Analysis of the synchronism entering process robustness in UAV’s radio control line with FHSS

Abstract

EN: Context. The experience of joined forces operation in the east of the country has shown that in the process of completing tasks, an unmanned aerial vehicle (UAV) is forced to operate in a rather difficult environment. The most significant is the problem of ensuring the transfer of command commands between the aircraft and the ground control post in the face of powerful intentional interference by the enemy. The work as a UAV control channel proposes the use of frequency-hopping spread spectrum (FHSS). When constructing the UAV control line with the FHSS, the main consideration should be given to the process of entering synchronism as the primary one in relation to the process of transmitting control commands. Within this problem, it is necessary to evaluate the noise immunity of the process of entering into the synchronism of the UAV control line with the FHSS in the conditions of powerful intentional interference of the enemy. Objective. The purpose of the article is to analyze the noise immunity of the process of entering into the synchronism of the UAV radio control line with the FHSS in the conditions of the powerful intentional interference of the enemy. Methods. In the work, on the basis of the developed simulation model (SM) of the process of entering into synchronism of the UAV control line with the FHSS, a number of experiments and estimation of the noise immunity of the process of entering into the synchronism of the UAV control line with the FHSS under conditions of powerful intentional interference. Results. Using the developed SM, the dependence of the probability of true and false occurrence in the synchronism of the UAV control line with the FHSS for one cycle, one sub-cycle and one frequency position of transmission from different values of the signal-to-noise ratio at the affected and unaffected frequency of entry for different values characterizing interference. The simulation results are presented as graphs. Conclusions. Comparison of the simulation results with the analytical ones confirms the adequacy of the synthesized mathematical model of the process of entering into the synchronism of the UAV control line with the FHSS and allows to determine UK: Актуальність. Досвід проведення операцій об’єднаних сил на сході країни показав, що у процесі виконання завдань безпілотний літальний апарат (БПЛА) змушений працювати у досить складній завадовій обстановці. Найбільш суттєвою є проблема забезпечення передачі команд управління між літальним апаратом та наземним пунктом управління в умовах дії потужних навмисних завад противника. У роботі в якості каналу управління БПЛА пропонується використання широкосмугових сигналів з псевдовипадковим переналаштуванням робочої частоти (ППРЧ). При побудові радіолінії управління БПЛА з ППРЧ основну увагу необхідно приділити процесу входження в синхронізм, як первинному по відношенню до процесу передачі команд управління. В межах зазначеної проблеми необхідно провести оцінку завадозахищеності процесу входження в синхронізм радіолінії управління БПЛА з ППРЧ в умовах дії потужних навмисних завад противника. Метою статті є аналіз завадозахищеності процесу входження в синхронізм радіолінії управління БПЛА з ППРЧ в умовах впливу потужної навмисної завади противника. Методи. У роботі, на основі розробленої імітаційної моделі (ІМ) процесу входження в синхронізм радіолінії управління БПЛА з ППРЧ, проведено низку експериментів та оцінено завадозахищеність процесу входження в синхронізм радіолінії управління БПЛА з ППРЧ в умовах впливу потужної навмисної завади. Результати. За допомогою розробленої ІМ проведено аналіз залежності ймовірності вірного та хибного входження в синхронізм радіолінії управління БПЛА з ППРЧ за один цикл, один підцикл та одну частотну позицію передачі від різних значень відношення потужності сигнал/шум на уражених та неуражених частотах входження для різних значень, що характеризують завадову обстановку. Результати моделювання представлені у вигляді графіків. Висновки. Порівняння результатів моделювання з аналітичними, підтверджує адекватність синтезованої математичної моделі процесу входження в синхронізм радіолінії управління БПЛА з ППРЧ та дозволяє визначити оптимальні, за критерієм максимальної завадозахищеності, параметри алгоритму входження в синхронізм, що будуть задовольняти поставлені вимоги до радіолінії управління БПЛА з ППРЧ.