| Аннотация |
Одно из наиболее перспективных направлений применения беспилотных авиационных систем, связанно со сценариями, предполагаемыми применение высотных беспилотных летательных аппаратов, в том числе, способных находиться в воздухе в течении длительного времени. Такие задачи, как мониторинг поверхности Земли и атмосферы, прием, передача и обработка данных, обеспечение покрытия связью труднодоступных регионов при помощи носимой на борту БВС специальной аппаратуры, востребованы как в коммерческом секторе экономики, так и в сфере обороны и государственной безопасности. Современный уровень развития авиационных конструкций, энергетических установок, систем связи, навигации, обработки данных позволяет создавать платформы, которые по своим технико-экономическим характеристикам превосходят традиционные технические решения на базе пилотируемых летательных аппаратов. Стоит отметить тренд развития цифровой экономики и систем связи шестого поколения (6G) предъявляет повышенные требования к непрерывности и территориальной доступности телекоммуникационных услуг. Проблема обеспечения устойчивого покрытия в труднодоступных, удалённых и слабо инфраструктурированных регионах остаётся нерешённой: наземные базовые станции экономически и технически нецелесообразны на больших площадях, а спутниковые системы требуют высокой стоимости терминалов и обеспечивают сравнительно большую задержку сигнала. Для преодоления этого разрыва активно развиваются неназемные телекоммуникационные сети (NTN, Non-Terrestrial Networks), объединяющие спутниковые, стратосферные и высотные платформы, способные интегрироваться в существующую архитектуру 5G/6G и обеспечивать прямую связь с пользовательскими устройствами (Direct-to-Device, D2D). Высотные платформы (HAPS, High-Altitude Platform Stations) рассматриваются как оптимальное звено между спутниками и наземными системами, обеспечивая широкое покрытие при относительно низких затратах на развёртывание и обслуживании.
На фоне активно развивающихся технологий беспилотных летательных аппаратов и систем связи в РФ наблюдается низкая активность по разработке собственных решений для реализации неземной связи, в качестве примера можно рассмотреть следующие работы:
– НТЦ «Рассвет» – Базовая станция мобильного оператора на базе БПЛА ( https://www.ntc-rassvet.ru/solutions/bazovaya-stanciya-mobil-nogo-operatora-na-baze-bpla/ )
– ТУСУР – Разработка портативной базовой станции LTE и 5G NR, технология поиска людей по мобильному телефону в местности без покрытия сотовой связи ( https://engineers.tusur.ru/projects/0aaba936-abd5-4089-8923-1a02878afdc9 , https://tusur.ru/ru/novosti-i-meropriyatiya/novosti/prosmotr/-/novost-v-tusure-aprobiruyut-tehnologiyu-poiska-lyudey-po-mobilnomu-telefonu-v-mestnosti-bez-pokrytiya )
– ИПУ РАН – Вишневский В. М., Терещенко Б. Н. Разработка и исследование нового поколения высотных привязных телекоммуникационных платформ // T-Comm. 2013. №7. ( https://cyberleninka.ru/article/n/razrabotka-i-issledovanie-novogo-pokoleniya-vysotnyh-privyaznyh-telekommunikatsionnyh-platform).
Мировые тенденции показывают значительный рост интереса к данному направлению. Компании Airbus и NTT DOCOMO реализовали серию испытаний на стратосферных БВС Zephyr, подтвердив возможность устойчивой D2D-связи с высоты 20 км. Консорциум Space Compass в 2025 г. успешно продемонстрировал LTE-передачу данных с HAPS в Кении на стандартные смартфоны. Компания Stratospheric Platforms Ltd. провела испытания 5G-связи над Красным морем, обеспечив покрытие площадью порядка 450 км². Японские исследовательские организации NICT, NTT DOCOMO и Panasonic отработали сценарии работы в миллиметровом диапазоне (38 ГГц) с бортовой базовой станцией, подтверждая техническую реализуемость каналов обратной связи и управления лучом. Эти исследования демонстрируют технологическую зрелость подхода, однако большинство решений остаётся на стадии пилотных проектов, и ключевые задачи – повышение энергетической автономности платформ, надёжности каналов связи и интеграции с наземными сетями требуют дальнейшей проработки.
Предлагаемое направление исследований направлено на разработку технологии создания высотной атмосферной платформы БВС с интегрированным демонстратором базовой станции телекоммуникационных стандартов. Такая платформа позволит отработать технологию D2D-коммуникаций в архитектуре NTN, провести экспериментальную верификацию моделей каналов связи, а также продемонстрировать возможности комплекса для мониторинга поверхности. Реализуемость проекта обеспечивается сочетанием современных достижений в области лёгких композиционных материалов, энергоэффективных установок, а также компактных и стандартизованных радиомодулей (SDR, software-defined radio). Разработка станет вкладом в формирование отечественной технологической базы для систем неназемной связи и обеспечит научно-технический задел для последующей интеграции России в глобальную экосистему NTN-сетей.
|
