema de procesamiento de imágenes de la cámara de video utilizada en el sistema de medición: [ Cuadro de video

] - [Conversión en escala de grises] - [Ganancia de contraste] —- (a) .-— [Binarización] - [Longitud de salida D l] —- (b) -— [Puntos centrales L1 y Extracto L2] - [Contorno del extracto] - [Morfología de procesamiento]

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