Повышение эффективности функционирования декаметровых радиолиний Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ДЕКАМЕТРОВЫХ

РАДИОЛИНИЙ

Николашин Юрий Львович,

к.т.н., генеральный директор ОАО "Интелтех", Россия, Санкт-Петербург, intelteh@inteltech.ru

Будко Павел Александрович,

д.т.н., профессор, ведущий научный сотрудник ОАО "Интелтех", Россия, Санкт-Петербург, budko62@mail.ru

Жолдасов Еркинбай Саттарович,

к.т.н., доцент Военной академии связи, Россия, Санкт-Петербург, erkingolldasov@mail.ru

Жуков Геннадий Анатольевич, Ключевые слова: радиолиния, декаметровая радиосвязь,

к.т.н., доцент, ученый секретарь ОАО "Интелтех", многоканальное радиоприемное устройство, оптимальная

Россия, Санкт-Петербург, intelteh@inteltech.ru рабочая частота, программно-определяемое радио.

Предложен новый метод приема сообщений в симплексных радиолиниях, основанный на применении SDR-технологий и многоканальных перепрограммируемых радиоприемных устройств. Ранее качество оцифровки принятого радиосигнала было ограничено качеством звуковой карты, однако, за последние 5 лет произошел очередной прорыв в области миниатюризации и интеграции. Принцип работы SDR основывается на оцифровке принятого радиосигнала и дальнейшей обработке его уже в цифровой форме. При этом технология прямого цифрового преобразования и прямого цифрового синтеза с диапазонными фильтрами позволяет получить максимально высокие характеристики приёмного тракта. Большая нагрузка по окончательной обработке принимаемого сигнала ложиться на компьютер. В предлагаемом методе прием сообщения осуществляется за счет применения предварительной пространственной селекции и цифровой обработки сообщения с использованием SDR-технологий. Рабочая частота приема определяется автоматически. Фактически в многоканальном радиоприемном устройстве программно формируется множество радиоприемников по количеству разрешенных для данной радиолинии фиксированных рабочих частот. Шаг перестройки частотной сетки и вид радиолинии может быть изменен программно по исходным данным оператора (абонента). При этом под видом радиолинии понимается идентификационная автопусковая комбинация радиолинии, предшествующая началу передачи сообщения. Вероятность ложного приема автопусковой комбинации из-за увеличения количества каналов одновременного приема может быть снижена до заданного уровня за счет увеличения ее длины. Предлагаемые методы можно отнести к ресурсосберегающим технологиям, поскольку они позволяют: осуществить ведение декаметровой радиосвязи без привязки на приемной стороне к радиоданным (без обратного канала связи и частотно-временного расписания); отказаться от использования системы единого времени на радиоцентрах; сократить количество персонала, обслуживающих радиолинии; исключить ошибки персонала при перестройке парка радиоприемников приемного радиоцентра; снизить энергетику радиолиний; повысить экономический эффект; повысить вероятность доведения сообщений до абонентов за счет ведения радиосвязи на оптимальных рабочих частотах; вести работу с унаследованными радиолиниями.

Для цитирования:

Николашин ЮЛ., Будко П.А., Жолдасов Е.С., Жуков Г.А Повышение эффективности функционирования декаметровых радиолиний // Т-Сотт: Телекоммуникации и транспорт. - 2015. - №2. - С. 4-10.

Nikolashin Yu.L., Budko P.A., Zholdasov E.S., Zhukov G.A. The increase efficincy of decameter radio lines // T-Comm. 2015. No.2. Рр. 4-10.

For citation:

Введение

Известно [1-4], что в системах связи специального назначения особое место принадлежит средствам «прямой» радиосвязи, обеспечивающим возможности оперативного обмена информацией между абонентами минуя каналы и линии первичной сети связи и сетей связи общего пользования. К классу таких средств относятся не только линии декаметровой (ДКМ, I ОСИ-10 м) и метровой (MB, 10-4 м) радиосвязи (находят широкое применение практически во всех звеньях управления), но и линии тропосферной, радиорелейной и спутниковой радиосвязи. Учитывая территориальный размах РФ и ограниченные возможности гражданских сетей в экстремальной обстановке, можно ожидать, что ныне занимаемое ДКМ радиосвязью особое место в системе управления сил специального назначения сохранится и в обозримом будущем. Поэтому задачи изыскания путей эффективного развития ДКМ радиолиний безусловно приобретают все более актуальный и приоритетный характер. Все это требует пересмотра принципов построения сетей ДКМ радиосвязи и поиска путей формирования (построения) новых радиолиний сил специального назначения, основанных на применении широко внедряемых SDR-технологий, высокопроизводительных аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и программно-логических интегральных схем (ПЛИС) 5 поколения позволяющих создать многоканальные радиоприемные устройства (РПУ), Серийно уже выпускаются 32(64)-канапьные РПУ [I].

Постановка задачи

Анализ характеристик перспективной элементной базы и эффективных алгоритмов обработки цифровых сигналов показывает, что практически возможно реализовать РПУ в стандартном типоразмере Евромеханики (19 дюймов, 4(8) U) с числом независимых каналов параллельного приёма/обработки до 50-100 тысяч. Следовательно, при шаге сетки частот установки радиопередающего устройства (РПДУ) 100 Гц двумя многоканальными РПУ будет перекрыт диапазон до 20 МГц, чего фактически достаточно для реализации ДКМ радиосвязи. Таким образом, представляется возможность реализации нового способа доведения сообщений до удалённых объектов по ДКМ радиоканалу без знания частоты передачи на приёмном радиоцентре (ПРЦ) и в то же время позволяющего вести передачу на оптимальной для данного момента времени рабочей частоте (ОРЧ). Внедрение предложенного метода функционирования РЛ позволит повысить вероятность приёма сообщений за счёт исключения ошибок при установке частоты РПДУ и РПУ, а также за счёт обеспечения работы на ОРЧ в режиме on-line.

Определение ОРЧ в режиме реального времени может быть реализовано с использованием аппаратно-программного комплекса (АПК) типа «Мицар», с применением метода наклонно-возвратного зондирования (НВЗ) при помощи сигналов с линейно-частотной модуляцией (ЛЧМ) [2]. При этом в АПК «Мицар» целесообразно дополнительно реализовать алгоритм выбора ОРЧ радиотрассы по данным вертикального зондирования (ВЗ) [3]. Уйти от жесткого закрепления РПУ за каналом (РПДУ)

возможно увеличивая аппаратурные затраты (доводя количество РПУ до количества фиксированных рабочих частот РЛ). И если данная проблема до недавнего времени была практически не разрешимой, то с внедрением многоканальных программно-настраиваемых радиоустройств, приближение к ее решению все отчетливее.

Реализация многоканального РПУ

на ЗОН-технологии

Развитие технологий происходит постоянно, и с каждым годом компьютер всё больше и больше входит в наш обиход. Применение компьютера в практике построения РЛ на протяжении последних 15 лет ограничивалось ведением аппаратного журнала, управлением трансивера по ШС-интерфейсу да обработкой сигнала в цифровых видах связи. Со стремительным увеличением вычислительных мощностей и миниатюризацией интегральных схем, стало возможно встраивать микрокомпьютеры в классические трансиверы. Сначала обрабатывали детектированный низкочастотный (НЧ) сигнал, потом стали оцифровывать сигнал уже на низкой промежуточной частоте (ПЧ) - 12^48 кГц, и уже программно кодировать/декодировать любые виды модуляции. На этом до недавнего времени и остановилось развитие всех трансиверов с упором на применение компьютера при расширении сервиса управления и отображения. Однако принципы обработки сигнала остались всё те же, что и 80 лет назад, когда появилась сама идея принципа обработки сигнала на ПЧ. Остались и те же проблемы с побочными каналами приёма, нелинейностью множества каскадов обработки сигнала, качественной фильтрации и задачами правильного баланса усиления по каскадам и связанными с этим шумами.

Отличительной особенностью предлагаемого метода является то, что на передающем радиоцентре (ПДРЦ) ОРЧ передачи сообщения в интересах того или иного корреспондента определяется в соответствие с его географическим размещением и с учетом частотно-временной матрицей (ЧВМ) автоматически. В то время как на ПРЦ предварительной установки частоты приема и учета координат ПДРЦ не требуется. Это также является отличительной особенностью предлагаемого метода от активно применяемых еще с прошлого века частотно-адаптивных радиолиний (ЧАРЛ) [4]. В предлагаемом методе прием сообщения осуществляется за счет применения предварительной пространственной селекции (при известных координатах ПДРЦ) и цифровой обработки сообщения с использованием БОЯ-технологий. Рабочая частота приема определяется автоматически, например, на основе алгоритмов методики функционирования АПК возвратно-наклонного зондирования ионосферы [2]. Фактически в многоканальном РПУ программно формируется множество радиоприемников по количеству разрешенных для данной РЛ фиксированных рабочих частот: Л' Д^'Д/, где N -количество каналов (программно-формируемых приемников) в многоканальном РПУ; Д - полоса частот РЛ; А/- шаг частотной сетки возбудителя. Схемная реализация предлагаемого способа формирования РЛ, работающей без использования заранее заданных рабочих частот приведена на рис. I, Предложенная РЛ работает следующим образом.

j 1 Среда распвоетпэнения радиоволн (ионосфера[

~~ ~.Клиййймэсготж ¿" Га 7

ПРЦ

\1/\]/ модулироеаннь^ ПДРЦ Т Y сигнал наклсмютс -

наклонного зондирования ■юсферы

Упр. в*. яЗапрет изменения^ оптимальной рабочей

зондирования ионосферы \ /g

Упр. ex. «Оптимальна? рабочая

Источник сообщения

10 Бпйн фиксации оптимальной рабочей частоты

ГТ-

5 Радиопередающее устройство

6 7

Возбу- Усилитель

дитель мощности

14 Многоканальное перепрограммируемте 1 I РАДИОПРИЕМ нор устройство

БцПон оптимального сложения приема сигнала по парал-

Рис. I. Структурная схема радиолинии, построенной по предлагаемому методу: АФУ - антенно-фидерное устройство; БСА - блок согласования с антенной; Фп1 - фильтр т-го канала; СФ/"' - согласованный фильтр на автопусковую комбинацию т-го канала; Клп - электронный ключ т-го канала;

ДМл, - детектор/демодулятор т-го канала

На первом этапе на передающей стороне с помощью ионосфермо-волновой службы на основе использования долгосрочных (12-годовых, годовых, сезонных, месячных) и краткосрочных (дневных, ночных) радиопрогнозов солнечной активности, а также результатов вертикального или возвратно-наклонного зондирования ионосферы с помощью ЛЧМ сигналов АПК ВНЗ ионосферы 9 на ПДРЦ 2 осуществляется анализ состояния слоев ионосферы (среды РРВ I) с целью определения ОРЧ для формируемой радиотрассы с учетом района географического размещения объекта (ПРЦ 3). При этом в качестве аппаратуры ионосферного мониторинга и диагностики радиоканалов с использованием ЛЧМ сигналов 9 могут использоваться, например, АПК ВНЗ ионосферы «Мицар» [2], комплекс технических средств наклонного зондирования ионосферы «Сириус», базовая станция ионосферного мониторинга «Лань» и др. [3]. Все перечисленные комплексы радиомониторинга позволяют адаптировать данные получаемые с посторонних (в том числе и зарубежных) станций ВЗ и НВЗ ионосферы для заданной радиотрассы. В результате анализа состояния среды РРВ полученная ОРЧ для формируемой РЛ с учетом длины радиотрассы и географии размещения объекта (ПРЦ 3) поступает на управляющий вход «ОРЧ» блока фиксации ОРЧ 10 и далее на возбудитель 6 РПДУ 5.

На втором этапе информация, предназначенная для передачи в РЛ в виде кодограммы от источника сообщения 4 поступает на информационный вход возбудителя 6 РПДУ 5. Параллельно с этим на управляющий вход «Запрет изменения ОРЧ» блока фиксации ОРЧ 10 от источника сообщения А поступает сигнал запрета изменения ОРЧ на период времени передачи кодограммы. Это связано с тем, что АПК ВНЗ ионосферы 9 осуществляет мониторинг состояния среды РРВ постоянно, в режиме on-line, что может привести к смене ОРЧ в возбудителе в момент передачи кодограммы, а также к ухудшению электромагнитной обстановки (электромагнитной совместимости - ЭМС) на ПДРЦ 2. Поступившая на передачу кодограмма отправляется абоненту

РЛ (объекту) из возбудителя 6 на вход усилителя мощности 7 РПДУ 5 и далее через АФУ 8, где преобразуется в высокочастотное колебания на ОРЧ диапазона ДКМ волн, среду РРВ I на АФУ I I приемной стороны.

На третьем этапе на приемной стороне принятый радиосигнал из АФУ I I поступает на блок согласования с антенной 12, предназначенный для согласования принятого АФУ I I радиосигнала с канальными трактами приема 15 многоканального перепрограммируемого РПУ 14. В данной модели БСА I I выступает в роли многоканального динамического пространственно-частотного фильтра с параметрическим управлением его характеристиками. [5, 6]. С его выходов принятый сигнал параллельно поступает в цепочки трактов приема I 5 , каждый из которых состоит из программно-настраиваемого диапазонного селективного фильтра (Фт) 16, выход которого параллельно подключен к соответствующему т-му электронному ключу (Клгп) 18 и т-му согласованному фильтру на автопусковую комбинацию (СФт™) 17, выход которого соединен с управляющим входом т-го электронного ключа 18, выход которого поступает на вход т-го детектора/демодулятора (ДМ^) 19. При срабатывании т-го согласованного фильтра на автопусковую комбинацию 17 т-го тракта приема I 5„, многоканального перепрограммируемого РПУ 14, который был настроен на ОРЧ (из всего доступного принимаемого диапазона волн) управляющий сигнал с выхода т-го согласованного фильтра на автопусковую комбинацию 17 открывает т-й электронный ключ 18 и принятая кодограмма поступает на с т-го селективного фильтра 16 на т-й детектор/демодулятор 19, Для повышения вероятности приема сообщения при частотно-пространственном разнесении, когда копии сообщения могут поступать по нескольким каналам, используется идентификация с последующим мажоритарным сложением принятых копий сообщения, что реализуется в блоке оптимального сложения приема сигнала по параллельным каналам 20, М входов которого соединены соответственно с/VI выходами детекторов/демодуляторов 19 трактов приема 15 многоканального перепрограммируемого РПУ 14. С выхода блока оптимального сложения приема сигнала по параллельным каналам 20 принятый сигнал поступает на регистрирующее устройство 21 и далее в виде кодограммы - получателю сообщения 22.

Под видом РЛ здесь понимается идентификационная автопусковая комбинация РЛ, предшествующая началу передачи сообщения. При этом автопусковая последовательность (АП) (комбинация) является отличительным признаком РЛ. Вероятность ложного приема АП из-за увеличения количества каналов одновременного приема может быть снижена до заданного уровня за счет увеличения ее длины. На передающей стороне РЛ шаг сетки возбудителя можно обеспечить с кратностью вплоть до 10 Гц (и даже I Гц), однако это влияет на рост числа радиоприемников, программируемых на основе использования ПЛИС.

Обеспечение оптимального сложения приема

сигнала по параллельным каналам

Учитывая, что частотный сдвиг между соседними каналами приема сигнала меньше полосы спектра сигнала, на решающее устройство (блок принятия решения) может

поступить несколько копий сообщений. Кроме того, при использовании М территориально-частотно-разнесенных источников сигнала (что, как правило, применяется для передачи информации на удаленные морские объекты), имеющих малый коэффициент корреляции между каналами, количество таких копий сигнала (сообщения) дополнительно увеличивается в М раз. Одним из экономичных способов с точки зрения сокращения вычислительных операций при синтезе суммарного решения о принятой информации является позначное весовое мажоритарное сложение.

Учитывая, что частотный сдвиг между соседними каналами приема сигнала меньше полосы спектра сигнала, на решающее устройство (блок принятия решения) может поступить несколько копий сообщений. Кроме того, при использовании М территориально-частотно-разнесенных источников сигнала (что, как правило, применяется для передачи информации на удаленные морские объекты), имеющих малый коэффициент корреляции между каналами, количество таких копий сигнала (сообщения) дополнительно увеличивается в М раз.

Одним из экономичных способов с точки зрения сокращения вычислительных операций при синтезе суммарного решения о принятой информации является позначное весовое мажоритарное сложение. Рассмотрим способ определения весовых коэффициентов. Пусть при приеме знака сообщения по <2 каналам зарегистрировано нкоалиционных групп, содержащих q(r¡} знаков г, с7(г3) знаков гг, ..., q(r) знаков г,и сДг„) знаков с обнаруженными ошибками, причем величина

(¡(г,) может принимать значения от I до <2, а }], г, принадлежат алфавиту из Иразрешенных знаков. Рассмотрим произвольную пару коалиционных групп с соответствующими априорными и апостериорными условиями вероятности приема:

{фи^К-Л^феи^О;.) о)}.

{ф I I Шо)} ■

Воспользовавшись формулой умножения вероятностей и формулой Байеса [6], представим данные условные вероятности в явном виде (I). Предполагая априорное равенство вероятностей передачи различных знаков сообщения, с учетом формул (I) и критерия максимального правдоподобия, получаем правило (2) решения о передаваемом знаке:

,__I р (г.)1'"' '

г{«г„>,,(,.) |,)=—п ., ; , II .ПП р,,с-).

рШ 1 ,,...11-

-р,

(Г\ЧЩ) v Лч1

(I)

--/^WsWwWI';)

I'(r.\q(r„),q(rt))- —-V -

^{чЫ-яЫ '■ )

,т=0

, -, P(rj)p{q(r„),qir,)\ri)

л)

.V j

,/(,-, I «1Г. j

II '■••'II i"•'

3"i> ilr.)

П A-fr,)> П 40-Д

s=l s=l

(2)

где Л (к) = ' Р"Ш1{1') и А .(г ) = 1 .

Р " Лр.Лг)

Учитывая, что Л (г) > I и Л,'(г) > I. правило (I) представим в следующем виде:

(3)

РтРЛГ,)

что

Р:РМ>

Р т„

эквивалентно по-

Ф ■ T?v »-1 ' ' " 0_|

значному мажоритарному сложению с весовыми коэффициентами в s-м канапе:

(0-1)0 -Р......)

К — In -

(4)

/V

В том случае, когда количества коалиционных групп в принятой по Q каналам реализации сигнала равно двум, переданной знак определяется по правилу (3). При наличии большего числа коалиционных групп необходимо вычислить с использованием формулы (4) значения сумм

У Ks (rt), у1 К .(к ) и расположить их в виде вариацион-

Л I я 1

ного ряда с убывающими членами. Тогда, значение г, соответствующее первой сумме вариационного ряда, т.е.

v'',) Г.Д<1) il'.'t 1

Y К, (1]) = max £ КС1)- S К> <Гу > ' ЯВЛЯСТСЯ опти"

мальным решением о переданном знаке при использовании критерия максимального правдоподобия.

В том случае, когда при передаче сообщения не используется второй контур кодирования и отсутствует семантическая избыточность, а первичный код имеет малую исправляющую способность, целесообразно ввести более жесткие критерии выбора решения s при поэлементном весовом мажоритарном сложении, весовые коэффициенты при котором определяются аналогичным способом [7].

Данный принцип, описанный в процессе разработки многоканального РПУ позволяет перейти к созданию поме-хозащищенных РЛ.

Типы радиолиний декаметрового диапазона

В настоящее время наиболее широкое применение в ДКМ диапазоне волн имеют три типа РЛ. Рассмотрим их эффективность.

Оценим вероятность доведения сообщений при работе L узкополосных РЛ с закрепленными рабочими частотами (РЧ) (РЛ I типа) в диапазоне Д содержащем М разрешенных РЧ, N из которых случайным образом заняты помехой. В рамках данной модели будем считать, что при совпадении частоты передачи двух и более РЛ или помехи и РЛ происходит потеря сообщений. Тогда, если N=0, то в Д можно организовать совместное функционирование без потерь сообщений /¡'^ = М РЛ I типа. Если N 0, то вероятности доведения сообщения от одной (/J111) и от всех (Р,'11) РЛ можно найти по формулам:

T-Comm #2-2015

Р" =1 -лг— м

fr м - L

,N<M-L,

(6)

Hi 1 —f

UJI , м)

| О, Аг>Л/-£.

Из выражений (5) и (6) видно, что уже для N - ЮОчЗОО качество связи становится неудовлетворительным даже при сравнительно небольшом числе РП (¡. = 10-20). Существенно лучшие характеристики по доведению сообщений могут быть получены для частотно-адаптивных радиолиний (ЧАРЛ) (РЛ II типа) с т неперекрывающимися РЧ. В этом случае Г 1, Л' < гп-1,

= I II

tl ,=| т

J-*} (""**>!

т-кк j

£

1-1 V J ij-k-If

IK of

(8)

«Платой» за улучшение качества связи в случае использования РЛ II типа является снижение числа РЛ, которые можно разместить в выделенном частотном диапазоне

М I'1'

/;"'. =-— = Отметим, что для ЧАРЛ с равнодоступ-

т т

ными частотами во всем диапазоне /3 теоретически _ М, однако при этом состояние системы (коллектива РЛ), соответствующее качественному приему по всем РЛ оказывается неустойчивым. Это приводит к резкому увеличению потока смены РЧ при переходе хотя бы одной РЛ в режим поиска «чистой» РЧ и, как следствие, к ухудшению приема в одних и обрыву связи в других РЛ [8]. Рассмотрим некоторые характеристики РЛ с псевдослучайной перестройкой рабочих частот (ППРЧ) (РЛ III типа). Вероятность доведения одного знака сообщения хотя бы от одной РЛ, работающей в коллективе из L РЛ, можно представить в виде

I^m = M-Nfl I 1 М 1 М Если же передача каждого знака сообщения осуществляется последовательно к раз (со сменой РЧ после каждого излучения), а на приеме производится автовыбор этого знака, то тогда вероятность его доведения равна:

(7)

I ){п-к„-1)\'

где суммирование производится по множеству G, содержащему возможные разбиения L по к.

Для инженерных расчетов можно воспользоваться приближенной формулой

„(III) _ üini] /ptiinv1 (91

Погрешность формулы (9) объясняется отсутствием в ней учета зависимости между вероятностями одновременного правильного приема различных знаков, причем с увеличением к, в силу ослабления этой зависимости, точность формулы повышается. Для к= I и M>L погрешность формулы можно оценить следующим образом (с целью упрощения записи считаем N=0):

[M]L _ м (М-I) (Л/-/. + 1) М '

„(14)

= 1 I

I

мА" м

В то же время

М М

I

~м

(' ¿г

Л(|]|>

I

м

Сравнивая (9) и (10), получаем

_Гыш> 1

Из (10) следует, что уже для

(Ю)

= 0,9 погрешность

Из (7) следует, что для любого /¡'1Ш > 0 всегда найдется такое к, которое обеспечит выполнение неравенства РКк) >1 —гА где е - сколь угодно малая величина. Таким образом, с помощью к-кратного повторения передачи каждого знака может быть достигнута требуемая вероятность правильного приема даже при 1> М. При решении практических задач по организации связи основной интерес, как правило, представляет нахождение вероятности доведения сообщения от всех корреспондентов, однако в общем виде формула для Д^.11 оказывается достаточно громоздкой и

сложной даже для машинного счета. Действительно, с учетом формул, полученных в [9], искомая вероятность равна:

вычислений не превосходит 10%.

Таким образом, по сравнению с РЛ, работающих на фиксированных частотах, а также ЧАРЛ, радиолинии с ППРЧ позволяют обеспечить устойчивую радиосвязь даже при превышении общего количества функционирующих радиолиний над количеством выделенных рабочих частот. Кроме того, дополнительным положительным свойством РЛ с ППРЧ является «уход» от ДКМ канала с пакетированием ошибок, к каналу со случайными ошибками, что позволяет использовать более эффективные коды.

Представление полученных результатов

В настоящее время ОАО «Интелтех», совместно с Военной академией связи реализовала макет устройства приема сообщений без радиоданных с количеством каналов в многоканальном РПУ до 16500.

Принципы работы систем многоканального приема радиосигналов ранее широко были использованы для анализа и контроля радиоэфира. Так, аналогом многоканального РПУ является современный анализатор спектра, например фирмы Тескгготсэ, обеспечивающий формирование спектрограмм с визуальным представлением амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) заданной полосы частот. Спектрограмма действующих радиолиний ДКМ диапазона волн, полученная с помощью разработанного многоканального РПУ представляет из себя амплитудно-частотно-

временную зависимость рис. 2 (верхняя вертикальная полуось - амплитуда, горизонтальная ось - частота, нижняя вертикальная полуось - время). При этом амплитуда определяется цветом линии в градациях желто-красного (на нижней части спектрограммы), в зависимости от мощности принимаемого сигнала.

Сосредоточенный по спектру сигнал (помеха) отображается на спектрограмме в виде вертикальной линии (см. нижнюю часть рис. 2), а ЛЧМ сигнал зондирования ионосферы - наклонной линией. Красная вертикальная прерывистая линия - отображает работу РЛ в ключевом режиме азбуки Морзе. Построение такой спектрограммы фактически представляет из себя параллельное функционирование п РПУ без демодуляторов на конкретный сигнал.

Разработанное многоканальное РПУ наряду с двумерным изображением спектрограммы позволяет осуществлять ее трехмерную проекцию, что существенно повышает возможности анализа сигнала, в том числе и для РЛ с ППРЧ (см. рис. 3).

Таким образом, многоканальный радиоприем, реализация которого стала возможной благодаря современным ЗРК-технологиям и появлению высокопроизводительных АЦП и ПЛИС 5 поколения позволяет: осуществить автоматизированное ведение ДКМ радиосвязи фактически без привязки на приемной стороне к радиоданным (без обратного канала связи и частотно-временного расписания); повысить вероятность доведения сообщений до абонентов за счет обеспечения радиосвязи на ОРЧ.

Исходя из изложенного и учитывая динамичное развитие электронных элементов для устройств, реализуемых на базе БОЛ-технологий представляется возможным создать в бли-

жайшее время перспективную помехоустойчивую многодиапазонную (включая СДВ ч УКВ диапазоны волн) РЛ с использованием принципов построения многоканального РПУ.

Рис, 3. Масштабированная трехмерная проекция {3D) спектрограммы действующих радиолиний с ППРЧ, полученная с помощью разработанного многоканального РПУ

(частотный диапазон РЛ с ППРЧ показан фигурной скобкой)

Предложенные методы многоканального радиоприема на ОРЧ без использования СЕВ в модернизированном виде могут существенно повысить вероятностно-временные характеристики информационного обмена в специальных системах связи.

Литература

1. Банников ИМ, Березовский В.А, Валеее ММ., Хазан Г.К. Радиоприёмные устройства и радиоприёмные комплексы перспективных узлов коротковолновой связи / Международная научно-техническая конференция «Радиотехника, электроника и связь, РЭиС-201 I». -2011. - С. 121-125.

2. Андронова В.Н., Бредихин Д.В., Волов Ё.А., Макаров A.B. Разработка аппаратуры ионосферного мониторинга и диагностики радиоканалов с использованием ЛЧМ сигнала в ФГУП «НПП «Полёт» И Вестник академии военных наук, - 2009. - №3(28), -- С. 167-171.

3. Пономарчук С.Н., Грозов В.П., Котович Г.6. Расчёт характеристик наклонного распространения радиоволн по данным вертикального зондирования ионосферы II Вестник академии военных наук. - 2009. - №3(28). - С. 95-98.

4. Аппаратура автоматизированного ведения связи адаптивных радиолиний I Под ред. Д. Д. Наспедова. - Л.: ВАС, 1985. - 102 с.

5. Будяк B.C., Ворфоломеев АА, Кисмерешкин В.П. Схемы построения коротковолновых многоканальных антенных систем Н Вестник Академии военных наук. - 2009. - №3 (28). - С. 43-46.

6. Б/зов АЛ. Современные тенденции развития антенной техники ДКМ В-радиосвязи // Антенны. - 2007. - Вып. 10(125). - С. 44-50.

7. Жуков Г.А. Эффективность совместного использования различных методов обработки сигналов при приеме параллельным каналам // Техника средств связи. Сер. ТПС. - 1984. -Вып. 6. - С. 66-74.

8. Жуков Г.А. Оценка избыточности коротких сообщений в радиолиниях с псевдослучайной перестройкой рабочих частот И Техника средств связи. Сер. ТПС. - 1985. - Вып. 1. - С. 133-139.

9. Шибанов B.C., Ьровцын С.Н., Жуков Г.А., Попков В.Я. Обмен данными при ограниченных частотно-временных ресурсах // Техника средств связи. Сер. ТПС. - 1984. - Вып. 6. - С. 75-85.

н I ; - ч ■1 ■и н !

В ■ 11 , Г-"— il Г / / 1 1 к L 1 М

! ■НИИ mm н 1

ж 11!

Рис, 2. Масштабированная спектрограмма действующих радиолиний декаметрового диапазона волн, полученная с помощью разработанного многоканального РПУ

Заключение