ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2020. № 9
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.9.13
УДК.621.396.9
КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ СОВРЕМЕННЫХ И ПЕРСПЕКТИВНЫХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ И СВЯЗИ
В. И. Филатов1, А. В. Сухов 2, М. А. Зайцев 3, А. А. Генов 4
1 Московский Государственный Технический Университет имени Н.Э. Баумана, 105055, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1
2 Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет), 125993, Москва, Волоколамское шоссе, д. 4
3 Московский университет имени С. Ю. Витте, 115432, Москва, 2-й Кожуховский проезд, д. 12, стр. 1
4 Научно-исследовательский институт системных исследований РАН, 117218, Москва, Нахимовский просп., 36, к.1
Статья поступила в редакцию 23 сентября 2020 г.
Аннотация. В статье рассмотрен радиоканал передачи данных на основе сигналов с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ), а также проведен расчет и оценка показателей комплексной помехоустойчивости. Рассмотрены результаты моделирования передачи данных в среде Simulink, определены значения вероятности ошибки в условиях шумов и определены частные оценки временной, пространственной и энергетической скрытности передачи данных. Были проведены расчеты и сравнение качественных характеристик разработанного программно-аппаратного комплекса, имитационных моделей системы передачи защищаемой информации с повышенной помехоустойчивостью и скрытностью и существующего изделия, данные о котором находятся в открытых источниках. При этом в общем случае под помехоустойчивостью систем радиосвязи (СРС) с ППРЧ понимается способность нормально функционировать, выполняя задачи по передаче и приему информации в условиях действия радиопомех. Полученные данные об исследуемых объектах говорят о высокой помехоустойчивости и скрытности радиочастотного канала связи разработанного программно-аппаратного комплекса. Для обеспечения статистической независимости ошибок при приеме символов в режиме с ППРЧ на передающей стороне осуществляется временное перемежение, при котором каждый символ кодового слова передается по отдельному частотному каналу. В результате перемежения сигнал во временной области представляется бесструктурной формой, существенно затрудняющей эффективную постановку оптимальных помех. При приеме, путем операции деперемежения, возвращают исходное представление символов. Применяя виды модуляции с расширением спектра, обеспечивающие значительное расширение полосы частот сигнала, можно добиться существенного повышения помехоустойчивости передачи. Помехоустойчивость и скрытность являются двумя важнейшими составляющими помехозащищенности СРС.
Ключевые слова: помехоустойчивость, скрытность, вероятность ошибки, псевдослучайная перестройка рабочей частоты, радиоканал.
Abstract. The article reviews a radio data transmission channel based on signals with frequency-hopping spread spectrum (FHSS). Calculation and evaluation of the complex noise immunity parameters were carried out. The results of modeling data transmission in the Simulink environment were analysed, the error probability parameters in noise conditions were determined, and partial estimates of the time, space, and energy secrecy of data transmission were determined. Calculations and comparison of the quality characteristics of the developed hardware and software complex, simulation models of the protected information transmission system with increased noise immunity and secrecy were carried out. At the same time, in general, the noise immunity of the extended spectral signala (ESS) with the FHSS is the normal function, performing tasks for transmitting and receiving data in the conditions of radio interference. The received data on the research objects indicates the high noise immunity and secrecy of the radio frequency communication channel of the developed hardware and software complex. To ensure the statistical independence of errors when receiving characters in the mode with the FHSS, a time interleaving is performed on the transmitting side, in which each character of the code word is transmitted over independent frequency channel. As a result of interleaving, the signal in the time area is presented as a unstructured form, which significantly complicates the effective formulation of optimal interference. On receipt, the original representation of characters is returned by the de-interleaving operation. By applying the types of modulation with spectrum expansion that provides a significant expansion of the signal frequency band, a significant increase in the noise immunity of the transmission can be achieved. Noise immunity and secrecy are the two most important components of the noise immunity of extended-spectrum signals (ESS).
Keywords: noise immunity, stealth, error probability, pseudo-random restructuring of the operating frequency, radio channel.
Литература
1. Диксон P.K. Широкополосные системы: Пер. с англ. / Под ред. В.И. Журавлева. - М.: Связь, 1979. - 304 с.
2. Борисов В.И. и др. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов методом псевдослучайной перестройки рабочей частоты. - М.: Радио и связь, 2000. - 384 с.
3. Модельно-алгоритмическое обеспечение информационных систем управления: монография / Зайцев М.А., Сухов А.В.; Моск. ун-т им. С.Ю. Витте. – М.: изд. «МУ им. С.Ю. Витте», 2016.
4. Кларк Дж., Кейн Дж. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи: Пер. с англ. / Под ред. Б.С. Цыбакова. - М.: Радио и связь, 1987. - 392 с.
5. Кловский Д.Д. Теория передачи сигналов. - М.: Связь, 1973. - 376 с.
Для цитирования:
Филатов В.И., Сухов А.В., Зайцев М.А., Генов А.А. Комплексная оценка показателей помехоустойчивости современных и перспективных систем передачи информации и связи. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2020. №9. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.9.13