КООПЕРАТИВНЕ ВИЯВЛЕННЯ БПЛА НА БАЗІ V2X-ІНФРАСТРУКТУРИ У СІЛЬСЬКИХ КОРИДОРАХ ОБОРОНИ: ПОСИЛЕННЯ ЗВ'ЯЗНОСТІ ДЛЯ ЗАСТОСУВАНЬ ПОДВІЙНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ

Ольга Партика; Христина Амброзяк

doi:10.28925/2663-4023.2025.30.989

Автор(и)

Ольга Партика Національний Університет «Львівська Політехніка» https://orcid.org/0000-0002-3086-3160
Христина Амброзяк Національний Університет «Львівська Політехніка» https://orcid.org/0009-0007-3152-5562

DOI:

https://doi.org/10.28925/2663-4023.2025.30.989

Ключові слова:

Vehicle-to-Everything, придорожні станції, кооперативне зондування, виявлення малих БПЛА, сільські коридори, раннє попередження, подвійне призначення, РЧ-моніторинг, інтелектуальні транспортні системи.

Анотація

Сільські транспортні коридори характеризуються розрідженим радіолокаційним покриттям і обмеженими можливостями магістрального сегмента (backhaul), що підвищує ризик проникнення малих БпЛА. Запропоновано подвійне використання придорожніх станцій V2X (RSU) для кооперативного РЧ-зондування без порушення функцій ІТС. Архітектура поєднує комунікаційну підсистему для транспортних сервісів і сенсорну підсистему з багатодіапазонним моніторингом, підпороговою кореляцією та адаптивними порогами. Алгоритмічний конвеєр містить три етапи: локальне спостереження, міжстанційну кореляцію слабких виявлень і розподілену тріангуляцію для оцінювання напряму та позиції цілі. Обмін службовими повідомленнями здійснюється службовим каналом із синхронізацією часу за GPS; моделі враховують втрати на шляху поширення для повітряних цілей і кооперативне підвищення SINR з урахуванням інтерференції. Валідацію проведено симуляціями Монте-Карло для протяжного коридору з рівномірно розташованими RSU. Показано зростання ймовірності виявлення та точності оцінювання азимута порівняно з ізольованими вузлами. Параметричні дослідження за кроком між RSU, шириною вікна кооперації та порогами детектування підтвердили стабільний виграш кооперації та окреслили граничні режими. Система демонструє стійкість до відмов окремих вузлів завдяки перекриттю зон покриття, але обмежена щодо беземісійних БпЛА, за умов інтенсивної інтерференції та на крайових RSU. Практична цінність полягає у формуванні економної мережі раннього попередження в малозаселених регіонах і інтеграції з системами C2 для підвищення ситуаційної обізнаності. Заплановані напрями: польові випробування, мультисенсорна інтеграція, застосування ШІ для прогнозування траєкторій.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Zhang, J. A., Liu, F., Masouros, C., Heath, R. W. Jr., Feng, Z., Zheng, L., & Petropulu, A. (2021). An overview of signal processing techniques for joint communication and radar sensing. IEEE Journal on Selected Topics in Signal Processing, 15(6), 1295–1315. https://doi.org/10.1109/JSTSP.2021.3113120

Geng, Z., Xu, R., & Deng, H. (2020). LTE-based multistatic passive radar system for UAV detection. IET Radar, Sonar & Navigation, 14(12), 1775–1783. https://doi.org/10.1049/iet-rsn.2019.0452

Guerna, A., & Bitam, B. (2022). Roadside unit deployment in Internet of Vehicles systems: A survey. Sensors, 22(9), 3542. https://doi.org/10.3390/s22093542

European Commission – Directorate-General for Mobility and Transport. (2024). Road deployment on the Trans-European Transport Network (TEN-T): ITS services. European Commission.

U.S. Department of Transportation. (2024, April). Connected Vehicle Pilot Deployment Program – 2024 update: Executive briefing.

Degrande, T., Van den Eynde, S., Vannieuwenborg, F., Colle, D., & Verbrugge, S. (2021). C-ITS road-side unit deployment on highways with ITS road-side systems: A techno-economic approach. IET Intelligent Transport Systems, 15(7), 863–874. https://doi.org/10.1049/itr2.12065

Festag, A. (2014). Standards for vehicular communication—from IEEE 802.11p to 5G. E & I Elektrotechnik und Informationstechnik, 131(7), 409–416. https://doi.org/10.1007/s00502-014-0219-8

Molina-Masegosa, R., & Gozálvez, J. (2017). LTE-V for sidelink 5G V2X vehicular communications: A new 5G technology for short-range vehicle-to-everything communications. IEEE Vehicular Technology Magazine, 12(4), 30–39. https://doi.org/10.1109/MVT.2017.2752798

Bazzi, A., Cecchini, G., Zanella, A., & Masini, B. M. (2018). Study of the impact of PHY and MAC parameters in 3GPP C-V2V mode 4. IEEE Access, 6, 71685–71698. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2018.2883401

Hall, D. L., & Llinas, J. (1997). An introduction to multisensor data fusion. Proceedings of the IEEE, 85(1), 6–23. https://doi.org/10.1109/5.554205

Wymeersch, H., Seco-Granados, G., Destino, G., Dardari, D., & Tufvesson, F. (2017). 5G mmWave positioning for vehicular networks. IEEE Wireless Communications, 24(6), 80–86. https://doi.org/10.1109/MWC.2017.1700033

Zeng, Y., Zhang, R., & Lim, T. J. (2016). Wireless communications with unmanned aerial vehicles: Opportunities and challenges. IEEE Communications Magazine, 54(5), 36–42. https://doi.org/10.1109/MCOM.2016.7470933

Mozaffari, M., Saad, W., Bennis, M., & Debbah, M. (2019). Communications and control for wireless drone-based antenna array. IEEE Transactions on Communications, 67(1), 820–834. https://doi.org/10.1109/TCOMM.2018.2870870

Tsang, B., Narayanan, R. M., & Bharadwaj, R. (2023). Classification and discrimination of birds and small drones using micro-Doppler spectrogram signatures. Signals, 4(2), 337–358. https://doi.org/10.3390/signals4020018

Mykhaylova, O., Stefankiv, A., Nakonechny, T., Fedynyshyn, T., & Sokolov, V. (2024). Resistance to replay attacks of remote control protocols using the 433 MHz radio channel. In Cybersecurity Providing in Information and Telecommunication Systems (Vol. 3654, pp. 98–108). CEUR-WS.

Seidaliyeva, U., Ilipbayeva, L., Taissariyeva, K., Smailov, N., & Matson, E. T. (2023). Advances and challenges in drone detection and classification techniques: A state-of-the-art review. Sensors, 24(1), 125. https://doi.org/10.3390/s24010125

3rd Generation Partnership Project (3GPP). (2018, June). Technical specification 36.885 v15.3.0 – Study on LTE-based V2X services. https://www.3gpp.org/DynaReport/36885.htm

U.S. Federal Communications Commission (FCC). (2020, November). First report and order and further notice of proposed rulemaking: Use of the 5.850–5.925 GHz band (FCC 20-164). https://docs.fcc.gov/public/attachments/FCC-20-164A1.pdf

5G Automotive Association (5GAA). (2024). C-V2X evolution toward 5G-Advanced and 6G: Joint communication and sensing perspectives [White paper]. https://5gaa.org/news/c-v2x-evolution-toward-5g-advanced-and-6g/

Naik, G., Choudhury, B., & Park, J. M. (2019). IEEE 802.11bd & 5G NR V2X: Evolution of radio access technologies for V2X communications. IEEE Access, 7, 70169–70184. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2919489