È noto che l'immunità al rumore e la segretezza sono le due componenti più importanti dell'immunità al rumore di un SRC.

Inoltre, in caso generale Per immunità al rumore di un SRS con salto di frequenza (comunque, come qualsiasi altro SRS) si intende la capacità di funzionare normalmente, svolgendo i compiti di trasmissione e ricezione di informazioni in presenza di interferenze radio. Di conseguenza, l'immunità al rumore del CDS è la capacità di resistere agli effetti dannosi di vari tipi di interferenza radio, tra cui, prima di tutto, l'interferenza organizzata.

La strategia per affrontare l'interferenza organizzata del CDS con il frequency hopping è, di regola, nella "fuga" dei segnali del CDS dagli effetti dell'interferenza, e non nel "confronto" con essi, come implementato nel CD con FM1IPS. Pertanto, negli SRS con salto di frequenza, pur proteggendo dalle interferenze, una caratteristica importante è l'effettivo tempo di funzionamento ad una frequenza. Più breve è questo tempo, maggiore è la probabilità che i segnali CPC con salto di frequenza non siano influenzati da interferenze organizzate.

L'immunità al rumore di un SRS con salto di frequenza dipende non solo dal tempo di funzionamento a una frequenza, ma anche da altre. parametri importanti stazioni di disturbo (SP) e SRS, ad esempio, sul tipo di interferenza e sulla sua potenza, sulla potenza del segnale utile, sulla struttura del dispositivo ricevente e sui metodi di immunità al rumore incorporati nell'SRS.

L'impatto effettivo dell'interferenza sul CPC con salto di frequenza può essere ottenuto solo se il jammer conosce i parametri corrispondenti dei segnali CPC, ad esempio le frequenze centrali dei canali, la frequenza dei salti di frequenza, la larghezza di banda delle informazioni, il segnale alimentazione e interferenze nel punto in cui si trova il ricevitore CPC. Parametri specificati Il jammer SRS si ottiene, di regola, direttamente con l'aiuto di una stazione di ricognizione elettronica (RTR), nonché ricalcolando i parametri SRS misurati in altre caratteristiche SRS che sono funzionalmente correlate ad essi. Ad esempio, misurando la durata del salto, puoi calcolare la larghezza di banda canale di frequenza ricevitore CPC.

Nel caso generale, RTR, ricevendo ed analizzando i segnali intercettati non solo dall'SRS, ma anche da altri mezzi radio-elettronici (RES), fornisce la raccolta di informazioni sull'intera controparte. I segnali SRS e RES contengono molte caratteristiche tecniche che sono informazioni di intelligence. Queste caratteristiche determinano la "scrittura elettronica" di SRS e RES e consentono di stabilire le loro capacità, finalità e affiliazione.

L'algoritmo generalizzato per la raccolta di dati mediante intelligenza elettronica sui parametri dei segnali e sulle caratteristiche dell'SRS è mostrato in Fig. 1.18.

Per valutare l'immunità al rumore del CDS in condizioni di esposizione tipi diversi l'interferenza deve avere indicatori appropriati. Con i modelli di segnale selezionati, il rumore intrinseco del dispositivo ricevente e il rumore additivo nei sistemi per la trasmissione di messaggi discreti, l'indicatore preferibile di una misura quantitativa dell'immunità al rumore è la probabilità di errore medio (MER) per bit di informazione.

Altri indicatori dell'immunità al rumore del CPC, ad esempio il rapporto segnale-rumore richiesto, al quale è garantita una data qualità di ricezione delle informazioni, la probabilità di un errore in parola in codice e altri, possono essere espressi in termini di CBO per bit. La minimizzazione del CBO per bit a condizione di trasmissione equiprobabile di simboli può essere ottenuta utilizzando un algoritmo che implementa la regola della massima verosimiglianza

Con tutto,

che per il CPC binario ha la forma:

dove è il rapporto di verosimiglianza per il segnale i-esimo.

Nell'ulteriore presentazione, la massima attenzione sarà rivolta allo sviluppo e all'analisi di algoritmi per il calcolo del CBO per bit di informazione. L'analisi dei bit CBO sarà condotta nelle condizioni dell'azione del rumore gaussiano del ricevitore CPC e dell'interferenza organizzata additiva, principalmente in relazione ai canonici (tipici) sistemi FM, che sono quadro di base CPC più complessi.

Immunità alle interferenze dei sistemi di comunicazione radio con diffusione dello spettro dei segnali mediante il metodo della sintonizzazione pseudo-casuale frequenza operativa... IN E. Borisov, V.M. Zinchuk, A.E. Limarev, N.P. Mukhin e V.I. Shestopalov. / 2000

UDC 621.391.372.019 Immunità ai disturbi dei sistemi di comunicazione radio con diffusione dello spettro dei segnali mediante il metodo della sintonizzazione pseudo-casuale della frequenza operativa. IN E. Borisov, V.M. Zinchuk, A.E. Limarev, N.P. Mukhin e V.I. Shestopalov. - M.: Radio e comunicazione, 2000. - 384 p.: ill. ISBN - 5-256-01392-0 Vengono enunciati i principi e le caratteristiche di base del metodo di diffusione dello spettro dei segnali dovuto alla sintonizzazione pseudo-casuale della frequenza operativa (PFC). Viene fornita un'analisi modi possibili aumentare l'immunità al rumore dei tipici sistemi di comunicazione radio (SRS) con frequency hopping e frequency shift keying in condizioni di interferenza organizzata e auto-rumore dell'SRC. I problemi di sintesi e analisi dell'immunità al rumore di algoritmi adattativi per la demodulazione di segnali con frequency hopping e diversità di frequenza dei simboli informativi vengono risolti in condizioni di incertezza a priori sulla potenza dell'interferenza concentrata sullo spettro. Tipico diagrammi strutturali e algoritmi per il funzionamento dei principali dispositivi del sottosistema di sincronizzazione nel CDS con frequency hopping, indicatori e metodi per valutare l'efficacia delle procedure di ricerca ciclica. L'uso congiunto di segnali con salto di frequenza e adattivo array di antenne(AAF). Viene analizzato un algoritmo di adattamento che fornisce il massimo rapporto segnale-rumore. Vengono descritti algoritmi e caratteristiche prestazionali dei rivelatori di energia, che forniscono la rivelazione di segnali con salto di frequenza ai fini della loro soppressione elettronica. Per ricercatori, ingegneri, dottorandi e studenti senior specializzati nella ricerca e sviluppo di sistemi di comunicazione radio.

Ill. 211. Tabella 14. Bibliografia 112 titoli.

Revisori:
tecnico medico Scienze, il professor Yu.G. Bugrov
tecnico medico Scienze, il professor Yu.G. Sosulin
tecnico medico Scienze, Professore N.I. Smirnov

Prefazione

Il modo più importante per ottenere l'immunità al rumore richiesta dei sistemi di comunicazione radio (SRS) quando esposti a interferenze organizzate (intenzionali) è l'uso di segnali con sintonizzazione di frequenza pseudo-casuale (PFC) e l'uso di algoritmi ottimali e quasi ottimali per elaborazione di tali segnali.

Un gran numero di opere di autori nazionali e stranieri è dedicato al problema dell'immunità al rumore di un SRS con un ampliamento dello spettro dei segnali mediante il metodo del salto di frequenza. Tra questi, in primis, le note monografie e opere delle scuole scientifiche di L.E. Varakin e G.I. Tuzova; libri di D.J. finora inediti in russo. Torrieri "Principi dei sistemi di comunicazione sicura", Dedham, MA .: Artech House, Inc., 1985; M.K. Simon, J.K. Omura, R.A. Scholtz, B.K. Levitt "Comunicazione a spettro diffuso", vol. I-III, Rockville, MD: Computer Science Press, 1985. Nel 1998, la casa editrice "Artech House, Inc.", specializzata nel campo del radar, delle comunicazioni radio, della soppressione elettronica, ecc., Ha pubblicato libri di D.C. Schleher "Principi avanzati di guerra elettronica", E. Waltz "Introduzione alla guerra dell'informazione". Association of American Professionals in the Field of Communication Theory and Technology, sotto la guida del professor J.S. Lee (Inc. 2001, Jefferson Davis Highway, Suite 601. Arlington, Virginia 22202) ha pubblicato più di dieci lavori, inclusi quelli personalizzati, su vari aspetti dell'immunità al rumore di SRS con salto di frequenza. Nel 1999 la casa editrice "Radio e Comunicazione" ha pubblicato una monografia di V.I. Borisova, V.M. Zinchuk "Immunità alle interferenze dei sistemi di comunicazione radio. Approccio probabilistico-tempo".

Tuttavia, il problema dell'efficacia del CPC con salto di frequenza, ricerca e sviluppo modi promettenti l'aumento dell'immunità al rumore dei CDS, soprattutto nell'ambito del costante miglioramento delle tattiche e delle tecniche di soppressione elettronica (REP), rimangono rilevanti e importanti sia dal punto di vista scientifico che pratico.

Apparso in Di recente la possibilità di un'introduzione diffusa della tecnologia a microprocessore ad alta velocità e moderna elemento base consentono di implementare nuovi principi di generazione, ricezione ed elaborazione di segnali con salto di frequenza, compresa la diversità di frequenza di simboli con elevata molteplicità e breve durata degli elementi, uso congiunto di M-ary codifica di spostamento di frequenza(FM) e codifica anti-jamming, segnali con frequency hopping e array di antenne adattive, ecc. Tutto ciò consente di garantire un'elevata immunità ai disturbi del CDS quando esposto a vari tipi di interferenze organizzate.

Gli argomenti trattati nel libro, il loro contenuto e la loro presentazione riflettono in una certa misura all'avanguardia i principali aspetti del problema dell'immunità al rumore dell'SRS, compresi, tra l'altro, i problemi di sincronizzazione, l'uso congiunto di segnali con salto di frequenza e array di antenne adattive nell'SRS, nonché il rilevamento di segnali con salto di frequenza mediante stazioni di radio intelligence che garantiscono l'efficace funzionamento dei sistemi REB. Il contenuto del libro è subordinato a un unico obiettivo: l'analisi dell'efficacia dei possibili modi per aumentare l'immunità al rumore di un SRS con salto di frequenza nelle condizioni di un REB.

Il libro è scritto sulla base di opere proprie autori, utilizza ampiamente i risultati delle ricerche di esperti nazionali e stranieri. Allo stesso tempo, gli autori, riferendosi ad alcuni dei problemi dell'immunità al rumore dei CDS con salto di frequenza alle opere di specialisti stranieri non pubblicati in russo, sono stati presentati numerosi materiali del libro sotto forma di recensioni analitiche.

Il libro utilizza l'apparato matematico a disposizione degli ingegneri, fornisce diagrammi a blocchi di CDS tipici, grafici e tabelle che illustrano le possibilità di metodi di immunità al rumore per CDS con salto di frequenza. Il desiderio di semplificare il materiale presentato ha portato al fatto che il libro si occupa principalmente del tipico CPC binario con FM e dei canali di comunicazione - senza attenuazione e con interferenze gaussiane.

La lettura del libro presuppone la conoscenza dei fondamenti della teoria statistica della comunicazione, esposti nelle più celebri, ormai classiche, monografie di V.I. Tikhonov "Ingegneria radiofonica statistica", - M .: Radio e comunicazione, 1982, e B.R. Levi" Base teorica ingegneria radio statistica ", - M .: Radio e comunicazione, 1989.

Gli autori sono grati ai traduttori Zykov N.A., Luneva S.A., Titova L.S. per il loro grande aiuto nel lavoro sulla letteratura straniera.

Gli autori sono grati ai dipendenti del Voronezh Research Institute of Communications Yu.G. Belous, E.I. Goncharova, T.V. Dorovskikh, E.V. Izhbakhtina, T.F. Kapaeva, N.A. Parfenova, E.V. Pogosova, O.I. Sorokina e N.N. Starukhina per computer materiali del libro, effettuando numerosi calcoli, sviluppo e preparazione di materiale grafico e illustrativo.

PREFAZIONE		8
INTRODUZIONE		10
Capitolo 1.
SISTEMI DI RADIOCOMUNICAZIONE CON ESPANSIONE DELLO SPETTRO DEL SEGNALE MEDIANTE IL METODO DI SINTONIA DELLA FREQUENZA OPERATIVA PSEUDO-CASUALE: PRINCIPI GENERALI		13
1.1.	Breve caratteristica della diffusione dello spettro dei segnali con il metodo frequency hopping	13
1.1.1.	Principi di base e metodi di diffusione del segnale	13
1.1.2.	Metodo di sintonizzazione pseudo-casuale della frequenza operativa	19
1.1.3.	Schemi a blocchi tipici dei sistemi di comunicazione radio con salto di frequenza	24
1.2.	Fattore di diffusione del segnale e margine di immunità al rumore di un sistema di comunicazione radio con salto di frequenza	36
1.3.	Caratteristica generale dell'immunità ai disturbi dei sistemi di comunicazione radio con salto di frequenza	42
1.3.1.	Immunità dei sistemi di comunicazione radio con salto di frequenza	42
1.3.2.	Segretezza dei segnali dai sistemi di comunicazione radio con frequency hopping	44
1.3.3.	Conflitto elettronico: "sistema di comunicazione radio - sistema REP"	53
1.4.	Modelli e una breve descrizione di principali tipi di interferenza	56
Capitolo 2.
IMMUNITÀ DEI TIPICI SISTEMI DI COMUNICAZIONE RADIO CON GESTIONE E GESTIONE DELLA FREQUENZA		64
2.1.	Probabilità di errore condizionale per bit di informazione su FM binario	64
2.2.	Valutazione dell'impatto dell'interferenza sonora in una parte della banda sui sistemi di comunicazione radio con frequency hopping e FM non casuale	73
2.3.	Valutazione dell'impatto dell'interferenza del rumore in una parte della banda sui sistemi di comunicazione radio con frequency hopping e FM binario casuale	80
2.4.	Valutazione dell'impatto delle interferenze di ritorno sui sistemi di comunicazione radio con frequency hopping e FM	86
2.4.1.	Stima delle capacità temporali della stazione di controinterferenza	86
2.4.2.	Valutazione dell'impatto dell'interferenza del rumore di ritorno sui sistemi di comunicazione radio con salto di frequenza e FM	96
2.4.3.	Valutazione dell'impatto dell'interferenza della risposta armonica sui sistemi di comunicazione radio con salto di frequenza e FM	102
2.5.	Immunità dei sistemi di comunicazione radio con frequency hopping, FM binario e codifica a blocchi	111
Capitolo 3.
SINTESI E ANALISI DELL'EFFICIENZA DI ALGORITMI ADATTIVI DELLA DIFFERENZA CON GESTIONE DELLA FREQUENZA, MANIPOLAZIONE DELLA FREQUENZA E DIFFUSIONE DEI SIMBOLI IN FREQUENZA		124
3.1.	Sintesi di un algoritmo adattativo ottimale per distinguere segnali con frequency hopping intra-simbolo e FM	124
3.2.	Algoritmo di discriminazione del segnale adattivo quasi ottimale con salto di frequenza all'interno del simbolo e FM binario	132
3.3.	Valutazione dell'immunità al rumore dell'algoritmo adattativo sintetizzato per la distinzione dei segnali con salto di frequenza intra-simbolo e FM binario	141
3.3.1.	Il caso dei segnali "deboli"	142
3.3.2.	Il caso dei segnali "forti"	148
Capitolo 4.
IMMUNITÀ DEGLI ALGORITMI ADATTIVI PER LA DEMODULAZIONE DEI SEGNALI CON GESTIONE INTRA-BIT E MANIPOLAZIONE DELLA FREQUENZA BINARIA		152
4.1.	Schemi strutturali dei demodulatori	152
4.2.	Immunità ai disturbi di un demodulatore con aggiunta lineare di campioni	157
4.3.	Immunità ai disturbi di un demodulatore con campionamento non lineare	164
4.4.	Immunità di un demodulatore con un soft limiter	170
4.5.	Immunità di un demodulatore autonormalizzante	173
4.6.	Influenza del controllo del guadagno adattivo sull'immunità al rumore CPC	182
4.7.	Analisi comparativa dell'immunità al rumore dei demodulatori di segnale con salto di frequenza intra-bit e FM binario	189
Capitolo 5.
IMMUNITÀ DEI SISTEMI DI COMUNICAZIONE RADIO CON GESTIONE DELLA FREQUENZA CON L'USO CONGIUNTO DI MANIPOLAZIONE DELLA FREQUENZA, SPAZIATURA DEI SIMBOLI DI FREQUENZA E CODIFICA A BLOCCHI		194
5.1.	Immunità dei sistemi di comunicazione radio con frequency hopping a M-ary FM e L-times spaziatura dei simboli in frequenza	194
5.1.1.	Probabilità di errore condizionale per bit di informazione	197
5.1.2.		199
5.2.	Immunità dei sistemi di comunicazione radio con frequency hopping, M-ary FM, codifica a blocchi e spaziatura di frequenza L-fold delle parole del codice	203
5.2.1.	Schema a blocchi di un sistema di comunicazione radio.	203
5.2.2.	Probabilità media di errore per bit di informazione.	206
5.2.3.	Analisi della probabilità media di errore per bit di informazione	209
Capitolo 6.
SINCRONIZZAZIONE NEI SISTEMI DI COMUNICAZIONE RADIO CON RICOSTRUZIONE PSEUDO-CASUALE DELLA FREQUENZA OPERATIVA		214
6.1.	Scopo del sottosistema di sincronizzazione.	214
6.2.	Modello descrittivo del sottosistema di sincronizzazione.	219
6.2.1.	Schema a blocchi tipico del sottosistema di sincronizzazione	219
6.2.2.	Schemi strutturali tipici e algoritmi per il funzionamento dei principali dispositivi del sottosistema di sincronizzazione	221
6.3.	Indicatori e valutazione dell'efficacia delle procedure cicliche di ricerca.	230
Appendice P.6.1. Il limite superiore del tempo medio di ricerca normalizzato		242
Appendice P.6.2. Limite superiore per la probabilità di rilevamento corretto		243
Capitolo 7.
ARRAY D'ANTENNA ADATTIVI NEI SISTEMI DI COMUNICAZIONE RADIO CON RICOSTRUZIONE PSEUDO-CASUALE DELLA FREQUENZA OPERATIVA		244
7.1.	Influenza dei segnali con salto di frequenza sulle caratteristiche di un array di antenne adattive	244
7.2.	Algoritmo Maximin per l'elaborazione del segnale e del rumore	256
7.3.	Implementazione e capacità dell'algoritmo maximin	259
7.4.	Modernizzazione dell'algoritmo maximin	271
7.4.1.	Elaborazione parametrica.	272
7.4.2.	Elaborazione spettrale	274
7.4.3.	Elaborazione anticipata.	277
Capitolo 8.
RILEVAMENTO DEI SEGNALI CON RICOSTRUZIONE PSEUDO-CASUALE DELLA FREQUENZA OPERATIVA		281
8.1.	Rilevazione di segnali di struttura sconosciuta.	281
8.2.	Rilevatore di energia a banda larga	286
8.3.	Rivelatori di energia multicanale	292
8.3.1.	Rivelatore multicanale quasi ottimale	293
8.3.2.	Rivelatore di tipo sommatore multicanale con banco di filtri	295
8.3.3.	Modello di un rivelatore del tipo sommatore con un banco di filtri durante l'intercettazione di segnali con un salto di frequenza lento	297
8.3.4.	Un rivelatore di tipo sommatore multicanale con un banco di filtri in una parte della banda.	305
8.3.5.	Discrepanza nel tempo e nella frequenza tra le caratteristiche del segnale con salto di frequenza ei parametri del rivelatore.	309
8.3.5.1.	Disallineamento temporale	310
8.3.5.2.	Mancata corrispondenza di frequenza	311
8.4.	Rilevatore di energia adattativa multicanale in presenza di segnali interferenti	313
8.4.1.	Schema a blocchi di un rilevatore di energia adattativa multicanale con livello di soglia regolabile	313
8.4.2.	Probabilità di falso allarme e regolazione della soglia adattativa	316
8.4.3.	Probabilità di rilevamento.	320
8.4.4.	Effetto della mancata corrispondenza temporale sul rilevamento del segnale.	323
8.5.	Altro tipi possibili rilevatori di segnale con salto di frequenza	331
8.5.1.	Radiometro di correlazione.	331
8.5.2.	Analizzatore di spettro digitale.	332
8.5.3.	Il metodo per aprire la matrice tempo-frequenza del segnale con salto di frequenza	334
Appendice A.8.1. Algoritmi per il calcolo della funzione Q generalizzata di Markum.		335
A.8.1.1. Formulazione del problema		335
A.8.1.2. Rappresentazione in serie di potenze.		339
A.8.1.3. Rappresentazione in serie di Neumann.		341
A.8.1.4. Integrazione numerica		345
A.8.1.5. approssimazione gaussiana		349
A.8.1.6. Risultati numerici		350
Appendice A.8.2. Analisi delle caratteristiche probabilistico-temporali degli algoritmi di rilevamento del segnale		353
A.8.2.1. Caratteristiche probabilità-tempo delle principali tipologie di rivelatori		353
A.8.2.2. Algoritmi per il calcolo delle caratteristiche probabilistico-temporali delle principali tipologie di rivelatori		356
A.8.2.2.1. Rilevatore di segnali deterministici		356
A.8.2.2.2. Rivelatore di segnali quasi deterministici con una fase casuale		359
A.8.2.2.3 Rivelatore di segnali di struttura sconosciuta.		360
A.8.2.2.4. Rivelatori con un tasso di falsi allarmi costante		363
A.8.2.3 Risultati numerici		367
ELENCO DELLE PRINCIPALI ABBREVIAZIONI		372
SIMBOLI PRINCIPALI		374
BIBLIOGRAFIA		377

Titolari del brevetto RU 2439794:

L'invenzione riguarda il campo delle comunicazioni radio e può essere utilizzata per fornire comunicazioni radio in presenza un largo numero interferenze di varia natura. Risultato tecnico- aumentare l'immunità al rumore e la mobilità del sistema di comunicazione. Il dispositivo contiene M (M≥2) stazioni radio, ciascuna delle quali contiene N (N≥1) antenne distanziate collegate ai primi ingressi dei corrispondenti percorsi di ricezione, N convertitori analogico-digitali, un modem radio con un ricetrasmettitore collegato antenna, multiplexer, demultiplexer, soppressore di rumore adattivo, generatore di riferimento e unità di controllo. 4 malati

L'invenzione riguarda il campo delle comunicazioni radio e può essere utilizzata per fornire comunicazioni radio in presenza di un elevato numero di interferenze di varia natura.

Un noto sistema di comunicazione radio, nelle stazioni radio (PC) che utilizza compensatori di interferenza adattativi (ACP), è riportato, ad esempio, nella descrizione del modello di utilità n. 30044 "Compensatore di interferenza adattativo", 2002

Lo svantaggio di questa trasmissione automatica è la bassa efficienza quando il sistema di comunicazione opera in un ambiente di interferenza complesso con più di un'interferenza.

Il più vicino in essenza tecnica è un sistema di comunicazione radio, nella cui stazione radio viene utilizzato un compensatore di interferenza adattativo multicanale, descritto nel libro "Compensazione adattiva delle interferenze nei canali di comunicazione" / Ed. Yu.I. Loseva, M., Radio and communication, 1988, p.22, preso come prototipo.

Lo schema a blocchi del sistema prototipo composto da N stazioni radio è mostrato in Fig. 1.

Lo schema della parte ricevente della stazione radio prototipo è mostrato in Fig. 2, dove è indicato:

1 - N - elementi di antenna distanziati;

2 - N - percorsi di ricezione;

3 - unità di controllo;

4 - generatore di riferimento;

6 - Compensatore di rumore adattativo a canale N (ACP).

La parte ricevente della stazione radio prototipo contiene N antenne distanziate 1 collegate ai primi ingressi dei corrispondenti N percorsi di ricezione 2. L'uscita del generatore di riferimento comune 4 è collegata ai secondi ingressi del corrispondente N canali di ricezione 2, uscite di linea che attraverso il corrispondente N convertitori analogico-digitale 5 sono collegati ai corrispondenti ingressi della trasmissione automatica a canale N 6, la cui uscita è l'uscita del segnale utile. L'uscita dell'unità di controllo 3 è collegata ai terzi ingressi dei percorsi di ricezione 2.

Il dispositivo prototipo funziona come segue.

Il segnale utile e l'interferenza proveniente da direzioni diverse vengono ricevuti contemporaneamente da tutte le antenne 1. Dalle uscite delle antenne riceventi, la miscela di segnale e rumore entra negli ingressi dei corrispondenti percorsi di ricezione 2, dove viene eseguita la selezione della frequenza, l'oscillazione di ingresso è convertito in una frequenza intermedia e l'amplificazione lineare richiesta. Per la ricezione coerente di segnali da N antenne spaziate 1, viene utilizzato un generatore di riferimento comune 4. L'unità di controllo 3 genera segnali che controllano la frequenza di sintonia e altri parametri di tutti i percorsi di ricezione contemporaneamente.

Le miscele di segnale e rumore dall'uscita di ciascun percorso di ricezione vengono convertite in N convertitori analogico-digitali 5 in campioni digitali e inviate all'ingresso del compensatore di rumore a canale N 6. All'uscita dell'ACP 6, campioni di il segnale utile viene formato, pulito da interferenze per ulteriori elaborazioni nella stazione radio: demodulazione, decodifica, ecc.

Da un lato, la necessità di sopprimere simultaneamente un numero elevato (più di uno) di interferenze si verifica abbastanza raramente. E quindi, le grandi dimensioni e il peso del PC, dovuti alla presenza di un ricevitore multicanale e di un sistema di antenne multi-elemento, nella maggior parte dei casi sono ridondanti. D'altra parte, nel caso, ad esempio, delle comunicazioni radio militari, anche una breve interruzione delle comunicazioni a causa di interferenze provoca perdite estremamente pesanti. Nasce quindi la necessità di un compromesso, che consiste nell'aumentare il numero di canali di compensazione per ricevere la trasmissione automatica solo al manifestarsi degli effetti di interferenza, cioè la necessità di un cambiamento dinamico nella configurazione del ricevitore del PC a seconda dell'ambiente di interferenza . E questo è possibile con condivisione canali di ricezione e antenne vicine (a una distanza di diverse lunghezze d'onda) si trovano PC simili, ad esempio un centro di comunicazione.

Svantaggio sistema noto la comunicazione è l'implementazione ingombrante nelle stazioni radio di un ricevitore multicanale e un sistema di antenne multi-elemento. Questo svantaggio è decisivo nel caso, ad esempio, strutture mobili comunicazione.

La proposta soluzione tecnicaè quello di aumentare l'immunità al rumore e la mobilità del sistema di comunicazione.

Per risolvere questo problema, un sistema di comunicazione radio costituito da M (M≥2) stazioni radio, ciascuna delle quali contiene N (N≥1) antenne distanziate collegate ai primi ingressi dei corrispondenti percorsi di ricezione, le cui uscite lineari sono collegate tramite i corrispondenti N convertitori analogico-digitali ai corrispondenti N ingressi del compensatore di interferenza adattativo, nonché il generatore di riferimento, la cui uscita è collegata ai secondi ingressi degli N percorsi di ricezione, e l'unità di controllo collegata a i terzi ingressi delle vie di ricezione, secondo l'invenzione, nella parte ricevente di ciascuna stazione radio del sistema viene introdotto un modem radio con collegata un'antenna trasmittente e ricevente, nonché un multiplexer e un demultiplexer, e le uscite di gli N convertitori analogico-digitali sono collegati ai corrispondenti ingressi del multiplexer, la cui uscita è collegata all'ingresso informazioni del radiomodem, la cui uscita informazioni è collegata agli ingressi della centrale e del demultiplatore, le cui uscite sono collegate ai corrispondenti ingressi K ingressi odi di un compensatore di rumore adattativo, mentre gli ingressi di controllo del multiplexer, demultiplexer e modem radio sono collegati alle corrispondenti uscite dell'unità di controllo.

Lo schema della parte ricevente del PC, che fa parte del sistema di comunicazione radio proposto, è mostrato in Fig. 3, dove è indicato:

1.1-1.N - elementi di antenna distanziati;

2.1-2.N - percorsi di ricezione;

3 - unità di controllo;

4 - generatore di riferimento;

5.1-5.N - convertitori analogico-digitale (ADC);

6 - Compensatore di rumore analogico a canale N (AKP);

7 - multiplexer;

8 - demultiplatore;

9 - radiomodem;

10 - antenna ricetrasmittente del radiomodem.

Il dispositivo proposto contiene N antenne riceventi 1 collegate ai primi ingressi dei corrispondenti N percorsi riceventi 2, le cui uscite sono collegate agli ingressi del corrispondente N ADC 5, le cui uscite sono collegate ai corrispondenti N ingressi del ACP 6, la cui uscita è l'uscita del segnale utile. In questo caso, l'uscita del generatore di riferimento 4 è collegata ai secondi ingressi degli N percorsi di ricezione 2. Inoltre, le uscite dell'N ADC 5 sono collegate ai corrispondenti ingressi del multiplexer 7, la cui uscita è collegata all'ingresso informazioni del radio modem 9 con l'antenna trasmittente 10 collegata all'altro suo ingresso, l'uscita informazioni del radio modem 9 è collegata agli ingressi del demultiplatore 8 e dell'unità di controllo 3. Inoltre, le uscite K di i demultiplatori 8 sono collegati rispettivamente agli ingressi K del cambio automatico 6. La prima uscita dell'unità di controllo 3 è collegata ai secondi ingressi dei percorsi di ricezione 2. Gli ingressi di controllo del multiplexer 7, del demultiplatore 8 e del modem radio 9 sono collegati alle corrispondenti uscite dell'unità di controllo 3.

Ogni stazione radio che ha il numero minimo di antenne N (da cui la dimensione minima), ad esempio due, ha una trasmissione automatica incorporata con ingressi (N + K), che permette di compensare (N + K- 1) interferenza. Di questi, N ingressi sono provvisti di antenne proprie, e K ingressi aggiuntivi forniti dalle antenne dei PC vicini, i cui segnali digitalizzati vengono trasmessi tramite modem radio integrati. Quando più di un disturbo è interessato contemporaneamente, il compensatore a due canali non consente di isolare il segnale utile.

In questo caso, nel sistema di comunicazione proposto, un PC che serve un abbonato con priorità alta ha la capacità di aumentare il numero di interferenze soppresse senza aumentarne le dimensioni utilizzando antenne aggiuntive e ricevendo percorsi situati in altre stazioni radio del centro di comunicazione.

Per fornire tale possibilità, in ogni PC viene inoltre introdotto un modem radio con un'antenna ricetrasmittente, che opera in un altro intervallo di frequenze... Fornisce, in primo luogo, gestione esterna tramite un canale radio di un utente con priorità più alta dalla modalità di funzionamento (frequenza di sintonizzazione, ecc.) dei singoli percorsi radio nel PC. In secondo luogo, tramite il modem radio vengono trasmessi (o ricevuti) valori digitali campioni di segnali dall'uscita di percorsi radio lineari di PC vicini.

Il sistema di comunicazione proposto funziona come segue.

Ciascun PC può operare nel sistema sia come master (alta priorità) che come slave (bassa priorità).

Nel primo caso (con priorità alta), il PC funziona come segue.

Organizzazione iniziale rete locale il modem radio integrato non richiede squadre esterne e fornito dal loro interno Software non appena sono a una distanza di reciproca portata. In questo caso, i modem radio scambiano automaticamente dati tecnologici, in particolare sul valore del tempo di sistema, priorità reciproche, ecc. Questo è implementato nei più noti radio modem integrati, come Bluetooth, ZigBee, ecc.

Inoltre, l'unità di controllo 3 del PC master tramite il suo modem radio invia comandi ai PC slave per sintonizzare questi PC sulla stessa frequenza, quindi avvia la trasmissione di campioni digitali dei segnali ricevuti tramite i loro modem radio incorporati.

I segnali digitalizzati dei PC slave ricevuti tramite il canale radiomodem dopo la demodulazione vengono inviati al demultiplatore 8 e all'ingresso della centrale 3. A seconda numero individuale il PC slave e i suoi numeri di antenna in rete locale, la centrale indirizza i campioni di segnale di questo PC alle stesse uscite del demultiplatore 8. Pertanto, gli N ingressi della trasmissione automatica ricevono i campioni di segnali dai propri cammini radio e gli altri ingressi K ricevono i campioni K dai PC slave. Di conseguenza, la quantità di interferenza soppressa aumenta a (N + K-1) senza aumentare le dimensioni del PC.

Nel secondo caso (con priorità bassa) il PC funziona come segue.

A seguito di organizzazione iniziale rete locale di radio modem, il PC slave tramite il suo radio modem riceve i comandi di controllo di configurazione (vengono ricevuti dalla centrale PC), quindi la centrale 3 invia sequenzialmente tramite il multiplexer 7 i campioni dei segnali del N canali di ricezione all'ingresso informazioni del modem radio 9. I campioni dei segnali dei canali radio vengono trasmessi sotto forma di pacchetti al PC master.

La figura 4 mostra un diagramma temporale dei segnali (pacchetti) ricevuti dalla stazione radio leader tramite il canale 9 del radiomodem. Al momento T = 0 nella stazione radio leader stessa (nell'ADC 5), i segnali vengono campionati dall'uscita di i propri percorsi di ricezione 2.

La durata del frame, in cui vengono trasmessi periodicamente dati da altri PC, non deve superare la durata dell'intervallo di campionamento T d = 1 / F d, dove F d è la frequenza di campionamento del segnale ricevuto. È noto per essere, da almeno, il doppio della frequenza superiore nello spettro del segnale. Quindi, fino alla fine dell'intervallo T d, il PC master contiene campioni del segnale ricevuto contemporaneamente dai PC vicini.

Per la presenza nella rete locale Orologio di sistema, le letture del segnale in tutti i percorsi radio distanziati vengono eseguite contemporaneamente. Modalità batch Il trasferimento dei campioni consente poi di combinare all'ingresso del cambio automatico 6 del PC master i campioni di segnale prelevati contemporaneamente nei PC slave distanziati.

La ricezione della diversità spaziale, effettuata utilizzando i percorsi radio riceventi di altri oggetti collegati tramite una rete locale, sarà chiamata ricezione di rete.

Pertanto, nelle condizioni di ricezione della rete, tutte le antenne collegate ai loro percorsi radio PC situati presso il centro di comunicazione rappresentano risorsa condivisa, che può essere rapidamente ridistribuito tramite una rete locale formata da modem radio per PC incorporati, a seconda del numero e della priorità degli abbonati serviti e dell'evoluzione della situazione del rumore.

Una tale costruzione del sistema di comunicazione garantisce, nel caso più estremo, quando esposto a un complesso di interferenze, la messa in comune delle risorse di tutti i PC disponibili presso il centro di comunicazione per garantire una comunicazione stabile con il funzionario di massima priorità.

Inoltre, il sistema di comunicazione proposto fornisce un significativo aumento dell'affidabilità della comunicazione radio fornendo capacità tecnica qualunque ufficiale(in caso di necessità operativa o in caso di guasto del proprio PC) utilizzare qualsiasi PC funzionante di oggetti vicini coperti dalla rete locale di comunicazione e controllo.

In un caso particolare, ogni sistema PC può avere un'antenna e un percorso di ricezione (N = 1). Un tale PC non ha la capacità di sopprimere le interferenze. Tuttavia, grazie alla presenza della trasmissione automatica con ingressi (K + 1) al suo interno, diventa possibile fornire la soppressione dell'interferenza K in presenza di K PC nell'area della rete locale.

La descritta messa in comune delle risorse ai fini dell'immunità ai disturbi delle linee di comunicazione più critiche è possibile non solo nell'organizzazione di un centro di comunicazione, ma comunque quando i PC sono alla portata dei radio modem integrati. Ad esempio, quando si spostano singoli PC in veicoli in una colonna, quando i PC ravvicinati possono essere collegati tramite una rete locale.

Immunità ai disturbi ShPSS

Comprensione dei segnali a banda larga

1.1 Definizione di NLS. L'uso di ShPS nei sistemi di comunicazione

I segnali a banda larga (complessi, simili al rumore) (NLS) sono quei segnali in cui i prodotti dell'ampiezza dello spettro attivo F per la durata T sono molto maggiori dell'unità. Questo prodotto è chiamato la base del segnale B. Per NLS

B = FT >> 1 (1)

Segnali a banda larga a volte chiamato complesso in contrapposizione a semplici segnali(ad esempio rettangolare, triangolare, ecc.) con B = 1. Poiché i segnali con una durata limitata hanno uno spettro illimitato, per determinare l'ampiezza dello spettro, utilizzare metodi diversi e trucchi.

L'innalzamento della base in NLS si ottiene mediante modulazione aggiuntiva (o codifica) in frequenza o fase per tutta la durata del segnale. Di conseguenza, lo spettro del segnale F (pur mantenendo la sua durata T) si espande notevolmente. Modulazione aggiuntiva del segnale in ingresso di ampiezza utilizzato raramente.

Nei sistemi di comunicazione con NLS, l'ampiezza dello spettro del segnale emesso F è sempre molto maggiore dell'ampiezza dello spettro del messaggio informativo.

ShPS è stato applicato in sistemi a banda larga comunicazione (SHPS), poiché:

Consentono di realizzare appieno i vantaggi migliori pratiche elaborazione del segnale;

· Fornire un'elevata immunità ai disturbi di comunicazione;

· Consentono di combattere con successo la propagazione multipercorso delle onde radio dividendo i fasci;

· Ammettere lavoro simultaneo molti abbonati in una banda di frequenza comune;

· Consentono di creare sistemi di comunicazione con maggiore segretezza;

Fornire compatibilità elettromagnetica(EMC) ShPSS con sistemi, sistemi di comunicazione e trasmissione radio a banda stretta trasmissione televisiva;

Fornire miglior uso spettro di frequenze in un'area limitata rispetto ai sistemi di comunicazione a banda stretta.

Immunità ai disturbi ShPSS

È determinato dalla nota relazione che collega il rapporto segnale/rumore all'uscita del ricevitore q 2 con il rapporto segnale/rumore all'ingresso del ricevitore ρ 2:

q2 = 2Вρ 2 (2)

dove ρ 2 = P s / R p (P s, R p - potenza della NLS e interferenza);

q2 = 2E / N p, E è l'energia della NLS, N n è la densità di potenza spettrale dell'interferenza nella banda NLS. Di conseguenza, E = P con T , un N p = P p / F;

B-base di SHPS.

Il rapporto segnale/rumore all'uscita q 2 determina le caratteristiche operative della ricezione NLS e il rapporto segnale/rumore all'ingresso ρ 2 determina il segnale e l'energia del rumore. Il valore q 2 può essere ottenuto in base alle esigenze dell'impianto (10 ... 30 dB) anche se ρ 2<<1. Для этого достаточно выбрать ШПС с необходимой базой В, soddisfacente (2). Come si può vedere dalla relazione (2), la ricezione di NLS da parte di un filtro o correlatore abbinato è accompagnata da un'amplificazione del segnale (o soppressione dell'interferenza) di un fattore 2. Ecco perché la quantità

K SHPS = q 2 / ρ 2 (3)

è chiamato guadagno NLS durante l'elaborazione o semplicemente guadagno di elaborazione. Da (2), (3) segue che il potenziamento dell'elaborazione K SHPS = 2V. Nella NSS, la ricezione delle informazioni è caratterizzata dal rapporto segnale-rumore h 2 = q 2/2, cioè

h 2 = Bρ 2 s (4)

Le relazioni (2), (4) sono fondamentali nella teoria dei sistemi di comunicazione con NLS. Sono ottenuti per interferenza sotto forma di rumore bianco con una densità di potenza spettrale uniforme all'interno della banda di frequenza, la cui larghezza è uguale alla larghezza dello spettro NLS. Allo stesso tempo, queste relazioni sono valide per un'ampia gamma di interferenze (banda stretta, impulsive, strutturali), che ne determina l'importanza fondamentale.

Pertanto, uno degli scopi principali dei sistemi di comunicazione con NLS è garantire una ricezione affidabile delle informazioni quando esposti a potenti interferenze, quando il rapporto segnale-rumore all'ingresso del ricevitore ρ 2 può essere molto inferiore all'unità. Va notato ancora una volta che le relazioni di cui sopra sono strettamente valide per l'interferenza sotto forma di un processo casuale gaussiano con una densità di potenza spettrale uniforme (rumore "bianco").

I principali tipi di ShPS

È noto un gran numero di diversi NLS, le cui proprietà si riflettono in molti libri e articoli di riviste. Gli ShPS sono suddivisi nelle seguenti tipologie:

· Segnali modulati in frequenza (FM);

· Segnali multifrequenza (MF);

· Segnali con chiave di sfasamento (PM) (segnali con modulazione di fase a codice - segnali QPSK);

· Segnali a frequenza discreta (DF) (segnali con modulazione di frequenza di codice - segnali KFM, segnali con chiave a spostamento di frequenza (FM));

· Frequenza composita discreta (DFS) (segnali compositi con modulazione di frequenza di codice - segnali SCCHM).

Frequenza modulata (FM) i segnali sono segnali continui, la cui frequenza cambia secondo una data legge. La figura 1a mostra il segnale FM, la cui frequenza cambia secondo la legge a V da f 0 -F / 2 a f 0 + F / 2, dove f 0 è la frequenza portante centrale del segnale, F è lo spettro larghezza, a sua volta, uguale alla frequenza di deviazione F = ∆f d. La durata del segnale è T.

La figura 1b mostra il piano tempo-frequenza (f, t), su cui l'ombreggiatura mostra approssimativamente la frequenza e la distribuzione temporale dell'energia del segnale FM.

La base del segnale FM per definizione (1) è uguale a:

B = FT = f d T (5)

I segnali a modulazione di frequenza sono ampiamente utilizzati nei sistemi radar, poiché per uno specifico segnale FM è possibile creare un filtro abbinato su dispositivi con onde acustiche di superficie (SAW). Nei sistemi di comunicazione è necessario disporre di più segnali. In questo caso, la necessità di un rapido cambio di segnali e di commutazione delle apparecchiature di formazione ed elaborazione porta al fatto che la legge della variazione di frequenza diventa discreta. In questo caso, i segnali FM vengono trasferiti ai segnali DF.

Multifrequenza (MF) segnali (Figura 2a) sono la somma n armoniche u (t) ... u N (t) , le cui ampiezze e fasi sono determinate secondo le leggi di formazione del segnale. La distribuzione dell'energia di un elemento (armonica) del segnale FM alla frequenza f k è mostrata dall'ombreggiatura sul piano frequenza-tempo (Figura 2b). Tutti gli elementi (tutte le armoniche) si sovrappongono completamente al quadrato selezionato con i lati F e T. La base del segnale B è uguale all'area del quadrato. La larghezza spettrale dell'elemento è F 0 ≈1 / T. Pertanto, la base del segnale MF

B = F / F 0 = N (6)

Figura 1 - Segnale modulato in frequenza e piano tempo-frequenza

cioè coincide con il numero di armoniche. I segnali MF sono continui ed è difficile adattare le tecniche digitali per la loro formazione ed elaborazione. Oltre a questo svantaggio, hanno anche quanto segue:

a) hanno un cattivo fattore di cresta (vedi Figura 2a);

b) per ottenere una base ampia Vè necessario disporre di un numero elevato di canali di frequenza N. Pertanto, i segnali MF non vengono ulteriormente considerati.

A manipolazione di fase (FM) i segnali rappresentano una sequenza di impulsi radio, le cui fasi cambiano secondo una data legge. Solitamente la fase assume due valori (0 o π). In questo caso, il segnale RF FM corrisponde al segnale video FM (Figura 3a), costituito da impulsi positivi e negativi. Se il numero di impulsi N , quindi la durata di un impulso è pari a τ 0 = T / N , e la larghezza del suo spettro è approssimativamente uguale alla larghezza dello spettro del segnale F 0 = 1 / τ 0 = N / T. Sul piano tempo-frequenza (Figura 3b), la distribuzione dell'energia di un elemento (impulso) del segnale FM è evidenziata dal tratteggio. Tutti gli elementi si sovrappongono al quadrato selezionato con i lati F e T. Base del segnale PM

B = FT = F / τ 0 = N, (7)

quelli. B è uguale al numero di impulsi nel segnale.

La possibilità di utilizzare segnali PM come NLS con basi B = 10 4 ... 10 6 è limitata principalmente dalle apparecchiature di elaborazione. Quando si utilizzano filtri abbinati sotto forma di dispositivi SAW, è possibile una ricezione ottimale dei segnali FM con basi massime Bmax = 1000 ... 2000. I segnali FM elaborati da tali filtri hanno ampi spettri (circa 10 ... 20 MHz) e relativamente brevi durate (60 ... 100 μs). L'elaborazione dei segnali FM mediante linee di ritardo della frequenza video durante il trasferimento dello spettro del segnale nella regione della frequenza video consente di ottenere la base B = 100 a F≈1 MHz, T ≈ 100 ms.

I filtri abbinati a dispositivi ad accoppiamento di carica (CCD) sono molto promettenti. Secondo i dati pubblicati, utilizzando filtri CCD abbinati, è possibile elaborare segnali PM con basi di 10 2 ... 10 3 con durate del segnale di 10 -4 ... 10 -1 s. Il correlatore digitale sul CCD è in grado di elaborare segnali fino a una base di 4 ∙ 10 4.

Figura 2 - Segnale multifrequenza e piano tempo-frequenza

Figura 3 - Segnale di codifica dello sfasamento e piano tempo-frequenza

Va notato che è consigliabile elaborare segnali PM con basi larghe utilizzando correlatori (su un LSI o su un CCD). In questo caso, B = 4 ∙ 10 4 sembra essere quello limitante. Ma quando si utilizzano i correlatori, è prima di tutto necessario risolvere il problema dell'acquisizione accelerata del sincronismo. Poiché i segnali PM consentono di utilizzare ampiamente metodi e tecniche digitali di formazione ed elaborazione, ed è possibile realizzare tali segnali con basi relativamente grandi, i segnali PM sono quindi uno dei tipi promettenti di NLS.

Frequenza discreta (DF) i segnali rappresentano una sequenza di impulsi radio (figura 4a), le cui frequenze portanti cambiano secondo una data legge. Lascia che il numero di impulsi nel segnale DF sia uguale a M , la durata dell'impulso è pari a T 0 = T / M, la sua larghezza di spettro F 0 = 1 / T 0 = M / T. Sopra ogni impulso (figura 4a) è indicata la sua frequenza portante. Sul piano tempo-frequenza (figura 4b), l'ombreggiatura segna i quadrati in cui è distribuita l'energia dell'impulso del segnale DF.

Come si vede dalla figura 4b, l'energia del segnale DF è distribuita in modo non uniforme sul piano tempo-frequenza. Base del segnale DF

B = FT = MF 0 MT 0 = M 2 F 0 T 0 = M 2 (8)

poiché la base impulsi è F 0 T 0 = l. Da (8) segue il principale vantaggio dei segnali DF: per ottenere la necessaria base B, il numero di canali M = , cioè, molto meno che per i segnali MF. È questa circostanza che ha suscitato l'attenzione su tali segnali e sulla loro applicazione nei sistemi di comunicazione. Allo stesso tempo, per grandi basi B = 10 4 ... 10 6, non è pratico utilizzare solo segnali DF, poiché il numero di canali di frequenza è M = 10 2 ... 10 3, che sembra essere eccessivamente grande .

Frequenza composita discreta (DFS) i segnali sono segnali DF in cui ogni impulso è sostituito da un segnale di tipo rumore. La figura 5a mostra un segnale PM a frequenza video, parti del quale sono trasmesse a frequenze portanti differenti. I numeri di frequenza sono indicati sopra il segnale FM. La figura 5b mostra il piano tempo-frequenza, sul quale è evidenziata mediante ombreggiatura la distribuzione dell'energia del segnale DFS. La figura 5b non differisce nella struttura dalla figura 4b, ma per la figura 5b l'area F 0 T 0 = N 0 è uguale al numero di impulsi del segnale FM in un elemento di frequenza del segnale DFS. Base del segnale DFS

B = FT = M 2 F 0 T 0 = N 0 M 2 (9)

Il numero di impulsi del segnale FM completo N = N 0 М

Figura 4 - Segnale a frequenza discreta e piano tempo-frequenza

Il segnale DFS mostrato nella Figura 5 contiene segnali PM come elementi. Pertanto, tale segnale verrà abbreviato come segnale DFS-FM. Come elementi del segnale DFS, si possono prendere segnali DF. Se la base dell'elemento segnale DF è B = F 0 T 0 = M 0 2 allora la base dell'intero segnale è B = M 0 2 M 2

Figura 5 - Segnale di frequenza composito discreto con codifica a sfasamento DFS-PM e piano tempo-frequenza.

Tale segnale può essere abbreviato come DSCH-FM. Il numero di canali di frequenza nel segnale DFSH-FM è uguale a M 0 M. Se il segnale DF (vedi Figura 4) e il segnale DFSH-FM hanno basi uguali, allora hanno anche lo stesso numero di canali di frequenza. Pertanto, il segnale DFS-FM non presenta particolari vantaggi rispetto al segnale DF. Ma i principi di costruzione del segnale DFS-FM possono essere utili quando si costruiscono grandi sistemi di segnali DF. Pertanto, gli NLS più promettenti per i sistemi di comunicazione sono i segnali FM, DCH, DSCh-FM.

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Immunità ai disturbi di un canale radio per la comunicazione con oggetti fissi remoti

Tipo di lavoro: Abstract Oggetto: SCIENZE TECNICHE

Opera originale

Argomento

Estratto dal lavoro

Automazione. Informatica. Controllo. Dispositivi UDC 621.396.96

IMMUNITÀ DEL CANALE RADIO DI COMUNICAZIONE CON OGGETTI STAZIONARI REMOTI V. V. Aksenov, V. I. Pavlov Dipartimento "Progettazione di sistemi radio-elettronici ea microprocessore" [e-mail protetta]

Presentato da un membro del comitato di redazione, il professor D. Yu. Muromtsev Parole chiave e frasi: funzioni di indicatore del rumore - canale di comunicazione - immunità al rumore.

Riassunto: Si considerano modelli matematici di segnali e di interferenza intenzionale in relazione a un canale di comunicazione con oggetti remoti stazionari. Si propone l'uso di una serie di funzioni di indicatore di interferenza per aumentare l'immunità al rumore di un canale di comunicazione radio. Viene presentato un esempio di utilizzo della funzione indicatore.

I sistemi di controllo e comunicazione radio, di norma, sono parte integrante di complessi sistemi di controllo (oggetti, persone) e sono progettati per trasmettere informazioni di misurazione che caratterizzano il vettore di stato degli oggetti controllati, trasmettere comandi e vari tipi di informazioni collegate. Allo stesso tempo, l'accuratezza richiesta della trasmissione dei messaggi, così come le prestazioni di altre funzioni, devono essere ottenute in un ambiente di disturbo complesso, che sarà in gran parte determinato dall'immunità al rumore del canale di comunicazione.

In relazione alla complessa situazione criminale e alla minaccia terroristica, assume grande importanza la resistenza del canale di comunicazione all'azione di deliberata interferenza creata da terzi con l'obiettivo di falsare, sospendere o interrompere la trasmissione di informazioni. Gli oggetti di importanza critica (ad esempio, le pipeline dei prodotti trunk) che utilizzano canali di comunicazione aperti per monitorare le condizioni tecniche richiedono un'attenzione speciale.

Di norma, per tali oggetti, è nota la natura e la struttura delle informazioni trasmesse sul canale di comunicazione (segnali provenienti da sensori, comandi per il controllo dei singoli dispositivi). I messaggi vengono generalmente trasmessi periodicamente e in modalità burst. Terze parti con l'aiuto dell'intelligenza elettronica significa un accumulo a lungo termine di informazioni sulla modalità di comunicazione, le gamme di frequenza utilizzate, i tipi di segnali, la modulazione, ecc.

Queste informazioni possono essere utilizzate sia per formare una modalità per contrastare il sistema di comunicazione nel suo insieme, sia per specifiche interferenze intenzionali al canale. Pertanto, per aumentare l'immunità al rumore, diventa necessario rilevare tempestivamente la presenza di un'interferenza intenzionale nel segnale ricevuto e adattare il canale di comunicazione all'effetto dell'interferenza.

Come sapete, l'immunità al rumore delle comunicazioni radio (SRC) si ottiene attraverso una serie di misure organizzative, metodi e mezzi volti a garantire il funzionamento stabile dell'SRC sotto l'influenza del disturbo organizzato (deliberato) della soppressione elettronica (REP).

Il processo di funzionamento dell'SRS in condizioni di interferenza organizzata nella sua essenza fisica può essere rappresentato come un conflitto elettronico, in cui, da un lato, sono coinvolti gli SRS e, dall'altro, il sistema REB, costituito dal generale caso di una stazione di ricognizione elettronica (RTR) e della stazione di disturbo stessa. La Figura 1 mostra un diagramma generale della struttura di un conflitto elettronico.

Grande attenzione è dedicata al problema della protezione di un canale di comunicazione da interferenze deliberate. Un canale protetto è un canale che fornisce gli indicatori richiesti della segretezza della trasmissione delle informazioni e della resistenza alle interferenze intenzionali. Il modello di un canale di comunicazione sicuro (ZKS) deve inoltre contenere un modello di un segnale trasmesso appositamente progettato, un modello di interferenza intenzionale, metodi per contrastare l'interferenza.

Modello del segnale trasmesso. Nel caso generale, i segnali s (t) vengono trasmessi al PCS sotto l'influenza di rumori moltiplicativi ^ (t) e additivi? (T) (Fig. 1). Questa interferenza deve essere considerata non intenzionale. Se non c'è interferenza deliberata, allora si osservano realizzazioni di un processo casuale all'ingresso del ricevitore

x (t) = Kt) s (t) + ^ (t). (uno)

La funzione ^ (t) è un processo casuale e ^ (t)> 0, t ∈ R =. - M.: Radio e comunicazione, 2003 .-- 640 p.

5. Borisov V. I. Protezione dal rumore dei sistemi di comunicazione radio: basi teoriche e principi di implementazione. - M.: Nauka, 2009 .-- 358 p.

6. Varakin, LE Teoria dei segnali complessi / LE Varakin. - M.: Sov. radio, 1970 .-- 376 p.

7. Pavlov, V. I. Rilevamento ottimale dei cambiamenti nelle proprietà delle sequenze casuali dalle informazioni del contatore e dell'indicatore / V. I. Pavlov // Automazione e telemeccanica. - 1998. - N. 1. - P. 54-59.

Stabilità agli ostacoli del canale radio di comunicazione con oggetti fissi remoti

V.V. Aksenov, V. I Pavlov

Dipartimento "Progettazione di sistemi radio elettronici ea microprocessore", TSTU-

Parole chiave e frasi chiave: canale di comunicazione - funzioni di indicazione degli ostacoli - stabilità agli ostacoli.

Riassunto: Sono considerati modelli matematici di segnali e impedimenti deliberati con riferimento a un canale di comunicazione con oggetti stazionari remoti. Viene offerto l'uso di un insieme di funzioni di indicazione degli ostacoli per aumentare la stabilità agli ostacoli del canale di comunicazione radio. Viene presentato l'esempio di utilizzo della funzione di indicazione con alcuni impedimenti deliberati.

Storungsstabilitat des Funkkanals der Kommunikation mit den entfernten Stationarobjekten

Zusammenfassung: Es sind die matematischen Modelle der Signale und der vorausgesehenen Storungen in bezug auf den Kommunikationskanal mit den entfernten Stationarobjekten betrachtet. Es ist die Benutzung der Gesamtheit der Indikatorfunktionen der Storungen fur die Erhohung der Storungsstabilitat des Funkkanals der Kommunikation vorgeschalagen. Es ist das Beispiel der Benutzung der Indikatorfunktion dargelegt.

Rigidite aux erreurs de la chaine de liaison de radio avec les objets stationnaires eloignes

Riprendi: Sont esamina les modeles mathematiques des signaux et des erreurs deliberees conformation a la chaine de liaison de radio avec les objets stationnaires eloignes. Est propone l'utilization de l'ensemble des fonctions indiquees des erreurs pour l'augmentation de la rigidite aux erreurs de la chaine de liaison de radio, est presente l'exemple de l'utilization de la fonction indiquee.

Autori: Aksenov Viktor Vladimirovich - studente post-laurea del dipartimento "Progettazione di sistemi radio-elettronici e microprocessori" - Pavlov Vladimir Ivanovich - dottore in scienze tecniche, professore del dipartimento "Progettazione di sistemi radio-elettronici e microprocessori", Stato federale Istituto di istruzione di bilancio di istruzione professionale superiore "TSTU".

Revisore: Shamkin Valery Nikolaevich - Dottore in scienze tecniche, professore del dipartimento "Progettazione di sistemi radio-elettronici e microprocessori", istituto di istruzione di bilancio statale federale di istruzione professionale superiore "TSTU".

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