Record Details

RPAS ADS-B AND TRAJECTORY CONTROL DATA TRANSMISSION VIA SATELLITE

Наукові журнали Національного Авіаційного Університету

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title RPAS ADS-B AND TRAJECTORY CONTROL DATA TRANSMISSION VIA SATELLITE
Передача данных ADS-B и траекторного управления полётом с безпилотного летательного аппарата через спутник
Передача даних ADS-B та траєкторного управління політом з безпілотного літального апарата через супутник
 
Creator Grekhov, Andrii; National Aviation University
Kondratiuk, Vasil; National Aviation University
 
Subject —
OFDM channel; RPAS; transponder nonlinearity; UAV; vehicle communication channel
621.396:621.396.933:629.783:621.396.946
—
канал связи беспилотного летательного аппарата; нелинейность транспондера; OFDM канал
621.396:621.396.933:629.783:621.396.946
—
канал зв'язку безпілотного літального апарата; нелінійність супутникового транспондера; OFDM канал
621.396:621.396.933:629.783:621.396.946
 
Description Purpose: to develop a model of the satellite communication channel for an remotely piloted air system with adaptive modulation and orthogonal frequency division of channels; 2) to calculate the channel parameters with Rayleigh fading and various types of satellite transponder nonlinearity; 3) analyze the effect of fading and the type of nonlinearity on the parameters of the satellite communication channel. Method: MATLAB Simulink software was used to simulate the channel operation. Results: For the first time, based on the IEEE 802.16d standard, a realistic model of the satellite communication channel of an unmanned aerial vehicle was developed, which is used to estimate the channel parameters. The created model takes into account the Rayleigh fading in the downlink and the nonlinearity of the satellite transponder amplifier. Dependences of the signal-to-noise ratio in the terrestrial receiver on the signal-to-noise ratio in the downlink for various types of modulation (BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM) and data transmission rates are obtained. The nonlinearity of satellite amplifiers was analyzed on the basis of a linear model, a cubic polynomial model, a hyperbolic tangential model, the Gorbani model, and the Rapp model. The results for the cubic polynomial model and the hyperbolic tangential model are similar to the linear model, but differ significantly from the Gorbani model and the Rapp model. For the Gorbani and Rapp models, very low values of the signal-to-noise ratio in the receiver are observed. Conclusion: The proposed approach can be considered as a method of estimating the parameters of the satellite communication channel of an unmanned aerial vehicle with fading. It is shown how the type of modulation varies depending on the level of the signal-to-noise ratio and the type of fading. The developed model allows to predict the operation of the channel with Rayleigh fading and can be useful for the design of communication systems.
Цель: 1) разработать модель спутникового канала связи беспилотного летательного аппарата с адаптивной модуляцией и ортогональным частотным разделением каналов; 2) рассчитать параметры канала с релеевской замираниями и различными типами нелинейности спутникового транспондера; 3) проанализировать влияние замираний и типа нелинейности на параметры канала спутниковой связи. Метод: для моделирования работы канала использовано программное обеспечение MATLAB Simulink. Результаты: Впервые на основе стандарта IEEE 802.16d разработана реалистичная модель спутникового канала связи беспилотного летательного аппарата, которая используется для оценки параметров канала. Созданная модель учитывает замирания Релея в линии связи вниз и нелинейности усилителя спутникового транспондера. Получены зависимости соотношения сигнал-шум в наземном приемнике от соотношения сигнал-шум в линии связи вниз для различных типов модуляции (BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM) и скорости передачи данных. Нелинейность спутниковых усилителей анализировалась на основе линейной модели, кубической полиномиальной модели, гиперболической тангенциальной модели, модели Горбани и модели Раппа. Результаты для кубической полиномиальной модели и гиперболической тангенциальной модели подобны линейной модели, но значительно отличаются от модели Горбани и модели Раппа. Для моделей Горбани и Раппа наблюдаются очень низкие значения соотношения сигнал-шум в приемнике. Заключение: Предложенный подход может рассматриваться как метод оценки параметров канала спутниковой связи беспилотного летательного аппарата с замираниями. Показано, каким образом тип модуляции меняется в зависимости от уровня соотношения сигнал-шум и типа замираний. Разработанная модель позволяет прогнозировать работу канала с замираниями Релея и может быть полезна для проектирования систем связи.
Мета: 1) розробити модель супутникового каналу зв’язку безпілотного літального апарата з адаптивною модуляцією та ортогональним частотним розділенням каналів; 2) розрахувати параметри каналу з релеєвськими завмираннями та різними типами нелінійності супутникового транспондера; 3) проаналізувати вплив завмирань та типу нелінійності на параметри каналу супутникового зв'язку. Метод: для моделювання роботи каналу використано програмне забезпечення MATLAB Simulink. Результати: Вперше на основі стандарту IEEE 802.16d розроблено реалістичну модель супутникового канала зв'язку безпілотного літального апарата, яка використовується для оцінки параметрів каналу. Створена модель враховує завмирання Релея в лінії зв'язку донизу і нелінійності підсилювача супутникового транспондера. Отримано залежності співвідношення сигнал-шум в наземному приймачі від співвідношення сигнал-шум в  лінії зв'язку донизу для різних типів модуляції (BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM) і швидкості передачі даних. Нелінійність супутникових підсилювачів аналізувалась на основі лінійної моделі, кубічної поліноміальної моделі, гіперболічної тангенціальної моделі, моделі Горбані та моделі Раппа. Результати для кубічної поліноміальної моделі та гіперболічної тангенціальної моделі подібні до лінійної моделі, але значно відрізняються від моделі Горбані та моделі Раппа. Для моделей Горбані та Раппа спостерігаються дуже низькі значення співвідношення сигнал-шум в приймачі.  Обговорення: Запропонований підхід може розглядатися як метод оцінки параметрів каналу супутникового зв'язку безпілотного літального апарата із завмираннями. Показано, яким чином тип модуляції змінюється залежно від рівня співвідношення сигнал-шум та типу завмирань. Розроблена модель дозволяє прогнозувати роботу каналу з завмиранням Релея і може бути корисною для проектування систем зв'язку.
 
Publisher National Aviation University
 
Contributor —
—
—
 
Date 2017-11-13
 
Type —
—
—
 
Format application/pdf
application/pdf
application/pdf
 
Identifier http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/visnik/article/view/11978
10.18372/2306-1472.72.11978
 
Source Proceedings of the National Aviation University; Том 72, № 3 (2017); 26-32
Вестник Национального авиационного университета; Том 72, № 3 (2017); 26-32
Вісник Національного Авіаційного Університету; Том 72, № 3 (2017); 26-32
 
Language en
 
Rights // o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "jrnl.nau.edu.ua"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами: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 цьому журналі.Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).// o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "jrnl.nau.edu.ua"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e// o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "jrnl.nau.edu.ua"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e// o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "jrnl.nau.edu.ua"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e
 

Технічна підтримка: НДІІТТ НАУ