ІНФОРМАЦІЙНА ТЕХНОЛОГІЯ ДИНАМІЧНОГО УПРАВЛІННЯ ЧАСТОТНИМ РЕСУРСОМ У СКЛАДНІЙ РАДІОЕЛЕКТРОННІЙ ОБСТАНОВЦІ

Анотація

У статті пропонується передова інформаційна технологія для динамічного управління частотними ресурсами в складних радіоелектронних умовах, де дефіцит спектра, висока щільність користувачів та навмисні електронні контрзаходи створюють критичні проблеми. Розроблена модель інтегрує гнучкість програмно-визначеного радіо (SDR) з адаптивним інтелектом когнітивного радіо, що дозволяє автономно виявляти вільні смуги частот, стійкість до перешкод та швидку реконфігурацію параметрів передачі. Функціональною основою підходу є цикл «спостереження-аналіз-рішення-адаптація», який був реалізований у середовищі GNU Radio з використанням платформ SDR, таких як USRP. У цих рамках система безперервно контролює радіоспектр, застосовує методи спектрального аналізу та адаптує передачу відповідно до оцінок рівнів перешкод та шуму в режимі реального часу. Особливий акцент робиться на застосуванні алгоритмів машинного навчання, включаючи Q-навчання, які забезпечують систему можливістю накопичувати експлуатаційний досвід та підвищувати ефективність прийняття рішень у високодинамічних середовищах. Такі механізми забезпечують скорочення часу реакції до менш ніж 250 мс, що дозволяє системі миттєво перемикатися на оптимальні частоти. Експериментальна перевірка підтвердила, що запропонована методологія підтримує коефіцієнт помилок у бітах (BER) на рівнях нижче 10⁻⁴ та утримує середні втрати пакетів у межах 5–7%, навіть за умов сильного глушіння та перевантаження спектру ворожими силами. Крім того, система досягає рівномірного використання спектру, що запобігає перевантаженню певних частотних смуг та зменшує ризик конфліктів з іншими користувачами. Дослідження базується на новаторських роботах Дж. Мітоли та С. Хайкіна, які визначили теоретичні основи когнітивного радіо та його цикл адаптації на основі навчання. Воно також включає висновки Чжоу, Ванга, Стейна, Пратта, а також українських дослідників Попова, Зайцева та Триснюка, які зробили свій внесок у вивчення адаптивних систем на основі SDR у контексті безпеки та радіоелектронної війни. Отримані результати демонструють, що запропонована методологія не тільки підвищує стійкість та ефективність зв'язку, але й дозволяє проводити економічно ефективне віртуальне тестування сценаріїв радіоелектронної війни, зменшуючи потребу у великомасштабних польових експериментах. Цей підхід особливо актуальний для військових застосувань, де надійний зв'язок у ворожих радіоелектронних умовах є критично важливим. Водночас, це забезпечує перспективи для використання в цивільних сферах з перевантаженим спектром.