Научная статья на тему 'К вопросу анализа корреляционных и спектральных характеристик сигналов-переносчиков, используемых в помехозащищённой декаметровой системе радиосвязи'

К вопросу анализа корреляционных и спектральных характеристик сигналов-переносчиков, используемых в помехозащищённой декаметровой системе радиосвязи Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
209
67
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Жук А. П., Гайчук Д. В., Сазонов В. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «К вопросу анализа корреляционных и спектральных характеристик сигналов-переносчиков, используемых в помехозащищённой декаметровой системе радиосвязи»

Внутрифирменное обучение персонала в сфере безопасности организуется по нескольким основным блокам:

1. Обучение коллективным и индивидуальным действиям в экстренных ситуациях.

2. Обучение методам защиты информации и интеллектуальной собственности.

3. Обучение способам обнаружения и предотвращения неправомерных действий иных работников.

4 .Обучение общим и специальным методам распознавания мошеннических действий со стороны клиентов, поставщиков и других субъектов рынка.

5. Обучение правилам личной (бытовой) безопасности.

6. Обучение работников правилам техники производственной безопасности.

Качественная организация обучения перечисленным блокам должна включать в себя, разумеется, не только доведение материала до персонала тем или иным способом, но и проверку соответствующих знаний в виде зачетов и практических тренировок, а вопросы по темам занятий должны включаются в опросные листы при аттестации.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Кудин А.В., Максименко В.Н. Управление качеством услуг. Конкурентоспособность и нормативные аспекты. «Информ-Курьер связь». № 4. 2005. - С. 84-87.

2. Методические рекомендации по обеспечению защиты информации на сетях СПС стандарта GSM на основе организационно-режимных мероприятий. Отчет о НИР.- ООО "Современные Телекоммуникации", 2005. - 124 с.

А.П. Жук, Д.В. Гайчук, В.В. Сазонов

Россия, г. Ставрополь, СВИС РВ

К ВОПРОСУ АНАЛИЗА КОРРЕЛЯЦИОННЫХ И СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИГНАЛОВ-ПЕРЕНОСЧИКОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ПОМЕХОЗАЩИЩЁННОЙ ДЕКАМЕТРОВОЙ СИСТЕМЕ РАДИОСВЯЗИ

Анализ основных направлений [1,2] совершенствования систем радиосвязи показывает, что улучшение тактико-технических характеристик средств связи должно достигаться путём последовательного перехода на автоматизированные адаптационные цифровые методы передачи с применением широкополосных сигналов в сочетании с использованием помехоустойчивого кодирования и методов оптимального приема. Применительно к системам декаметрового (ДКМ) диапазона, рекомендация данного направления позволяет решить задачу снижения качества канала связи при появлении глубоких интерференционных замираний, типичных для ДКМ радиолиний. Однако использование широкополосных сигналов ориентировано на наличие каналов с избытком частотных ресурсов, что с учётом ограничений, накладываемых ДКМ радиолинией, нельзя признать эффективным.

Учёт этих фактов предъявляет весьма существенные требования к характеристикам сигналов, реализация которых может быть обеспечена соответствующим выбором их структуры. Целью статьи является проведение сравнительного анализа известных ансамблей дискретных ортогональных сигналов (АДОС) и синтезированных авторами и выбор наилучшего из них, с учётом требований для помехозащищённой ДКМ систем радиосвязи.

Известно [1], что основными составляющими помехозащищённости являются помехоустойчивость и скрытность сигналов и параметров сигналов, а под помехоустойчивостью системы радиосвязи понимают её способность противостоять вредному воздействию различного вида радиопомех, включая в первую очередь, 148

организованные радиопомехи. Поэтому при создании перспективных систем связи существует необходимость согласования СП с каналом связи без дополнительного увеличения мощности излучения. Данный способ находит практическое применение в системах радиосвязи, системах беспроводного абонентского доступа, спутниковых системах подвижной связи, беспроводных локальных вычислительных сетях, у которых в качестве СП информации применены известные ансамбли, такие как Уолша [1], Рида-Мюллера [3], Стиффлера [2] и другие. Однако, не смотря на все достоинства этих сигналов, им присущи следующие недостатки:

- корреляционные характеристики применяемых АДОС не отвечают требованиям «узости» огибающих функций,

- существующие методы синтеза АДОС реализуют требование ортогональности и не учитывают требования к характеристикам сигналов,

- число АДОС, полученных на основе этих методов, ограничено.

Анализ перечисленных недостатков показывает, что основные технические параметры систем ДКМ радиосвязи, в которых в настоящее время используются последовательности Стиффлера [2], могут быть улучшены, если в качестве СП в них использовать АДОС с улучшенными характеристиками, полученных перспективными методами синтеза.

По мнению авторов, возможным вариантом решения этой задачи может послужить АДОС с заданными свойствами, синтезированные на основе векторного синтеза, предложенного В.С. Попенко [4], с учётом свойств эрмитовых матриц.

В работе [4] доказано, что для всякого ортогонального базиса конечномерного комплексного пространства Un существует эрмитова матрица самосопряженного оператора, собственные векторы которой составляют данный базис. Координаты собственных векторов эрмитовой матрицы в общем случае являются комплексными числами, а условие ортогональности в комплексном пространстве совпадает с условием ортогональности в усиленном смысле, представленных для дискретных

аналитических комплексно-сопряжённых сигналов z(t) и v* (t) [4]:

T

i z(t K(t )dt = °. (1)

Для примера рассмотрим эрмитову матрицу W 4-го порядка следующего вида: ( 0 a + jd 0 0 ^

a - jd 0 Ь + jk 0

0 Ь - jk 0 c + js (2)

. 0 0 c - js 0 ,

W =

Представим матрицу W в показательной форме в виде матрицы U:

U =

0 A • e№ 0 0

A • e “J% 0 B • eJ% 0

0 B • e “m 0 C • e

0 0 C • e “ж 0

ж

(3)

0

Собственные вектора матрицы и можно представить в виде матриц X и У при условии, что найденные с помощью метода синтеза, изложенного в [4], значения коэффициентов А,В,С матрицы и будут удовлетворять условию минимального пикфактора:

(

X =

1-еф11 1- еф21 1- ефз1 1-еф41

У =

1-еф11 1- е ф21 1- ефз1

1 -еф41

ф12 -е 1- еф13 ф1 -е

-1- еф22 1- еф23 -1- еф24

1- ефз2 ф3 -е -1 ф3 -е -1

-1 е 4ф -1 е 4ф 1- еф44 ,

ф12 -е 1- еф13 ф14 -е -1

-1- еф22 1 - е ф23 1- еф24

1- ефз2 -1 е 3ф 1- еф34

-1 е 4ф -1 е 4ф 1- еф44

(4)

(5)

В случае, когда = 0, матрицы X и У собственных векторов соответственно

являются частными случаями, соответствующими матрицам Адамара (4) и Б-кодам Велти (5). С учётом особенностей ДКМ радиолинии определим следующие исходные данные:

1. Способ передачи т-ичной с двоичным декодированием, при объеме алфавита т=16.

2. Вид модуляции - относительная фазовая телеграфия (ОФТ).

3. Длительность сигнальной посылки 7=1,6 мсек.

Для оценки анализируемых АДОС, воспользуемся требованиями к СП, изложенными в работе [2], применительно к системам ДКМ радиосвязи. Оценку изменения спектральных характеристик сигналов ансамбля проведем по следующим соотношениям:

У1 =^ 1 -1 + 1Ктх(Д0| ],

(6

2

У 2 =1 — I -1 - |Ятх(Д0| ],

)

где М - протяженность минимального временного интервала в соответствии самого широкополосным сигналом, Ятах (ДО - максимальный первый боковой пик функции атокореляции (ФАК) анализируемого ансамбля.

Оценку неравномерности амплитудно-частотного спектра сигналов ансамбля у3 проведем с использованием следующей формулы:

Уз = к2 -тя, при 1 <Х< 2, (7)

где к2 - пик - фактор индивидуального сигнала по мощности, определяемый как отношение пиковой мощности к средней.

Корреляционные характеристики у4, у5 сигналов ансамбля определим по соотношениям:

У4 = тахЯфак(Д^), У5 = тахЯфВк(Д11), (8)

где тахЯФВК(Д11)- максимальный боковой пик функции взаимной корреляции (ФВК), тахЯФАК(Д1;)- максимальный боковой пик функции взаимной корреляции (ФАК).

Это требование позволит оценить качество ансамбля с точки зрения обеспечения точности синхронизации и требуемого уровня переходных (системных) помех.

С учётом (6) - (8), сравним синтезированные последовательности и проведём анализ используемых настоящее время в широкополосных системах связи, последовательностей Стиффлера, Уолша, модифицированного кода Рида-Мюллера, D-кодов Велти. Результаты расчетов представлены в табл. 1.

Анализ табл. 1 показывает, что наилучшими из известных ансамблей по характеристике у4 являются Б- коды Велти, а по характеристике у5 последовательности Стиффлера. Из всех известных АДОС наилучшими характеристиками у3-у5 обладают последовательности Стиффлера, а наихудшими - последовательности Уолша. Синтезированные ансамбли Бь Б2, 83 превосходят известные АДОС по спектральным и корреляционным характеристикам уі-у5. Однако их практическое использование возможно при усложнении вида модуляции и аппаратной реализации системы связи.

Таблица 1

Значения известных и синтезированных последовательностей по анализируем характеристикам__________________________________________________________________

Требования Вид ансамбля Уі У 2 Уз У 4 У 5

Уолша 496,128 15,872 1 0,938 0,938

Стиффлера 336,128 157,872 1 0,375 0,563

Модифицированная Рида-Мюллера 272,128 239,872 1 0,375 0,688

Б-коды Велти 272,128 239,872 1 0,313 0,75

Синтезированный 81 272,128 239,872 1 0,188 0,813

Синтезированный 82 272,128 239,872 1 0,14 0,753

Синтезированный 83 322,048 189,952 1 0,313 0,504

Синтезированный ансамбль 83 обладает наилучшими характеристиками у3 и у5. С учётом того, что по своим спектральным характеристикам уь у2 АДОС 83 немного уступает ансамблям Б1 и Б2, но превосходит используемые в современных системах связи все известные, то он обладает определенным преимуществом перед ними. Внешний вид синтезированного ансамбля 83 представлен в виде матрицы Ъ (9).

(9)

В матрице 2 величина I является комплексным числом, поэтому практическое формирование этого АДОС усложняется. Пространственно-временное представление одного из сигналов ансамбля проиллюстрировано на рис. 1.

90

180

Рис. 1. Пространственное представление одиночного синтезированного сигнала

На основе выше изложенного сделаем следующие выводы:

1. Ансамбль сигналов Уолша имеет наихудшие спектральные и корреляционные характеристики, поэтому его использование в современных системах связи нецелесообразно.

2. Синтезированные последовательности по своим характеристикам превосходят известные ансамбли сигналов, следовательно, они могут использоваться в системах помехозащищённой ДКМ радиосвязи с кодовым разделением каналов.

3. С учётом того, что синтезированный ансамбль 83 по своим корреляционным характеристикам имеет преимущество по отношению АДОС Стиффлера, то его целесообразно использовать в перспективной системе помехозащищённой ДКМ радиосвязи.

1. Урядников Ю.Ф., Аджемов С.С. Сверхширокополосная радиосвязь. Теория и применение. - М.: СОЛОН-Пресс, 2005.-368с.

2. Сахтеров В.И. Писарев Р.В., Лобзин В.В., Копейкин В.В., Резников А.Е., Железняков В.И., Швец Д.В. Коротковолновая широкополосная радиостанция «Ангара-5М» - Радиотехника и электроника, 2002, Т. 47, №9. - С.1149-1152.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3. Пестряков В.Б. Шумоподобные сигналы в системах передачи информации //. - М., «Сов. радио». 1973, с. 424.

4. Попенко В.С. Векторный синтез ансамблей ортогональных сигналов. Часть III. -МО РФ, 1993. - 150 с.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ НЕРАВНОМЕРНОГО ДВОИЧНОГО КОДА ПО АЛГОРИТМУ ШЕННОНА-ФЭНО

Кодирование и передача информации по каналу связи осуществляется в соответствии со схемой канала [1].

Источник генерирует последовательность сообщений из ансамбля {V, Р(У)}, [2] где V - символ сообщения;

Р(У) - вероятность символа сообщения, рассчитываемая по формуле

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК

Е.И.Кротова

Россия, г. Ярославль, ЯГУ им. П.Г. Демидова

т + ^О - г)2 ]=1

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.