Особенности распространения радиоволн стандарта IEEE 802.11 в частотном диапазоне 2,4 ГГц в лесном массиве при ликвидации чрезвычайной ситуации - Статья

ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН СТАНДАРТА IEEE 802.11 В ЧАСТОТНОМ ДИАПАЗОНЕ 2,4 ГГЦ В ЛЕСНОМ МАССИВЕ ПРИ ЛИКВИДАЦИИ ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ СИТУАЦИИ Рассматриваются вопросы оценки мощности и качества передачи радиоволн стандарта IEEE 802.11 в частотном диапазоне 2,4 ГГЦ в нормальных условиях распространения, а также в условиях рассеивания и поглощения при непосредственном прохождении радиоволн через лесной массив. Экспериментальным путем была определена зависимость мощности радиосигнала при увеличении расстояния между передатчиком и приемником радиоканала, а также плотности деревьев в смешанном лесу.Существенное влияние на условие распространения радиоволн и на работу всей радиосвязи в лесу в целом оказывает наличие растительности и почвопокровного настила. Первые исследования в области распространения радиоволн в лесном массиве проводились в сороковых годах двадцатого столетия, при этом было замечено, что уровень сигнала на открытой местности больше, чем в лесу [3]. В работе [7] проведен обзор электродинамических моделей и методов анализа распространения радиоволн в лесных массивах при различных частотах и расстояниях. В [8] приведены данные по ослаблению мощности радиоволн при имитации лесного пожара в лабораторных условиях, при этом на пламя горелки сыпали соли металлов, эмитируя этим горение листвы в лесу, которая содержит щелочи. Первая часть эксперимента состояла в замере мощности сигнала и пропускной способности канала на открытой местности на стадионе, при этом какие-либо помехи для прохождения сигнала отсутствовали (рис.В работе представлены результаты экспериментальных исследований влияния лесной растительности, а также пламени на особенности распространения, в данных средах, радиоволн стандарта IEEE 802.11 в частотном диапазоне 2,4 ГГЦ. Учитывая, что в лесном массиве могут происходить чрезвычайные ситуации природного характера, такие как пожар, то потребовалось провести эксперимент по выявлению влияния пламени на распространение радиоволн в данной среде.

В работе представлены результаты экспериментальных исследований влияния лесной растительности, а также пламени на особенности распространения, в данных средах, радиоволн стандарта IEEE 802.11 в частотном диапазоне 2,4 ГГЦ. Приведены экспериментальные данные ослабления радиосигнала при увеличении расстояния между приемником и передатчиком на открытой местности, а также в лесном массиве. Помимо расстояния, большее влияние на мощность радиосигнала оказывает наличие растительности и ее плотность. Учитывая, что в лесном массиве могут происходить чрезвычайные ситуации природного характера, такие как пожар, то потребовалось провести эксперимент по выявлению влияния пламени на распространение радиоволн в данной среде. Опытным путем было определенно, что мощность радиосигнала уменьшается при воздействии на него пламени. Данные, полученные экспериментально, и приведенные в статье, могут применяться для организации радиосвязи в частотном диапазоне 2,4 ГГЦ стандарта IEEE 802.11 при ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. Дальнейшие исследования целесообразно направить на изучение электродинамических моделей распространения радиоволн в лесном массиве, стандарта IEEE 802.11 в частотном диапазоне 2,4ГГЦ, а также улучшения передачи информации беспроводной связи критического применения с помощью пространственно-временной обработки сигнала.

1. Охрана лесов от пожаров: Официальный сайт Государственного комитета полесному и охотничьему хо-

ISSN 1681-7710 зяйству АР Крым [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://rescomles.nnmgr.net/rus/index.php?v=5&tek= 16par=5.

2. Національна доповідь про стан техногенної та природної безпеки в Україні у 2013 році. -: К.: УНДІЦЗ, 2014. - 542 с.

3. Доржиев Б.Ч. Электродинамические свойства лесных сред в диапазоне ультракоротких волн: автореф. дис. ... канд. физ.-мат. наук: 01.04.03 „Радиофизика” / Доржиев Б.Ч. - Т., 1993. - 19 с.

4. Басанов Б.В. Метод определения эффективной диэлектрической проницаемости лесного полога / Б.В. Басанов, А.Ю. Ветлужский, В.П. Калашников // Радиоэлектроника. - 2010. - № 4.

5. Ветлужский А.Ю. Широкополосное радиопро-свечивание растительных покровов лесной поверхности / А.Ю. Ветлужский, В.П. Калашников // Вестник СИБГАУ. - 2013. - №5. - С. 126-128.

6. Гранков А.Г. Экспериментальные спектральные зависимости погонного ослабления радиоволн деревьями в ДМ диапазоне / А.Г. Гранков, О.А. Дьяконова, А.А. Миль-шин, А.А. Чухланцев, Ж.Г. Язерян // Труды LVIX научной сессии, посвящ. Дню радио, т.1 (Москва,19-20 мая 2004 г.) - М.: РНТО РЭИС им. А.С.Попова, 2004. - С. 149-151.

7. Пермяков В.А. Электродинамические модели распространения радиоволн в лесу. II Всероссийские Арман-довские чтения [Электронный ресурс] / В.А. Пермяков // Радиофизические методы в дистанционном зондировании сред. Матер. V Всерос. научной конф. (Муром, 26-28 июня 2012 г.) - Муром: МИ ВЛГУ, 2012. - С. 264-270. Режим доступа: http://www.mivlgu.ru/conf/armand2012/pdf/S2_17.pdf.

8. Dissanayake C.M. Dept. of Civil & Environ. Eng., Univ. of Melbourne, Parkville, VIC, Australia. The signal propagation effects on IEEE 802.15.4 radio link in fire environment / C.M. Dissanayake, M.N. Halgamuge, K. Ramamo-hanarao, B. Moran, P. Farrell // Information and Automation for Sustainability (ICIAFS), 2010 5th International Conference on. Date17-19 Dec. 2010. - Colombo, Sri-Lanka. - P. 411-414. 9. Рішення № 914 від 06.09.2007. Про затвердження Переліку радіоелектронних засобів та випромінювальних пристроїв, для експлуатації яких не потрібні дозволи на експлуатацію. - ДП Український державний центр радіо-частот. - [Электронный ресурс] - Режим доступа к ресурсу: http://www.ucrf.gov.ua/uk/ doc/nkrz/1196068874.

10. Степанов Е.М. Ионизация пламени в электрическом поле / Е.М. Степанов, Б.Г. Дьячков. - М. : Металлургия, 1968. - 312 с.

11. Суворов Д.В. Механизмы воздействия электромагнитной энергии на пламя / Д.В.Суворов, М.А. Кочева // Современные наукоемкие технологии. - 2014. - Ч.1, №5; материалы VI Межд. студ. электронной научной конф. «Студенческий научный форум 2014». - М.: ИД «Академия Естествознания», 2014. - С. 182-184.

Поступила в редколлегию 16.10.2014

Рецензент: д-р техн. наук, проф. Н.И. Адаменко, Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина, Харьков.

ОСОБЛИВОСТІ ПОШИРЕННЯ РАДІОХВИЛЬ СТАНДАРТУ IEEE 802.11 В ЧАСТОТНОМУ ДІАПАЗОНІ 2.4ГГЦ У ЛІСОВИХ МАСИВАХ ПРИ ЛІКВІДАЦІЇ НАДЗВИЧАЙНОГО СТАНУ

М.П. Букін, Р.М. Полстянкін, І.О. Толкунов

Розглядаються питання оцінки потужності і якості передачі радіохвиль стандарту IEEE 802.11 в частотному діапазоні 2.4ГГЦ в нормальних умовах поширення, а також в умовах розсіювання і поглинання при безпосередньому проходженні радіохвиль через лісовий масив. Експериментальним шляхом була визначена залежність потужності радіосигналу при збільшенні відстані між передавачем і приймачем радіоканалу, а також щільності дерев у змішаному лісі. Показановплив полумя на потужність радіосигналу. Складеніграфікизалежностей потужності радіосигналузурахуванням перешкод.

Ключові слова: надзвичайний стан, сигнал, радіохвилі, передача інформації, потужність сигналу, відкритий простір, лісовий масив, полумя.

214

Системи обробки інформації, 2014, випуск 9 (125) ISSN 1681-7710

FEATURES WAVE PROPAGATION IEEE 802.11 STANDARD IN THE FREQUENCY RANGE 2.4 GHZ IN A WOODED AREA AT LIQUIDATION OF EMERGENCY

N.P. Bykin, R.M. Polstiankin, I.A. Tolkunov

The problems of power estimates and quality of transmission of IEEE 802.11 radio waves in the frequency range of 2.4 GHZ to normal distribution, as well as in terms of dispersion and absorption of the direct radio wave passing through the forest. Experimentally by determining the dependence was the radio signal strength by increasing the distance between the transmitter and the receiver of the radio channel, and the density of trees in a mixed forest. Shows the effect of the flame on the radio signal. A schedule dependencies radio signal strength based interference.

Keywords: emergency, signal radio, transmission of information, signal strength, open space, forest, flame.

12