Дослідження впливу періодичної ковзної за частотою радіоперешкоди на радіоканал LoRa
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2024.98.30-37Ключові слова:
періодична ковзна за частотою радіоперешкода, радіоканал, LoRa, передавач перешкод, радіоподавлення, потужність, коефіцієнт подавленняАнотація
Більшість сучасних засобів радіоподавлення ближньої дії будуються на основі загальнодоступних комерційних модулів формування радіоперешкод, випромінювання яких є синусоїдальним коливанням з частотою, що змінюється періодично за лінійним законом в межах заданої смуги подавлення. Такі радіовипромінювання відносять до періодичних ковзних за частотою радіоперешкод, а їх потужність має нерівномірний розподіл в частотній області. В статті показано, що дальність дії передавача перешкод залежить від коефіцієнта подавлення, значення якого визначається структурою радіосигналу LoRa та перешкоди. У разі коли потужність перешкоди рівномірно розподілена в частотній області, коефіцієнт подавлення є сталим та дорівнює оберненому значенню критичного відношення сигнал/перешкода. Наведено алгоритм розрахунку коефіцієнта подавлення у випадку впливу на радіоканал LoRa перешкоди з нормальним законом розподілу ймовірностей. Отримано аналітичний вираз для розрахунку розподілу потужності періодичної ковзної за частотою перешкоди в частотній області та показано, що її енергетичний спектр має ряд піків на частотах кратних оберненому значенню періоду перешкоди. Виведено математичні вирази для розрахунку залежностей потужності періодичної ковзної за частотою перешкоди в каналі LoRa і коефіцієнта подавлення від робочої частоти радіоканалу LoRa та періоду перешкоди. Показано, що залежно від обраної частоти радіоканалу різниця потужності перешкоди необхідної для його подавлення може становити більше 50 дБ. Верифікацію розробленого математичного апарату для розрахунку впливу періодичної ковзної за частотою перешкоди на радіоканал LoRa здійснено шляхом імітаційного моделювання в програмному середовищі MATLAB. В результаті моделювання отримано залежності коефіцієнта подавлення від частоти радіоканалу LoRa, які узгоджуються із даними аналітичних розрахунків.
Посилання
References
Zhang H., Zhang H., Liu X., Gulliver T. A. (2017). A new electromagnetic jamming system for unmanned aerial vehicles. 2017 IEEE Pacific Rim Conference on Communications, Computers and Signal Processing (PACRIM), pp. 1–5, doi: 10.1109/PACRIM.2017.8121921.
VST 602.001:2024(01). (2024). Elektromahnitna ta kiberborotba. Radioelektronna borotba. Terminy ta vyznachennya. [Electromagnetic and cyber warfare. Radio electronic warfare. Terms and definitions], 49 p.
Guo Q., Yang F., Wei J. (2021). Experimental Evaluation of the Packet Reception Performance of LoRa. Sensors, Iss. 21(4), 1071, 23 р. doi: 10.3390/s21041071.
Jose A., Deniau V., Gransart C., et al. (2022). Susceptibility of LoRa Communications to Intentional Electromagnetic Interference with Different Sweep Periods. Sensors, Iss. 22(13), 5015, 16 р. doi: 10.3390/s22135015.
Jose A., Simon E., Boé А., et al. (2021). Methodology to Estimate the Signal-to-Interference Power Ratio for Intermittent Disturbances. XXXIVth General Assembly and Scientific Symposium of the International Union of Radio Science, 5 p. doi: 10.23919/URSIGASS51995.2021.9560235.
Hou N., Xia X., Zheng Y. (2021). Jamming of LoRa PHY and Countermeasure. IEEE INFOCOM 2021 - IEEE Conference on Computer Communications, 10 p. doi: 10.1109/INFOCOM42981.2021.9488774.
Pirayesh H., Zeng H. (2022). Jamming Attacks and Anti-Jamming Strategies in Wireless Networks: A Comprehensive Survey. IEEE Communications Surveys & Tutorials, Vol. 24, Iss. 2, pp. 767–809. doi: 10.1109/COMST.2022.3159185.
Barton D. (2013). Radar Equations for Modern Radar. Artech house. 448 p.
Pichuhin M. F., Ishchenko D. A., Kyrylyuk V. A, Kozhushko Y. M. (2020). Construction of a specialized layer of terrain relief parameters in the geoinformation system for planning the actions of radio-electronic means in the conditions of radio-electronic warfare. Science and Technology of the Air Force of Ukraine, No. 3(40), pp. 124–131. doi: 10.30748/nitps.2020.40.14.
Araujo D. C., Ferre G., Cavalcante C., and Guerreiro I. (2020). A Spectral Efficiency Enhancement for Chirp Spread Spectrum Downlink Communications. 2020 IEEE Latin-American Conference on Communications (LATINCOM), pp. 1–6, doi: 10.1109/LATINCOM50620.2020.9282266.
Silva E., Figueiredo L., de Oliveira A., et al. (2023). Adaptive Parameters for LoRa-Based Networks Physical-Layer. Sensors, Vol. 23, Iss. 10, 4597; doi: 10.3390/s23104597.
Bor M., Roedig U. (2017). LoRa Transmission Parameter Selection. 13th International Conference on Distributed Computing in Sensor Systems, p. 27–34. doi: 10.1109/dcoss.2017.10.
Janssen T., BniLam N., Aernouts M., Berkvens R., et al. (2020). LoRa 2.4 GHz Communication Link and Range. Sensors, Vol. 20, Iss. 16, 4366; doi:10.3390/s20164366.
Horne C., Peters N., Ritchie M. (2023). Classification of LoRa signals with real-time validation using the Xilinx Radio Frequency System-on-Chip. IEEE Access, Vol. 11, pp. 26211-26223. doi: 10.1109/ACCESS.2023.3252170.
Benvenuto N., Cherubini G., Tomasin S. (2021). Algorithms for Communications Systems and their Applications, 2nd edition. Wiley, 960 p.
Zaghloul M. R., Alrawas L. (2024). Calculation of Fresnel integrals of real and complex arguments up to 28 significant digits. Numerical Algorithms, Volume 96, pages 489–506. doi: 10.1007/s11075-023-01654-2.
Mahafza B. R., Winton S. C., Elsherbeni A. Z. (2021). Handbook of Radar Signal Analysis. Taylor & Francis Group, 706 p. doi: 10.1201/9781315161402.
Azim A. W., Bazzi A., Shubair R., Chafii M. (2022). A Survey on Chirp Spread Spectrum-based Waveform Design for IoT. TechRxiv, pp. 1–42. doi: 10.36227/techrxiv.20522007.v1.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Oleksandr Anatoliiovych Nahorniuk
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
