Научная статья на тему 'Учет геофизических факторов, негативно влияющих на работу систем спутниковой связи'

Учет геофизических факторов, негативно влияющих на работу систем спутниковой связи Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
215
53
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Область наук
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по физике , автор научной работы — Павлова Г. Г.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Учет геофизических факторов, негативно влияющих на работу систем спутниковой связи»

между клиентами. Поэтому криптоаналитик, завладевший сервером, может ложно аутентифицировать клиентов, но не вскрыть открытый текст или получить ключ шифрования.

В разработанной системе реализовано 6 алгоритмов симметричного шифрования для обмена информацией между клиентами и один алгоритм RSA с парой открытый/закрытый ключ для протокола аутентификации.

Особенности системы следующие:

1) Сервер связывается с клиентами, используя ГР каналы. Порты соединения выбираются динамически из диапазона [1024. 5000] - порты, выделенные консорциумом IP для использования «неофициальными» приложениями, т.н. third party.

2) Сервер выполняется в виде фоновой системной службы Windows, отличается повышенной стабильностью и пониженной требовательное!ью к ресурсам вычислительной машины, за счет использования современных моделей многопоточного программирования.

3) Сервер регистрирует все значительные события и подозрительные действия клиентов.

4) Сервер по защищенным каналам связи управляется как с текущей ЭВМ, так и с удаленной ЭВМ не становясь при этом уязвимым.

Протокол регистрации клиента на сервере выглядит следующим образом:

1) Клиент генерирует случайную 64-битовую последовательность RAND и сохраняет ее. Данная последовательность будет ключом аутентификации. Каждый старший бит каждого байта RAND -бит четности.

2) Клиент шифрует RAND с помощью известного открытого ключа сервера (алгоритм RSA) и посылает шифр серверу.

3) Сервер расшифровывает ключ и сохраняет его в базе данных.

Протокол входа зарегистрированного клиента в систему выглядит следующим образом:

]) Сервер генерирует случайную 64-битовую последовательность SRAND и шифрует ее шифром DES с помощью ключа аутентификации клиента, получает при этом шифр SENC.

2) Сервер посылает SRAND клиенту.

3) Клиент шифрует SRAND своим ключом аутентификации и получает CENC, которое посылает серверу вместе со сл>чайно сгенерированной 64-битовой последовательностью CRAND.

4) Сервер сравнивает SENC и CENC, если они равны, сервер убеждается в подлинности клиента.

5) Сервер шифрует CRAND ключом а>тентификации клиента и получает SENC0, которое отправляет клиенту.

6) Клиент шифрует CRAND своим ключом аутентификации и получает CENC0. Если CENC0=SENC0, клиент убеждается в подлинности сервера.

ЛИТЕРАТУРА

1. В. Schneier. Practical Cryptograph) : Designing and Implementing Secure Cryptographic Systems. -John Wiley & Sons, 2004. - 432c.

2. B. Schneier Applied Cryptography . 2-е издание. John Wiley & Sons, 1996. - 758c.

Г.Г. Павлова

УЧЕТ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ, НЕГАТИВНО ВЛИЯЮЩИХ НА РАБОТУ СИСТЕМ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ

Применение искусственных спутников Земли (ИСЗ) для осуществления радиосвязи открыло новые возможности в построении широкополосных систем. Но существует целый ряд факторов, негативно влияющих на качественные показатели работы систем спутниковой связи (ССС). Проведен анализ этих негативно влияющих факторов, в частности, для геостационарных ИСЗ, дрейфующих около заданной точки, называемой точкой стояния.

Перемещение спутника относительно земной станции приводит к непрерывному изменению фазы принимаемого поля, в результате чего частота принимаемых сигналов отличается о г передаваемой частоты, то есть имеет место эффект Доплера.

Рис 2

Дрейф геостационарного ИСЗ относительно точки стояния

Обобщенная формула для вычисления частоты, изменяющейся вследствие взаимного, в противоположны к направлениях удалении передатчика и приемника выглядит так:

сТ + иТ с + о

где и' - скорость движения приемника, а V - скорость движения передатчика {

Для расчета доплеровско! о сдвига применительно к частотам, передаваемым и принимаемым с борта слугника на неподвижной земной стации, можно использовать соответствующие формулы.

О

"Р - £ £

АГ = - К. = ——0——— Р.. = —--------- ----1 - для приближающегося ИСЗ- передатчика,

0 с-исовр 0 с-исо$<р

Ы? = Е - К =-

с + исо$<р

-^0=~

с + исоъср

+ ] - для удаляющегося ИСЗ - передатчика,

А Г 17 г (с + и' со$ Ф) т? с + » соэ (р л

Л/4 - г 1 — г() — -——-——- — г0 —-------------------------------------------------------- -1 - для приближающегося ИСЗ - приемника,

(с — ^ соэ </?)

-*■<> =

с — о со$<р

+1 - для удаляющегося ИСЗ - приемника,

где - частота передаваемого сигнала, Р\ - частота принимаемого сигнала, и или V -скорость движения -ИСЗ, (р - величина угла между направлением линии связи и направлением движения искусственного спутника Земли/

В соответствии с временной диаграммой частотного сдвига, вызванного эффектом Доплера для С - и Ки - диапазона (рис. 3) можно сделать вывод, что эффект Доплера приводит не только к изменению несущей частоты, но и вызывает деформацию спектра передаваемого сообщения не только при использовании ИСЗ, движущихся на наклонных орбитах, но и геостационарных спутников.

¿РХц

Гмфик '

Рис. 3 ,

Временная диаграмма частотного сдвига, вызванного эффектом Доплера для С-и Ки-диапазона

Применительно к частотному диапазону передаваемых или принимаемых сообщений выявлено, что существует неравномерность сдвига всего диапазона частот, - верхние частоты спектра будут сдвигаться на большую величину, чем нижние, а также имеет место сужение или расширение спектра

принимаемых частот в зависимости от сближения приемника и передатчика или удаления их друг от друга (рис. 4). При приближении дрейфующего ИСЗ к ЗС и изменении координат на +1° по азимуту и на ±2° по углу места относительно угловых координат основной точки стояния ИСЗ оказывается, что в С-диапазоне смещение спектра частот составляет величину порядка -210 Гц, а при удалении дрейфующего ИСЗ от ЗС - величин) порядка + 180 Гц. а в Ки-диапазоне эти величины соответственно составляют -570 Гц и -1-640 Гц

-Ж *

Направление юг-гевер ГИСЗ удаляете ч)

Направление север-юг (КОС прр.Кікжзмі'ч)

/,Гщ

Г,- 'мУ-і Га Г,, Г(^-Г Гн

Рис. 4

Деформация спектра передаваемого сообщения, вызванная влиянием эффекта Доплера

Для того, чтобы компенсировать деформацию спектра, необходимо регулировать скорость передачи и воспроизведения сообщения, то есть частоту приема и передачи сигнала. С этой целью на входе и выходе линий связи необходимо введение соответствующих поправок.

Источником искажений сигналов на трассе Земля - ИСЗ являются дисперсионные свойства ионизированных областей земной атмосферы, а также областей с осадками в нижнем слое ¡ропосферы. Наиболее заметные дисперсионные искажения сигналов вносит ионосфера, диэлектрическая проницаемость которой зависит от частоты.

Математически можно получить значение полосы частот, при которой дисперсионные искажения незначительны в зависимости от частоты /у и угла места (возвышения) А:

ПИ

а)

- б) >

‘ ‘ Рис. 5 -*■ -

Изменение величины спектра незначительных дисперсионных искажений сигналов для дрейфующего геостационарного ИСЗ в течение суток при 36Д° < А < 41,2° а) для С - диапазона; б) для Ки-диапазона

- А 2 тт

^р2тах

-Ь і.//2тсс-с

-г Д / 2тіп

а)

б)

Рис 6

Полоса частот с незначительными дисперсионными искажения

Для С-диапазона эта полоса составляет величину порядка ± 100 МГц относительно передаваемой основной частоты сигнала, а для Ки -диапазона - ± 550 МГц также относительно передаваемой основной частоты сигнала.

Таким образом, следует вывод: для С- и Ки-диапазонов изменение частот, связанное с влиянием эффекта Доплера, находится в пределах полосы, где дисперсионные искажения незначительны, поэтому достаточно компенсировать деформацию спектра частот, вызванную доплеровским сдвигом, учитывая рефракционные, тропосферные, стратосферные и ионосферные ошибки Для этого необходимо создание устройств, вносящих все поправки в принимаемые и передаваемые в системах спутниковой связи сигналы Необходимо также изучение помех, создаваемых Солнцем, влияние которых особенно заметно в дни осеннего и весеннего равноденствия.

!. Мордухович Л.Г , Степанов А.П. Системы радиосвязи. Курсовое проектирование - М : Радио и связь, 1987. - 192 с. гг ^

2. Калинин А И. Распространение радиоволн на трассах наземных и космических радиолиний. М.: Связь, 1979.-293 с.

Для = 3645 МГц (рис. 6, а):

(■у) ШІП = -92.826... + 92&26МГЦ. {—) тах = -98.255... + 9$.255МГц»

*

для Г0в = 11675 МГц (рис. 6, б):

(~-)тіп = -536.9)4. .■+536.914,'Ш/,(^)тах = -5б8.310.,+568 ЗЮМГц

ЛИТЕРАТУРА

3 В В. Никольский, Т. В. Никольская. Электродинамика и распространение радиоволн.-М. Наука,

1989 г.

4. Петров Б. М. Электродинамика и распространение радиоволн. М. - Горячая линия - Телеком, 2004 г,558 с.

5. В. И. Хаганов, В, К. Битюгов. Основы радиоэлектроники и связи. М. - Горячая линия - Телеком,

2006 г., 550 с.

6.0. В. Головин, Н. И. Чистяков. Радиосвязь. М - Горячая линия - Телеком, 2003 г.,280 с.

7. Л. Я. Кантор, В. П. Минашин. Спутниковое вещание. М.- Радио и связь, 1981 г., 231с.

j .Ь.'1 !, '

, i О '

A.A. Агеева

АКУСТИЧЕСКОЕ ОФОРМЛЕНИЕ СОВРЕМЕННОГО КИНОЗАЛА НА ПРИМЕРЕ БОЛЬШОГО ЗАЛА КИНОТЕАТРА «УССУРИ»

Современная киноиндустрия постоянно развивается, поэтому такой вид досуга как просмотр кинофильмов становится все более востребованным. Как в строящихся, так и в реконструируемых кинотеатрах дизайн кинозалов должен учитывать как эстетику интерьера, так и требования, предъявляемые к архитектурной ак\стике кинозала, к его геометрии и цветовому оформлению.

Практика работы последних лет говорит о том. что залы различного назначения, строящиеся или реконструируемые, создаются, в осноааом, как ущте<грсальные и обычно кшеют системы ^аукоуснления. В таких залах необходимо контролировать широкий ряд акустических параметров, которые зачастую должны иметь различные значения для каждого варианта использования зала. Как правило, это компромиссное решение, которое учитывает специфику всех режимов работы зала с учётом жанровых приоритетов.

Используемые современные системы многоканального звука предъявляют серьезные требования к качеству акустического оформления кинозалов в целях достижения наилучшего звучания. Так на примере большого зала модернизированного кинотеатра «Уссури» в городе Владивосток были исследованы акустические характеристики современного зала, проведен анализ акустических свойств, который включает в себя расчет фондов поглощения материалов, используемых в отделке, определение времени реверберации, анализ частотной характеристики помещения, дополнительно были проведены измерения звукового давления в различных точках зала.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Акустические параметры озвучения кинозалов определяются, исходя из рекомендаций Dolby Laboratories как основного разработчика стандарта современного звука в кино, и должны выдерживаться достаточно точно.

Результаты проведенных расчетов показали, что акустические параметры зала (время реверберации, четкость звучания, разборчивость речи) не соответствуют нормам, поэтому необходимо провести ряд мероприятий, а именно введение современных поглощающих материалов, имеющих большие значения коэффициентов поглощения на высоких частотах. С помощью внесенных изменений удалось приблизить время реверберации к оптимальному значению.

Лучшей с акустической точки зрения является система, которая дает наименьшую величину акустического отношения, поскольку при этом получается большая разборчивость речи, также необходимо, чтобы качество звука было на должном уровне в пределах нормы (80-96 Дб) и одинакового в различных точках кинозала. Для этого применяется комбинированная система озвучения: распределенная и сосредоточенная.

Акустическое оснащение кинотеатра представлено трехполосной заэкранной системой Cinema Series Screen 5 и звуковыми колонками Effect 5 английской фирмы Martin Audio.

i 7/---^ ^

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.