CC BY
19<Тешетневс^ие чтения. 2016
УДК 621.39:621.39.82
АЛГОРИТМ АДАПТАЦИИ СИСТЕМЫ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ С ИЗМЕНЯЕМЫМИ ФОРМИРУЮЩИМИ ПАРАМЕТРАМИ ВЕЙВЛЕТ-ФУНКЦИИ*
А. В. Кузовников1, А. В. Черноусов1, В. Г. Сомов2
!АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52
2Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Рассмотрено алгоритм адаптации системы спутниковой связи к изменяющейся помеховой обстановке. Алгоритм основан на свойстве вейвлет-функций менять свою длительность при изменении формирующих параметров. Приведены результаты моделирования работы алгоритма адаптации системы связи.
Ключевые слова: вейвлет-модулированный широкополосный сигнал, алгоритм адаптации, вейвлет-функция.
THE ALGORITHM OF ADPATION OF SATELLITE COMMUNICATION SYSTEM BASED ON CHANGING OF WAVELET FUNCTION FORMING PARAMETERS*
A. V. Kuzovnikov1, A. V. Chernousov1, V. G. Somov2
1JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Street, Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation 2Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
The article presents the review of algorithms of satellite communication system adaptation to changing interference conditions. The characteristic of wavelet function to change its length depending on forming parameters allows realizing mechanism of system adaptation. Also article shows the results of modeling of communication system adaptation algorithm.
Keywords: wavelet modulated wideband signal, algorithm of adaptation, wavelet function.
В настоящее время современные системы спутниковой связи проектируются исходя из требования гарантированного 15-летнего срока активного существования [1]. Поэтому проектировщику необходимо учитывать нестабильный процесс изменения помеховой обстановки [2] и либо заранее закладывать значительный резерв по помехоустойчивости (что приводит к неэффективному использованию ресурсов космического аппарата (КА)), либо искать другие способы по противодействию изменяющемуся уровню помех.
Одним из способов решения возникающей задачи является разработка систем, способных изменять характеристики излучаемого сигнала, таким образом адаптироваться к текущей помеховой обстановке [3].
В работе рассмотрена система спутниковой связи, в которой широкополосный сигнал формируется посредством совместного использования псевдослучайных последовательностей (ПСП) и вейвлет-фукнций [4]. Алгоритм адаптации данной системы (представлен на рис. 1) основан на свойстве вейвлет-функций менять свою длительность при изменении формирующих параметров. Изменение длительности вейв-
лет-функции приводит к изменению ширины спектра формируемого сигнала, а следовательно, к изменению его помехоустойчивости [5].
На передающей стороне информационный сигнал расширяется при помощи ПСП, затем модулируется вейвлет-функцией. После модуляции полученный сигнал умножается на сигнал с несущей частотой и передается абонентам. Наличие решающего устройства позволяет принимать решение о том, какие значения параметров Fb, Fc использовать при ухудшении помеховой обстановки. В соответствии с принятым решением вносятся изменения в генератор вейвлет-функции.
В приемнике сигнал, полученный из смеси высокочастотного сигнала с помехой или шумом в результате понижения частоты, поступает на вход блока корреляторов.
Один коррелятор перемножает входной сигнал и сигнал-прототип (опорный сигнал S1(t)), вычисляя коэффициент корреляции (Д1). Второй коррелятор выполняет те же действия с сигналом, используя сигнал-прототип (^1(£)).
'Работа выполнена при финансовой поддержке фонда РФФИ (грант № 16-37-00045 мол_а).
Системы управления, космическая навигация и связь
Рис. 1. Алгоритм адаптации системы связи с вейвлет-модулированным широкополосным сигналом (ВМ ШПС) к меняющейся помеховой обстановке
Рис. 2. Результат моделирования работы алгоритма адаптации системы связи
Затем решающее устройство (РУкорр) определяет наибольший коэффициент корреляции (наилучшее соответствие) и принимает решение о значении принятого бита. После того как значение принятого бита определено, сигнал, выделенный на фоне шумов или помех, поступает на вход решающего устройства, определяющего достоверность полученной информации (РУдост). В результате анализа вероятности ошибки в канале принимается решение о передачи принятой информации абоненту либо об отправке соответствующего сигнала по служебному каналу для изменения параметров модулирующей функции. Это приводит к повышению надежности при обработке информации.
Критерием для проверки достоверности принятого информационного сигнала и качества его обработки является вероятность правильного приема, которая рассчитывается по формуле
Pmf = M/N ■ 100 %, (1)
где Pmf - вероятность битовой ошибки при приеме сигнала; M - количество верно принятых информационных бит; N - общее количество принятых информационных бит.
Результаты моделирования алгоритма работы системы обработки информации специального назначения с изменяемыми параметрами вейвлет-функции и обратной связью, при воздействии белого шума в канале отображены на рис. 2.
Решетневские чтения. 2016
Библиографические ссылки
1. Research report. 16th Satellite Communication & Broadcasting Markets Survey. Forecasts to 2018. Through & Beyond the Crisis // Euroconsult. 2009. P. 418.
2. Головков В. В., Алексеев Р. А., Кузовников А. В. Обзорная статья, посвященная системам спутниковой связи и краткому анализу расчета энергетики несанкционированных радиосигналов на борту типового космического аппарата-ретранслятора // Международная IEEE-Сибирская конференция по управлению и связи SIBCON-2015. 2015. C. 45-50.
3. Дятлов А. П. Системы спутниковой связи с подвижными объектами : учеб. пособие. Таганрог : ТРТУ, 1997. 95 с.
4. Черноусов А. В., Кузовников А. В., Сомов В. Г. Исследование воздействия помех на широкополосный сигнал // Радиотехника. 2013. № 6. С. 85-88.
5. Черноусов А. В., Кузовников А. В., Сомов В. Г. Принципы организации адаптивной системы широкополосной связи с использованием вейвлет-модулирующих функций // Электросвязь. 2014. № 12. С. 12-15.
References
1. Research report. 16th Satellite Communication & Broadcasting Markets Survey. Forecasts to 2018. Through & Beyond the Crisis // Euroconsult. 2009. P. 418.
2. Golovkov V. V., Alekseev R. A., Kuzovnikov A. V. Obzornaja stat'ja, posvjashhennaja sistemam sputnikovoj svjazi i kratkomu analizu rascheta jenergetiki nesankcionirovannyh radiosignalov na bortu tipovogo kosmicheskogo apparata-retransljatora // Mezhdunarodnaja IEEE-Sibirskaja konferencija po upravleniju i svjazi SIBC0N-2015. 2015. P. 45-50.
3. Djatlov A. P. Sistemy sputnikovoj svjazi s podvizhnymi ob#ektami: Uchebnoe posobie. Taganrog : TRTU, 1997. 95 p.
4. Chernousov A. V., Kuzovnikov A. V., Somov V. G. Issledovanie vozdejstvija pomeh na shirokopolosnyj signal // Radiotehnika. 2013. № 6. P. 85-88
5. Chernousov A. V., Kuzovnikov A. V., Somov V. G. Principy organizacii adaptivnoj sistemy shirokopolosnoj svjazi s ispol'zovaniem vejvlet-modulirujushhih funkcij // Jelektrosvjaz'. 2014. № 12. P. 12-15.
© Кузовников А. В., Черноусов А. В., Сомов В. Г., 2016
УДК 681.51
МНОГОСВЯЗНАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ОГРАНИЧЕНИЕМ НОРМАЛЬНОЙ ПЕРЕГРУЗКИ
Л. М. Неугодникова*, В. И. Петунии
Уфимский государственный авиационный технический университет Российская Федерация, 450008, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. К. Маркса, 12
E-mail: *[email protected]
Рассматривается задача ограничения нормальной перегрузки при согласованном управлении движением летательного аппарата. Показано, что включение дополнительного контура обеспечивает необходимое ограничение и плавное переключение каналов.
Ключевые слова: многосвязные системы, ограничение нормальной перегрузки, селектор, летательный аппарат.
AIRCRAFT MOTION MULTIVARIABLE CONTROL SYSTEM WITH NORMAL
OVERLOAD RESTRICTION
L. M. Neugodnikova*, V. I. Petunin
Ufa State Aviation Technical University 12, K. Marx Street, Ufa, The Republic of Bashkortostan, 450008, Russian Federation E-mail: *[email protected]
The task of normal overload restriction during coordinated aircraft longitudinal motion control is considered. It is shown, that the extra contour addition provides the needful restriction and smooth channels switching. Simulation results are given.
Keywords: multivariable systems, normal overload restriction, selector, aircraft.
Современные летательные аппараты (ЛА) представляют собой сложные системы, при управлении которыми необходимо учитывать взаимосвязанность регулируемых величин. При согласованном управлении несколькими параметрами движения ЛА с помо-
щью многосвязных систем автоматического управления (МСАУ) проблема ограничения опасных значений остается актуальной [1]. Одним из методов ее решения является включение в МСАУ дополнительного контура ограничения.
