CC BY
35
Секция радиотехнических и телекоммуникационных систем
УДК 621.396.6
А.П. Дятлов, П.А. Дятлов
ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗАТОРА КОМПЛЕКСА РАДИОКОНТРОЛЯ
При решении задач радиоконтроля, связанных со вскрытием структуры связных дискретно-частотных (ДЧ) сигналов, в УКВ-диапазоне наиболее важное значение из технических характеристик экспресс-анализатора (ЭА) комплекса радиоконтроля (КРК) имеет пропускная способность.
Высокий приоритет пропускной способности ЭА обусловлен тем, что в УКВ диапазоне радиообстановка (РО) характеризуется:
♦ многокомпонентностью (большим количеством источников радиоизлучений (ИРИ)), причем в числе компонент, наряду с коррелированными помехами р{), ОС|) могут присутствовать как один, так и несколько
ДЧ-сигналов 5(/, /, а);
♦ динамичностью и псевдослучайным характером частотновременной структуры ДЧ сигналов;
♦ априорной неопределенностью о количестве, форме и параметрах компонент;
♦ ограниченной продолжительностью сеансов связи с использованием ДЧ сигналов.
В данной статье исследуется методика расчета пропускной способности ЭА КРК и пути ее оптимизации.
Пропускная способность ЭА характеризуется количеством ИРИ (компонент РО) Л/о, которое может быть обработано в единицу времени при допустимом качестве обслуживания, и удовлетворяет потребностям КРК как системы более высокого ранга, если количество обслуженных ИРИ М[\ соответствует количеству ИРИ Мс, существующих в зоне действия КРК во время сеанса наблюдения, и
Для успешного обслуживания каждого ИРИ необходимо обеспечить установление информационного и энергетического контакта. При использовании мультипликативного критерия нормированная пропускная способность ЭА РПр определяется из следующих соотношений [1]:
Рпр — Рик Р)К Рир ^ Рпри — М<)/Мс 5: 1,
где Рнк, Лк - вероятнос'гь установления информационного и энергетического контакта; Рпрл - допустимое значение нормированной пропускной способности ЭА.
При проведении экспресс-анализа в условиях многокомпонентной РО для выделения ДЧ-сигналов необходимо осуществить следующие этапы обработки информации:
1) обнаружение и оценивание всех существующих в зоне действия КРК компонент РО;
2) разделение компонент РО на два класса {//цч, Н т }, где Н,Р1 - гипотеза о приеме полезного ДЧ-сигнала; Н Т! - гипотеза о приеме помех;
3) вскрытие (оценивание) частотно-временной структуры ДЧ-сигна-лов.
В зависимости от формулировки этапов обработки информации в ЭА используются различные критерии для оценки эффективности энергетического контакта:
♦ на первом этапе Р,к = /Лю, где /Лю вероятность правильного обнаружения каждой компоненты РО;
♦ на втором этапе Рж = Ркл, где Ркл - вероятность правильной классификации каждой компоненты РО;
♦ на третьем этапе Рэк = Р0ц< где Рои. - доверительная вероятность того, что оценки частоты посылок ДЧ сигналов находятся в интервале
л л
/пКцО[ </п < /п + Кх<у[, где/,, /п - истинное значение и оценка частоты посылки, а/ - среднеквадратичная погрешность оценивания частоты, Кл - коэффициент Стьюдента.
Задачу оптимизации пропускной способности ЭА при использовании мультипликативного критерия можно разделить на две последовательные, но взаимосвязанные задачи:
♦ выбор принципов и параметров устройств поиска и установления информационного контакта, обеспечивающих минимальные затраты времени на обслуживание требуемого количества ИРИ Л/о при допустимой сложности реализации ЭА;
♦ выбор алгоритмов и параметров устройств, обеспечивающих энергетический контакт с заданной достоверностью при минимальных затратах времени на различных этапах функционирования ЭА.
Для установления информационного контакта ЭА со всеми существующими Л/с ИРИ необходимо использовать методы гарантированного поиска, когда РНк - 1 при 7эа < 7дч, где 7эа длительность сеанса экспресс-анализа, 7дч - длительность ДЧ-сигналов.
При реализации в ЭА КРК гарантированного поиска могут использоваться следующие разновидности поиска [2]:
♦ с использованием одного или нескольких видов селекции;
♦ параллельный, последовательный и комбинированный;
♦ одно- и многоцикловые;
♦ с постоянной и переменной скоростью поиска;
♦ одно- и многоступенные.
Для преодоления априорной неопределенности по пространству (например, азимуту), частоте, времени и выделению частотных посылок ДЧ сигналов необходимо, чтобы область поиска была разбита на некоторое количество ячеек пя, которое зависит от номенклатуры и сложности задач, решаемых ЭА, количества используемых видов селекции, максимально ожидаемого количества ИРИ Мс, их статистических характеристик и диапазона изменений параметров по различным информативным признакам ИРИ.
В зависимости от количества и видов селекции, используемых в ЭА, количество ячеек Пя определяется следующими соотношениями:
де 4/п 7’эа
«„і = «0«/Л; «о = т-; «/с = 77й-; «,
^ Р АА СТ * Ц
Пя2 = "вП/с>
П»і =П/с>
где п„1 - количество ячеек поиска при использовании пространственной (Л/н), частотной (И/с) и временной (И,) селекций; //«2 - количество ячеек поиска при использовании пространственной и частотной селекций; /?„з количество ячеек поиска при использовании частотной селекции; Д0 сектор поиска по азимуту; 0р - разрешающая способность по азимуту;
А/п - ширина рабочего частотного диапазона ЭА КРК; Д/сш - разрешающая по частоте; Гц - длительность одного цикла поиска.
Построение ЭА КРК на основе использования нескольких видов селекции приводит к чрезмерной сложности и стоимости аппаратурной реализации при применении методов параллельного поиска или к увеличению времени поиска при методах последовательного поиска.
С целью устранения указанных недостатков приходится ограничиться одним видом селекции, а, именно - частотной, поскольку ИРИ, соответствующие средствам связи, для обеспечения электромагнитной совместимости, как правило, имеют равномерное распределение несущих частот.
Поскольку для нормального функционирования ЭА необходимо, чтобы на устройства, обеспечивающие решение о наличии или отсутствии энергетического контакта, поступали двухкомпонентные процессы y(t) — S(t, /, а) + n(t), где S(t, I, a) - сигнал; n(t) - шум, то для этого необходимо в процессе частотной селекции обеспечить полное разрешение компонент РО. При этом разрешающая способность по частоте Доопределяется следующим образом [1]:
где I’tJl - допустимое значение вероятности совпадения в частотном элементе Д/j, двух или более ИРИ; Д/ком - максимально ожидаемая ширина спектра компонент РО.
При Мк = К)2; /*^=5-10 ’; Д/~п = 10s Гц получаем, что Д/п=105Гц;
=«./ё =ЮЭ.
В зависимости от используемого в ЭА вида частотного поиска длительность одного цикла поиска 7ц равна:
Гш = %1 Ти nfcl = ~~; Д/cm = «к 4/р;
А/ ст
7'ц2 = »/с2 Тг, и/сг = ;
р
7цз = 7\; 7щ < Тэл, / s [1, 2, 3],
где 7ц 1, 7ц2, Тцз - длительность цикла при использовании последовательно-параллельного, последовательного и параллельного методов поиска; Д/cm полоса пропускания частотной ступени, состоящей из пк параллельных каналов, каждый из которых имеет полосу пропускания Д/к
— Д/р; Т\ - время анализа одной ячейки поиска, соответствующей частотной полосе одного канала.
При оптимизации пропускной способности ЭА предпочтение по быстродействию поиска имеет, прежде всего, параллельный метод, затем -последовательно-параллельный. При большом количестве ячеек поиска
(ПЯ1 ^ 103) с учетом ограничений на сложность и стоимость аппаратурной реализации при построении ЭА рекомендуется использовать последовательно-параллельный поиск, который реализуется супергетеродин-ным приемником комбинированного типа.
ЛИТЕРАТУРА
1. Дятлов А.П. Оптимизация первичной обработки информации. Таганрог.: ТРТУ. 1993.
2. Ипатов В.П., Казаринов Ю.М. и др. Поиск, обнаружение и измерение параметров сигналов в радионавигационных системах М.: Сов. Радио, 1975.
УДК.681.322
ВА. Алехин
О ВЕРОЯТНОСТИ НЕДРОБЛЕНИЯ ИНТЕРВАЛА МЕЖДУ СМЕЖНЫМИ ИМПУЛЬСАМИ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ХАОТИЧЕСКОЙ ИМПУЛЬСНОЙ
ПОМЕХОЙ
В [1] предложен способ выявления периодических компонент, скрытых в импульсном потоке хаотической импульсной помехой (ХИП). Он
