Адаптивная антенна для морской сети LoRaWAN: систематический обзор производительности, энергоэффективности и устойчивости к воздействию окружающей среды

Сеть дальней связи с широким охватом (Long Range Wide Area Network, LoRaWAN) стала привлекательным вариантом для морской связи благодаря низкой стоимости, большой дальности действия и энергоэффективности. Однако ее характеристики в море часто ограничиваются замираниями, помехами и строгими энергетическими ограничениями устройств морского Интернета вещей (IoT). В настоящем обзоре, подготовленном в соответствии с рекомендациями Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA) 2020 года, проанализированы 23 рецензируемых исследования, опубликованных в период с 2019 по 2025 год, в которых рассматриваются решения на основе адаптивных антенн для LoRaWAN в морской среде. Работа охватывает четыре основные категории: антенны с переключаемыми диаграммами направленности, фазированные антенные решетки, реконфигурируемые антенны и антенны с поддержкой искусственного интеллекта или машинного обучения (AI/ML). Совокупные результаты исследований показывают, что адаптивные подходы повышают коэффициент усиления, оперативность управления диаграммой направленности и надежность сигнала даже в нестабильных условиях. Антенны с переключаемыми диаграммами направленности доминируют в научной литературе (45%), за ними следуют фазированные антенные решетки (30%), реконфигурируемые конструкции (20%) и системы с поддержкой AI/ML (5%). В отличие от предыдущих обзоров, настоящее исследование акцентирует внимание на распространении радиоволн в морской среде, устойчивости к воздействию окружающей среды и энергопотреблении. Несмотря на обнадеживающие результаты в отношении отношения сигнал/шум (SNR), доставки пакетов и дальности покрытия, сохраняются значительные пробелы в интеграции на уровне протоколов, применении облегченных методов искусственного интеллекта на узлах с ограниченными ресурсами и проведении крупномасштабных морских испытаний. Исследования реконфигурируемых интеллектуальных поверхностей (RIS) в морской среде по-прежнему немногочисленны. Тем не менее эти технологии могут сыграть важную роль в повышении спектральной эффективности, расширении зоны покрытия и масштабируемости морских сетей Интернета вещей.