Метод підвищення ефективності локальної радіомережі на основі штучного інтелекту

Анотація

Забезпечення живучості локальних радіомереж (ЛРМ) в умовах радіоелектронної боротьби є критичним науково-технічним завданням. Класичне стрибкоподібне пере-строювання частоти (FH) втрачає ефективність проти інтелектуальних глушників, що змушує шукати проактивні рішення на базі штучного інтелекту. Об'єкт дослідже-ння - процес функціонування, захисту та динамічного розподілу частотних ресурсів у багатовузлових локальних радіомережах за умов інтелектуальних завад. Мета статті - розробка методу динамічного FH на основі навчання з підкріпленням (RL) для авто-номної протидії адаптивному глушінню, максимізуючи пропускну здатність та мінімі-зуючи затримки і колізії. Результати дослідження. Запропоновано математичну постановку задачі у вигляді частково спостережуваного марковського процесу (POMDP) із суворими обмеженнями за потужністю, затримками та ймовірністю внутрішньоме-режевих колізій. Розроблено багатокомпонентну функцію миттєвої винагороди для збалансованої оптимізації пропускної здатності та енергоефективності. Проведено комп'ютерне моделювання на Python, яке порівняло RL-агента з базовим методом випадкового перестроювання. Експериментально доведено, що якщо базовий метод демонструє критичні провали ймовірності успішної передачі до 0.70 через вразливість до адаптивних атак, то RL-метод швидко ідентифікує патерни глушника та стабілізує показник успішності на рівні вище 0.90, суттєво знижуючи кількість повторних передач та енерговитрати. Інтеграція алгоритмів RL безпосередньо у фізичний та канальний рівні дозволяє перейти від статичного до повністю автономного захисту. Запропонований метод ефективно нейтралізує адаптивні загрози, забезпечуючи безперервний зв'язок у реальному часі та в складних умовах без попереднього знання алгоритмів противника. Це є ключовим фактором для підвищення надійності сучасних бездротових систем, промислового Інтернету речей та критичної інфраструктури в умовах високої невизначеності радіоелектронної обстановки.

Ключові слова: локальна радіомережа, навчання з підкріпленням, інтелектуальне глушіння, протидія завадам, марковський процес прийняття рішень, штучний інтелект, радіоелектронна боротьба, динамічний розподіл частот.