Статья* рассматривает практический кейс развёртывания временной радиосвязи в зоне природной катастрофы с использованием низкоэнергетических антенн и самоконфигурирующихся сетевых модулей. Представлен анализ отказоустойчивости каналов, методов быстрой калибровки антенн и влияния топографии на радиопокрытие. Результаты эксперимента демонстрируют возможность восстановления устойчивого канала передачи данных за 21 минута после полного разрушения инфраструктуры.
1. Введение
После стихийных бедствий, таких как землетрясения или наводнения, наземные коммуникационные сети часто оказываются выведенными из строя. В таких условиях критически важна способность быстро развернуть автономную систему связи, обеспечивающую обмен данными между спасательными подразделениями.
Компания RFAREAS разработала прототип системы RFA-RESCUE, включающей адаптивные антенны, модульные узлы питания и протокол самоконфигурирования сети на базе UWB+Wi-Fi гибридной архитектуры.
2. Методика
2.1 Исходные условия
Кейс реализован в зоне имитации катастрофы (городской ландшафт, разрушенная застройка, рельефные помехи). Все стационарные сети отсутствуют. Цель — обеспечить устойчивый канал на 5 км для голосовой, видео и телеметрической связи.
2.2 Оборудование
Антенна: RFA-FieldX 1.8 MHz –14.8 GHz (сегментная специализированная модель, усиление до 7 dBi)
Сетевые узлы: RFA-MeshNode UWB/Wi-Fi dual stack
Протокол: адаптивная маршрутизация AODV с приоритетом трафика телеметрии
Питание: гибридные блоки LiFePO4 + солнечная панель 40 Вт
2.3 Схема развёртывания
Сеть развернута по схеме «треугольной ячейки» — каждый узел автоматически сканирует эфир, определяет ближайших соседей и формирует маршрут с максимальным уровнем RSSI. Первичный узел получает координаты от помехозащищенного GNSS и служит якорем синхронизации.
3. Результаты эксперимента
3.1 Время восстановления связи
Развёртывание 3 узлов - 18 мин включая автокалибровку антенн
Автосинхронизация сети - 2 мин автоматическая маршрутизация
Проверка канала и QoS - 1 мин стабилизация потерь пакетов
Итого 21 мин - от «0 инфраструктуры» до полной связи
3.2 Производительность канала
Средняя скорость передачи: 8.4 Мбит/с
Потери пакетов: < 15 %
Задержка: < 100 мс (в режиме UWB→Wi-Fi bridge)
Радиус покрытия: 5.2 км (NLOS)
3.3 Энергопотребление
Полный комплект сети (3 узла) работал 27 ч на резервных аккумуляторах при средней нагрузке 70 %.
4. Обсуждение
4.1 Эффективность самоконфигурирования
Использование AODV с метрикой качества канала и повторением потерянных пакетов позволило автоматически обойти препятствия, образованные металлическими конструкциями, без ручной коррекции маршрута.
4.2 Влияние топографии
Анализ показал, что уклон местности до 12° не влияет на качество связи при высоте установки антенн > 0.3 м.
4.3 Преимущества подхода
- Полностью автономная работа (энергия, маршрутизация, калибровка)
- Отсутствие зависимости от центрального управления
- Возможность масштабирования (до 24 узлов без модификации ПО)
5. Выводы
Опыт демонстрирует, что автономная гибридная RF-система способна восстановить канал связи в условиях полного разрушения инфраструктуры менее чем за час. Применение специальных антенн и самоконфигурирующихся протоколов минимизирует участие оператора и обеспечивает устойчивую передачу критически важных данных.
Перспективы развития: интеграция КВ-модулей для резервного канала, использование машинного обучения для прогнозирования маршрутов и динамического перераспределения мощности передатчиков.
6. Благодарности
Исследование проведено технической группой RFAREAS Emergency RF Division при поддержке радиоинженерного состава группы V, 2025 г.
*Полный текст статьи с расширенными данными предоставляется по запросу.
