CC BY
0УДК 621.396.2 ГРНТИ 47.05.11
ОЦЕНКА СРЕДНЕЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕКАМЕТРОВЫХ СИСТЕМ СВЯЗИ В РЕЖИМЕ ЧАСТОТНО-АДАПТИВНОЙ РАДИОЛИНИИ
B.Е. ДИДРИХ, доктор технических наук, профессор
АО «ТЗ «Октябрь» (г. Тамбов)
М.А. ШЕЛКОВНИКОВ, кандидат технических наук, доцент
АО «ТЗ «Октябрь» (г. Тамбов)
Д.С. ЮДАКОВ, кандидат технических наук, доцент
ВУНЦВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж)
C.В. МИТРОФАНОВА
ВУНЦ ВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж)
Предложен способ оценки информационной эффективности, который может быть использован для обеспечения стабильного информационного обмена в декаметровых системах связи на основе частотно-адаптивных радиолиний. В качестве оценки информационной эффективности предполагается использовать ее среднюю величину исходя из условий связи. Определены, соотнесенные с вероятностями обеспечения связи и своевременной передачи сообщений, условия нахождения оценки средней информационной эффективности при групповом использовании частот в частотно-адаптивной радиолинии. Получены аналитические выражения для оценки средней информационной эффективности декаметровых систем связи в режиме частотно-адаптивной радиолинии при различных видах связи и используемых видах модуляции (манипуляции) сигналов. Показано, что эти выражения применимы так же в случае радиоэлектронного подавления декаметровой радиосвязи. Представленные зависимости средней информационной эффективности от превышения уровня сигнала над уровнем шумов (помех) позволяют рассмотреть особенности применения группового использования частот при изменении условий связи. Проведен анализ характера изменения средней информационной эффективности исходя из условий связи и количества используемых рабочих частот, а также соотношения средних интервалов времени непрерывной работы и времени перестройки частотно-адаптивной радиолинии. Результаты анализа свидетельствуют о целесообразности применения частотной адаптации как в сложных условиях связи декаметрового диапазона, так и в случае радиоэлектронного подавления. Предложен подход к модернизации алгоритмов управления декаметровых частотно-адаптивных радиолиний, основанный на результатах оценки потенциально достижимой средней информационной эффективности систем связи с учетом априорных сведений о сигнально-помеховой обстановке.
Ключевые слова: средняя информационная эффективность, декаметровая система связи, частотно-адаптивная радиолиния, вероятность обеспечения связи, вероятность своевременной передачи сообщений, телефонная связь, телеграфная связь, передача данных.
Введение. Использование режима частотно-адаптивной радиолинии (ЧАРЛ) является одним из наиболее эффективных способов обеспечения необходимых показателей качества связи в декаметровых (ДКМВ) системах связи [1-3]. Это обусловлено возможностью выбора в данном режиме некоторой рабочей частоты из группы выделенных для ведения связи частот, позволяющей реализовать требования к качеству связи. Известно, что в случае достаточно быстрой перестройки радиосредств в используемой ЧАРЛ группе из 10 и более частот, вероятность обеспечения связи будет близка к единице [1, 2]. При этом для поддержания устойчивого информационного обмена в процессе применения режима ЧАРЛ в системах ДКМВ
радиосвязи необходимо учитывать потенциально достижимый уровень их информационной эффективности. Определение данного уровня предполагает оценку средней информационной эффективности в соответствии с условиями связи на используемых радиочастотах.
Актуальность. Оценка средней информационной эффективности ДКМВ систем связи в режиме ЧАРЛ позволяет адекватно спрогнозировать предполагаемое качество связи на группе используемых рабочих частот и обеспечить, исходя из сигнально-помеховой обстановки, эффективное применение радиосредств в процессе автоматизированного или автоматического адаптивного ведения ДКМВ радиосвязи.
Цель работы - определение оценки средней информационной эффективности ДКМВ системы связи в режиме ЧАРЛ исходя из условий связи и с учетом особенностей используемых видов связи и модуляции (манипуляции) радиосигналов.
Оценка средней информационной эффективности ДКМВ систем связи в режиме ЧАРЛ. Целесообразность использования в качестве показателя информационной эффективности систем связи некоторой средней информационную эффективность, учитывающей изменения условий связи, в полной мере соответствует особенностям ДКМВ диапазона. Основываясь на изложенном в [4] подходе можно полагать, что оценка средней информационной эффективности системы связи основывается на определении предполагаемого результата ее применения, характеризуемого вероятностью события, состоящего в обеспечении связи с заданным уровнем качества и своевременной передачей сообщений
Р - Р Р
прим. св. пер. '
(1)
где Рсв - вероятность обеспечения связи с заданным уровнем качества; Рпер - условная
вероятность своевременной передачи сообщения, соответствующая событию, наступающему при условии обеспечения связи с вероятностью Рсв .
Определить среднюю информационную эффективность системы радиосвязи можно опираясь на подход, приведенный в [2], для представления средней скорости передачи сообщений (информации). Основываясь на выражении (1) и принимая во внимание, что условия связи определяются превышением уровня сигнала над уровнем шумов (помех) Q на входе приемника и допустимым, исходя из необходимого качества связи, значения этого превышения Qдоп , среднюю информационную эффективность каждой из К радиолиний в режиме ЧАРЛ на
группе из N у частот можно представить в общем виде
Рсв. N у, К (а, Qдоn.) Рпер. N у,К (& Оот. ) =
(2)
где п (а) - информационная эффективность (эксплуатационная) построенной на основе радиолинии системы связи, Рсв. Nf,К (а, адоп.) и Рпер. Nf К (а, адоп.) - зависящие от условий связи
вероятности обеспечения связи и своевременной передачи сообщений, обеспечиваемые в каждой из К радиолиний при использовании общей группы из N у частот соответственно, а и а^ои - значения превышения уровня сигнала над уровнем шумов (помех) в децибелах (дБ). Известно, что информационная эффективность систем связи описывается как [5]: для телефонной связи
птлф. (а) -
^ (10а 10 Им ) 2 (10а 10 + 1) '
(3)
для телеграфной связи и передачи данных
>.( пд)
(Q ) =
;.(пд)
log 2 (юО10 + 1)
(4)
где HM - выигрыш используемого в системе телефонной связи вида модуляции; и = ЛРК /- соотношение полосы частот канала связи и полосы частот, занимаемой спектром сообщения ЛРС; Утпг^„д) = Уи/- частотная эффективность системы передачи телеграфных сообщений (передачи данных) в цифровом канале связи с полосой частот АРК при скорости передачи информации Уи .
При групповом использовании в режиме ЧАРЛ N7 частот вероятность обеспечения связи в каждой из K радиолиний можно представить в виде [1,2]
Р
св. N г, К (б бдоп.) =
К-1
1 - Е сив. (б,бдоп.)(1 -Рв. (б, бдоп.^ К-~
I = 0 7 К
К
К +1
(5)
которое при работе одной радиолинии ( К = 1) на группе из N7 частот принимает вид
^ ,1 (б, адоп.) = 1 -(1 - Рсв. (б, бдоп.))М/
К
К +1
(6)
где Рсв (б, бдоп ) - вероятность обеспечения связи при работе радиолинии на одной частоте, описываемая, вне зависимости от вида связи, выражением [1,2]
1 £
Рсв. (& бдоп. ) = | ехР
Г ^ Л у 2 у
Л.
(7)
в котором используется расчетный параметр £ = (б - бдоп}/^JQ , зависящий от соотнесения математического ожидания (МО) б и среднеквадратического отклонения (СКО) <3б превышения уровня сигнала над уровнем шумов (помех) б ( б определяется по результатам мониторинга канала связи или прогнозного расчета как значение б ); к = тр/тп - соотношение средних временных интервалов работы радиолинии на одной частоте тр и перестройки радиолинии на новую частоту тп ; С^■ = Nу !/г!(N^ - г)! - число сочетаний из N7 по г.
Поскольку вероятность своевременной передачи сообщений в каждой из К радиолиний в режиме ЧАРЛ на группе из N7 частот описывает событие, имеющее место только при условии
обеспечения связи в каждой из этих радиолиний, то с учетом (5) ее можно определить следующим образом [1, 2]
У
Рпер.Nг,К адоп.) - 1 ехр
( т , ^
пер.доп
Т
— 1 - ехр
пер.
Уи Рсв. Nf, К
(а, ао.)'
V,
и доп.
(8)
где Тпер доп — Ьс!Уидоп - допустимое значение интервала времени передачи сообщений заданного объема Ьс с допустимой скоростью передачи информации (сообщений) Уидоп , определяемой
требующимися достоверностью и приоритетом; Тпер. — Lc|(УиРсв^,К (0,0доп.)) - средний интервал времени передачи сообщений заданного объема Ьс со скоростью передачи информации (сообщений) Уи (вероятность Рсвм/К (а, адоп) здесь определяется выражением (5)); Ьс и у - для непрерывных (телефонных) сообщений измеряется в дв.ед. (двоичных единицах)
и дв.ед./с (принимающие любые положительные действительные значения), а для дискретных (телеграфных) сообщений и данных измеряются в битах и бит/с (принимающие целочисленные значения) [5, 6]. Очевидно, что вероятность, описываемая выражением (8), должна быть определена исходя из используемого вида связи и физической природы передаваемых при этом сообщений, от которых зависят представления У и У . .
В частности, основываясь на описании непрерывного (телефонного) сообщения через эпсилон-производительность гауссовского источника, для телефонной связи будут справедливыми следующие представления [5]
Уи = Щ ^2 (10а 10 Им ), Уи доп. = ^2 (10^./10 Им ).
(9)
Из (9) видно, что для телефонной связи скорости Уи и Уидоп определяются интенсивностью
(мощностью) речевого процесса, соотнесенного с величиной превышения уровня сигнала над уровнем шумов (помех) а на входе приемного устройства.
В случае телеграфной связи и передачи данных используются номинальные эксплуатационные скорости передачи информации (сообщений) Уи [1, 2].
Относительно представления допустимой скорости передачи информации Уидоп
телеграфных (дискретных) сообщений и данных следует учитывать, что на выходе-входе источника информации (входе-выходе кодера канала) они представляются как поток двоичных цифровых сигналов, соответствующих битам с логическими «0» и «1». При этом справедливым будет полагать, что передаваемые биты в информационном потоке равновероятны и независимы. Кроме того, канал передачи телеграфных сообщений (данных), ограничиваемый входом и выходом кодера канала, в общем случае является симметричным (с равными вероятностями ошибочного приема элементов двоичного цифрового сигнала) и без памяти (искажения элементов двоичного цифрового сигнала независимы друг от друга) [1, 6-8].
С учетом сделанных предположений, допустимая скорость передачи информации в случае телеграфной связи (передачи данных) без учета канального кодирования может быть определена равной пропускной способности двоичного канала передачи дискретных сообщений с шумами (помехами) и представлена в виде [6, 9]
Уи доп.
Уи [1 + Рь (Рь) + (1 - Ръ (1 - Ръ)],
(10)
где Рь - вероятность ошибки при приеме информационного бита, величина которой
устанавливается исходя из требуемого качества связи (соотнесенного с необходимой достоверностью и приоритетом передачи сообщений).
Значение вероятности Ръ в (10) должно соответствовать параметрам информационного
обмена и не зависит от вида манипуляции, используемого радиосигнала. Необходимый уровень помехоустойчивости определяется величиной ддои при заданном значении Рь .
В соответствии с (8)—(10) выражения для вероятности своевременной передачи сообщений (данных) можно представить в виде: для телефонной связи
Р
пер. тлфМf,К
(б> <2доп. ) = 1 - ^
б log2 (10) + 10log2 (Им ) бдоП. log2 (10) + 10log2 (Им )
Р
св. Nf, К
(а,.)
(11)
для телеграфной связи и передачи данных
Рпер. тлг.,К (б> бдоп. ) - 1 eXp
Рсе. N f, К (б, бдоп.)
1 + Ръ ^2 (РЪ ) + (1 - РЪ )log2 (1 - РЪ )
(12)
Следует отметить, что выражения (2)-(12) применимы так же и в случае оценки средней информационной эффективности систем радиосвязи на группе частот в условиях радиоэлектронного подавления (РЭП). С учетом наиболее важных для практики применения радиосредств допущений, средний временной интервал работы радиолинии на одной частоте т р
определяется средним временем реакции комплексов РЭП т
рэп
т р т рэп т рр + т рп
(13)
где трэп представляется как средний интервал времени от момента начала работы радиолинии
на рабочей частоте до начала работы передатчика помех на этой частоте, который, как правило, включает в себя средние интервалы времени радиоразведки трр и радиоподавления трп .
Анализ зависимости средней информационной эффективности ДКМВ систем связи от условий связи в режиме ЧАРЛ. На основе выражений (2)-(12) могут быть получены зависимости средней информационной эффективности от превышения уровня сигнала над уровнем шумов (помех) б в диапазоне возможных значений показателя ддои при различных
условиях связи в К радиолиниях и режиме ЧАРЛ с соответствующими параметрами ( к = тр /тп
и Nf ). Примеры подобных зависимостей для систем телефонной связи и телеграфной связи
(передачи данных) приведены на рисунках 1 и 2 соответственно.
Представленные на рисунках 1 и 2 зависимости соответствуют условиям: имеют место наилучшие условия связи ионосферными (пространственными) радиоволнами ДКМВ диапазона с СКО ад = 10,5 дБ в расчетном параметре £ [2];
связь обеспечивается в режиме ЧАРЛ в трех радиолиниях (К = 3 ) на группе из Nf частот
( Nf =10 и Nf =25) с различными соотношениями к = тр!тп ( к = 5 и к = 100 );
в системе телефонной связи используется радиосигнал с амплитудной модуляцией (АМ) с коэффициентом АМ та =0,3 при и =2,0 и Им =0,165 (рисунок 1);
в системе телеграфной связи (передачи данных) используется радиосигнал с относительной фазовой манипуляцией (ОФМн) с частотной эффективностью = 0,33, а вероятность
_3
ошибки при приеме информационного бита Рь равна 10 (рисунок 2).
Из характера представленных на рисунках 1 и 2 зависимостей следует, что повышение средней информационной эффективности в режиме ЧАРЛ обеспечивается как за счет увеличения
значения соотношения средних временных интервалов работы радиолинии на одной частоте т р
и перестройки радиолинии на новую частоту тп , так и за счет использования для построения К радиолиний большего количества частот N у . В наибольшей степени это повышение связано с
ростом соотношения к = тр!тп. Невысокие значения этого соотношения (большие тп и/или
малые тр ) приводят к значительному снижению средней информационной эффективности
системы из-за потерь временного ресурса на перестройку рабочих частот. При этом увеличение количества используемых частот N у обеспечивает повышение средней информационной
эффективности лишь в области относительно невысоких величин Q (рисунки 1б и 2б) . Приближение средней информационной эффективности к потенциальным значениям информационных эффективностей Птлф.Ам и Цтлг.(пд)ОФМн имеет место только при к > 100.
Различный характер зависимостей, приведенных на рисунках 1 и 2, объясняется особенностями физической природы передаваемых сообщений.
а)
АМ
IV/= 10)
1К
л»'1 •
б)
Рисунок 1 - Сравнение зависимостей средней информационной эффективности при телефонной связи ионосферными волнами в ДКМВ радиоканалах
в
В
о
В 2 А
е
о" §
£ в = н
К У, § ■ 01
сь
О
0"п.' дБ
а)
ы э1
и
"Ус^,00 20
<*>*» дв
б)
Рисунок 2 - Сравнение зависимостей средней информационной эффективности при телеграфной связи (передаче данных) ионосферными волнами в ДКМВ радиоканалах
В частности, увеличение на рисунке 1 средней информационной эффективности в системах телефонной связи при повышении Q объясняется ростом передаваемого в единицу времени количества информации и потенциальной помехоустойчивости. Это увеличение ограничивается при больших значениях из-за необходимости обеспечения более высокого качества связи.
На рисунке 2 наибольшие значения средней информационной эффективности систем телеграфной связи (передачи данных) обеспечиваются при относительно не высоких Q и ,
соответствующих условиям передачи сообщений (данных), обеспечивающим сосредоточение мощности радиосигнала в полосе пропускания канала.
Следует отметить, что при выполнении условия Рь < 10_3, подобные приведенным на рисунке 2 зависимости практически не зависят от изменения значений вероятности Рь. Это
обусловлено снижением предполагаемых потерь информации до уровня, при котором, исходя из (10), потенциальная пропускная способность системы связи практически равна используемой номинальной скорости передачи информации, т. е. скорости Уи и Уидоп в (8) примерно равны.
Можно утверждать, что характер зависимостей на рисунках 1 и 2 связан с особенностями использования частотно-энергетического ресурса радиоканала:
в системах телефонной связи скорость передачи информации растет в соответствии с повышением пропускной способности канала при увеличении Q ;
в системах телеграфной связи (передачи данных) сообщения (данные) передаются на заранее заданных номинальных эксплуатационных скоростях передачи информации, значения которых не зависят от роста пропускной способности канала.
Приведенные на рисунке 3 зависимости позволяют сравнить средние информационные эффективности систем телефонной связи с АМ (при та =0,3, и = 2,0 и Нм =0,165) и
•.(ид) = 0,33 и Р = 10
-3
), использующих
т п = 100 и N у =10 ) в одной
телеграфной связи (передачи данных) с ОФМн (при у обычный (неадаптивный) режим связи и режим ЧАРЛ (при к = т р / ( К = 1) ионосферной радиолинии (при сд = 10,5 дБ ).
Из рисунка 3 а видно, что в системах телефонной связи применение режима ЧАРЛ в сравнении с обычным (неадаптивным) режимом в диапазоне примерно одинаковых значений 2 и при обеспечении связи в одной радиолинии позволяет существенно повысить среднюю информационную эффективность. В случае сочетания больших значений 2 с малыми значениями ддоп и наоборот (малых 2 с большими ддоп ), средняя информационная эффективность телефонной системы связи в обычном (неадаптивном) режиме несколько выше, чем в режиме ЧАРЛ. Это связано с ограниченным изменением значений вероятностей обеспечения связи и своевременной передачи сообщений (они или близки к единице, или близки к нулю) в сочетании с расходом (пусть даже и минимальным) временного ресурса системы на
перестройку частот в режиме частотно-адаптированной радиолинии. Очевидно, что интервал т п не может быть бесконечно малым и соотношение к = тр /тп принимает конечное (но не
бесконечно большое) значение.
В соответствии с зависимостями на рисунке 3б средняя информационная эффективность систем телеграфной связи (передачи данных) при работе в одной радиолинии с использованием режима ЧАРЛ выше, чем в обычном (неадаптивном) режиме. Это связано с более рациональным использованием частотно-энергетического ресурса канала связи в режиме ЧАРЛ при фиксированных скоростях передачи информации и примерно одинаковых значениях 2 и 2дои .
Представленные на рисунках 1, 2 и 3 графики соответствуют вариантам систем связи с наиболее простыми видами модуляции и манипуляции (АМ и ОФМн). При использовании других, более эффективных и помехоустойчивых радиосигналов, характер подобных зависимостей остается таким же, как и на приведенных рисунках. В зависимости от вида модуляции (манипуляции) изменяются лишь значения средней информационной эффективности. Очевидно, что эти значения определяются как частотной, так и энергетической эффективностями радиосигнала, так и его потенциальной помехоустойчивостью.
Из характера приведенных выше зависимостей следует, что для обеспечения наибольшего уровня средней информационной эффективности системы связи в режиме ЧАРЛ необходимо использовать как можно большее количество частот N у и максимально возможное соотношение
к = тр Iтп . При этом следует учитывать условия и особенности организации радиосвязи, от
которых зависит возможность увеличения N у и т р .
В свою очередь, минимизация тп может быть достигнута только за счет улучшения
технических характеристик используемых радиосредств и не зависит от условий связи.
Известно, что возможность использования в режиме ЧАРЛ максимального числа частот N у представляется фактором, зависящим, в основном, от состояния среды распространения
радиоволн. От состояния радиолинии и уровня помех в точке приема зависит также и величина интервала тр . В этой связи, в рамках решения приоритетных задач технической реализации перспективных систем связи ДКМВ диапазона, более значимым является минимизация среднего временного интервала тп [1-3].
*>».>дв
- *
а)
^тлг (пд) ОФМн
(к = 100, = 10)
■0,15
0,05
10
/Б
/а
б)
Рисунок 3 - Сравнение зависимостей средней информационной эффективности при телефонной связи и телеграфной связи (передаче данных) ионосферными волнами в ДКМВ радиоканалах при АМ и ОФМн в радиолинии в обычном (неадаптивном) режиме и в режиме ЧАРЛ
В общем случае затрачиваемый в режиме ЧАРЛ на перестройку радиолинии на новую рабочую частоту средний временной интервал тп может быть представлен в виде суммы нескольких основных составляющих [1, 2]
т = т + т + т п ан. упр. пер.
(14)
где т - средний интервал времени анализа сигнально-помеховой обстановки на группе
выделенных для ведения связи частот, т
упр.
среднии интервал времени для передачи команд
среднии
управления и управления перестройкой радиолинии с частоты на частоту, тпер интервал времени непосредственной перестройки радиосредств с частоты на частоту.
Интервал тпер является несократимой составляющей в (14), поскольку он необходим для
физической перестройки радиосредств.
Очевидно, что минимизация среднего временного интервала тп
возможна за счет
сокращения в рамках алгоритма частотной адаптации интервалов тан и тупр . Рациональным представляется частичная или полная реализация процедур анализа и управления в течение интервала работы радиолинии на используемой рабочей частоте т , т. е. до начала физической
перестройки на другую частоту. В этом случае можно частично или полностью исключить тан
и тупр из интервала тп . Данный подход лишь частично используется в алгоритмах управления
ЧАРЛ современных систем ДКМВ радиосвязи. В основе построения этих алгоритмов, как правило, лежит простеишии вариант метода случаиного поиска приемлемои частоты по условиям обеспечения необходимого качества связи. Наиболее существенным недостатком применяемых в настоящее время алгоритмов адаптивного ведения связи является отсутствие возможности использования априорных сведений о сигнально-помеховой обстановке на выделенных для обеспечения радиолинии частотах [1-3, 10]. Это приводит к значительным временным потерям из-за увеличения тан и, частично, тупр .
Получение необходимых для оценки средней информационной эффективности ДКМВ системы связи априорных сведений о сигнально-помеховой обстановке возможно за счет реализации в аппаратуре адаптации функциональных возможностей, обеспечивающих оценку (измерение) в точке приема уровней шумов (помех) и сигнала. Это можно выполнить исходя из прогнозного расчета линии связи и результатов зондирования ионосферы в районе переотражения радиоволн ДКМВ диапазона. В частности, для прогнозных расчетов перспективным представляется использование данных ресурсов проектов IRI (International Reference Ionosphere - Международная эталонная ионосфера) и RIM (Reference Ionospheric Model - Эталонная модель ионосферы), а для зондирования, с учетом возможного воздействия средств РЭП, применение транс-ионосферного зондирования ионосферных линий связи [10-12].
Выводы. Предложенный способ оценки информационной эффективности может быть использован для обеспечения стабильного информационного обмена в декаметровых системах связи на основе частотно-адаптивных радиолиний. Для оценки информационной эффективности предполагается использовать ее среднюю величину исходя из условий связи.
Приведенные результаты оценки средней информационной эффективности ДКМВ систем связи в режиме ЧАРЛ могут быть использованы для определения основных направлений технического совершенствования перспективных комплексов радиосвязи, обеспечивающих автоматизированную или автоматическую адаптивную связь с учетом стохастического изменения параметров используемых ионосферных линий связи.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Головин О.В., Простов С.П. Системы и устройства коротковолновой радиосвязи. М.: Горячая линия. Телеком, 2006. 598 с.
2. Ермаков Е.К. Авиационные системы связи: учебник / Е.К. Ермаков. Системы и средства связи. Монино: ВВА им. Ю.А. Гагарина, 1992. Ч. 2. 284 с.
3. Комарович В.Ф., Романенко В.Г. КВ радиосвязь. Состояние и направления развития // Зарубежная радиоэлектроника. М.: Радио и связь. 1990. № 12. С. 3-16.
4. Дидрих В.Е., Шелковников М.А., Овсянников С.В. Методика комплексной оценки эффективности применения комплексов технических средств радиосвязи // Воздушно-космические силы. Теория и практика. 2024. № 29. С. 103-117. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.vva.mil.ru/ Izdaniay/VKS-teoriya-i-praktika (дата обращения 08.09.2024).
5. Зюко А.Г., Кловский Д.Д., Коржик В.И., Назаров М.В. Теория электрической связи: учебник для ВУЗов / Под ред. Д.Д. Кловского. М.: Радио и связь, 1998. 432 с.
6. Средства связи и системы передачи данных ВВС: учебник для слушателей и курсантов ВВУЗов ВВС / Под ред. А.И. Величкина. М.: Издание ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1985. 325 с.
7. Скляр Б. Цифровая связь: теоретические основы и практическое применение / Скляр Б., Гроза Е.Г. [и др.] (пер. с англ.). 2-е изд. М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. 1104 с.
8. Григорьев В.А., Лагутенко О.И., Распаев Ю.А. Сети и системы радиодоступа. М.: Эко-Трендз, 2005. 384 с.
9. Громов Ю.Ю., Дидрих В.Е., Шелковников М.А., Дидрих И.В. Оценка потерь в каналах передачи данных // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2019. № 6. С. 39-44.
10. Березовский В.А., Дулькейт И.В., Савицкий О.К. Современная декаметровая радиосвязь: оборудование, системы и комплексы / Под ред. В.А. Березовского. М.: Радио и связь, 2011. 444 с.
11. Бутримов М.А., Крюковский А.С., Лукин Д.С. Сопоставление результатов численного моделирования распространения радиоволн на основе модели ионосферы земли, основанной на данных радиотомографии, и модели IRI // Математическое моделирование физических процессов. Вестник. 2013. № 4. С. 7-11.
12. Коваль С.А. Ионосферный мониторинг в интересах перспективных адаптивных систем декаметровой радиосвязи: современное состояние и перспективы развития // Системы управления, связи и безопасности. 2020. № 4. С. 73-100.
REFERENCES
1. Golovin O.V., Prostov S.P. Sistemy i ustrojstva korotkovolnovoj radiosvyazi. M.: Goryachaya liniya. Telekom, 2006. 598 p.
2. Ermakov E.K. Aviacionnye sistemy svyazi: uchebnik / E.K. Ermakov. Sistemy i sredstva svyazi. Monino: VVA im. Yu.A. Gagarina, 1992. Ch. 2. 284 p.
3. Komarovich V.F., Romanenko V.G. KV radiosvyaz'. Sostoyanie i napravleniya razvitiya // Zarubezhnaya radioelektronika. M.: Radio i svyaz'. 1990. № 12. pp. 3-16.
4. Didrih V.E., Shelkovnikov M.A., Ovsyannikov S.V. Metodika kompleksnoj ocenki " effektivnosti primeneniya kompleksov tehnicheskih sredstv radiosvyazi // Vozdushno-kosmicheskie sily. Teoriya i praktika. 2024. № 29. pp. 103-117. ['Elektronnyj resurs]. Rezhim dostupa: https://www.vva.mil.ru/ Izdaniay/VKS-teoriya-i-praktika (data obrascheniya 08.09.2024).
5. Zyuko A.G., Klovskij D.D., Korzhik V.I., Nazarov M.V. Teoriya "elektricheskoj svyazi: uchebnik dlya VUZov / Pod red. D.D. Klovskogo. M.: Radio i svyaz', 1998. 432 p.
6. Sredstva svyazi i sistemy peredachi dannyh VVS: uchebnik dlya slushatelej i kursantov VVUZov VVS / Pod red. A.I. Velichkina. M.: Izdanie VVIA im. prof. N.E. Zhukovskogo, 1985. 325 p.
7. Sklyar B. Cifrovaya svyaz': teoreticheskie osnovy i prakticheskoe primenenie / Sklyar B., Groza E.G. [i dr.] (per. s angl.). 2-e izd. M.: Izdatel'skij dom «Vil'yams», 2003. 1104 p.
8. Grigor'ev V.A., Lagutenko O.I., Raspaev Yu.A. Seti i sistemy radiodostupa. M.: Eko-Trendz, 2005. 384 p.
9. Gromov Yu.Yu., Didrih V.E., Shelkovnikov M.A., Didrih I.V. Ocenka poter' v kanalah peredachi dannyh // Pribory i sistemy. Upravlenie, kontrol', diagnostika. 2019. № 6. pp. 39-44.
10. Berezovskij V.A., Dul'kejt I.V., Savickij O.K. Sovremennaya dekametrovaya radiosvyaz': oborudovanie, sistemy i kompleksy / Pod red. V.A. Berezovskogo. M.: Radio i svyaz', 2011. 444 p.
11.Butrimov M.A., Kryukovskij A.S., Lukin D.S. Sopostavlenie rezul'tatov chislennogo modelirovaniya rasprostraneniya radiovoln na osnove modeli ionosfery zemli, osnovannoj na dannyh radiotomografii, i modeli IRI // Matematicheskoe modelirovanie fizicheskih processov. Vestnik. 2013. № 4. pp. 7-11.
12. Koval' S.A. Ionosfernyj monitoring v interesah perspektivnyh adaptivnyh sistem dekametrovoj radiosvyazi: sovremennoe sostoyanie i perspektivy razvitiya // Sistemy upravleniya, svyazi i bezopasnosti. 2020. № 4. pp. 73-100.
© Дидрих В.Е., Шелковников М.А., Юдаков Д.С., Митрофанова С.В., 2024
Дидрих Валерий Евгеньевич, доктор технических наук, профессор, директор по инновационному развитию, АО «Тамбовский завод «Октябрь», Россия, 392029, г. Тамбов, ул. Бастионная, 1, [email protected].
Шелковников Михаил Алексеевич, кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник отдела стратегического развития, АО «Тамбовский завод «Октябрь», Россия, 392029, г. Тамбов, ул. Бастионная, 1, [email protected].
Юдаков Дмитрий Сергеевич, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры средств связи (и авиационных комплексов связи), Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж), Россия, 394064, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, 54А, [email protected].
Митрофанова Светлана Викторовна, младший научный сотрудник научно-исследовательского центра (проблем применения, обеспечения и управления авиацией Военно-воздушных сил), Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж), Россия, 394064, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, 54А, [email protected].
UDC 621.396.2 GRNTI 47.05.11
assessment of average information efficiency decameter communication systems in the mode frequency-adaptive radio
line
V.E. DIDRIH, Doctor of Technical Sciences, Full Professor
AO «TZ «Oktyabr'» (Tambov)
M.A. SHELKOVNIKOV, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor
AO «TZ «Oktyabr'» (Tambov)
D.S. YUDAKOV, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor
MERC AF «AFA» (Voronezh)
S.V. MITROFANOVA
MERC AF «AFA» (Voronezh)
A method for evaluating information efficiency is proposed, which can be used to ensure stable information exchange in decameter communication systems based on frequency-adaptive radio lines. As an assessment of information efficiency, it is assumed to use its average value based on communication conditions. The conditions for finding an estimate of the average information efficiency in the group use of frequencies in a frequency-adaptive radio line are determined, correlated with the probabilities of ensuring communication and timely transmission of messages. Analytical expressions have been obtained to evaluate the average information efficiency of decameter communication systems in the mode of frequency-adaptive radio line for various types of communication and the types of signal modulation (manipulation) used. It is shown that these expressions are also applicable in the case of electronic suppression of decameter radio communication. The presented dependences of the average information efficiency on the excess of the signal level above the noise level (interference), allow us to consider the features of the use of group frequency usage when communication conditions change. The analysis of the nature of changes in the average information efficiency based on the communication conditions and the number of operating frequencies used, as well as the ratio of the average time intervals of continuous operation and the time of adjustment of the frequency-adaptive radio line. The results of the analysis indicate the expediency of using frequency adaptation both in difficult decameter range communication conditions and in the case of electronic suppression. An approach to the modernization of control algorithms for decameter frequency adaptive radio lines is proposed, based on the results of an assessment of the potentially achievable average information efficiency of communication systems, taking into account a priori information about the signal-interference situation.
Keywords: average information efficiency, decameter communication system, frequency adaptive radio line, probability of communication, probability of timely transmission of messages, telephone communication, telegraphic communication, data transmission.
