CC BY
83Системы управления, космическая навигация и связь
РФ в интересах обеспечения безопасности и социально-экономического развития РФ.
Проектируемая система спутниковой связи обеспечит:
- предоставление услуг мобильной полуконфиденциальной спутниковой связи в интересах социально-экономической инфраструктуры (подразделения МЧС, региональные аэропорты, нефтегазовые платформы, научные станции, морские и речные суда);
- предоставление услуг мобильной незакрытой спутниковой связи для частных пользователей;
- передачу информации в целях организации управления воздушным движением коммерческой и ведомственной авиации;
- предоставление ресурса бортового ретрансляционного комплекса фиксированной спутниковой связи в Ка-диапазоне частот для обслуживания У8ЛТ-станций для выхода в Интернет и получения мультимедиа-контента и ряд других услуг.
Проект реализуется в рамках Стратегической программы исследований технологической платформы «Национальная информационная спутниковая система».
© Халиманович В. И., Кузовников А. В., Единосяк С. В., Охоткин К. Г., Кузнецов С. А.. 2014
УДК 621.39:621.39.82
ВЫБОР МЕТОДА ФОРМИРОВАНИЯ ШИРОКОПОЛОСНОГО СИГНАЛА С ЦЕЛЬЮ ОРГАНИЗАЦИИ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОЙ СВЯЗИ
А. В. Черноусов1, А. В. Кузовников1, В. Г. Сомов2
1ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52
2Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-mail: avchernousov@iss-reshetnev.ru
Проведен анализ существующих и перспективных методов формирования широкополосных сигналов. Сделано сравнение рассмотренных методов по заданным критериям оценки. Сделаны выводы о возможности использования методов для организации системы помехоустойчивой связи.
Ключевые слова: широкополосный сигнал, вейвлет-функция, помехозащищенность, ПСП, ППРЧ, ЛЧМ-сигнал.
THE CHOICE OF THE BROADBAND SIGNAL FORMING METHOD FOR JAM-RESISTANT
COMMUNICATION ORGANIZATION
A. V. Chernousov1, A. V. Kuzovnikov1, V. G. Somov2
JSC "Information Satellite Systems" named after academician M. F. Reshetnev" 52, Lenin str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation 2Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation Е-mail: avchernousov@iss-reshetnev.ru
The analysis of existing and perspective methods of broadband signal forming was conducted. The examined methods were compared in accordance to specified assessment criteria. The conclusions about possibility of the method usage for broadband jam-resistant communication were drawn.
Keywords: broadband signal, wavelet function, jam-resistant, PR sequence, frequency hopping, chirp signal.
В результате значительного роста количества систем связи начали возникать проблемы обеспечения надежной связи в условиях ограниченности частотного ресурса, а следовательно, усложнения сигнально-помеховой обстановки. В связи с этим актуальным является вопрос выбора метода формирования широкополосного сигнала для организации системы помехоустойчивой связи. При проектировании системы широкополосной связи к широкополосному сигналу были заданы следующие условия:
1) достоверный прием при отношении сигнал/ шум до (-21) дБ;
2) возможность реализации многостационарного доступа;
3) относительная простота реализации.
Для выбора наиболее подходящего метода расширения спектра был проведен анализ публикаций по данной тематике, выполнено сравнение методов. Были рассмотрены следующие методы [1]:
Решетневскуе чтения. 2014
1) метод непосредственной модуляции несущей псевдослучайной последовательностью (ПСП);
2) метод модуляции сигнала вейвлет функцией и ПСП (W ШПС);
3) метод псевдослучайной перестройки рабочей частоты (ППРЧ).
Проблеме защищенности систем радиосвязи (СРС) с расширением спектра сигналов методом ППРЧ посвящено большое число работ отечественных и зарубежных авторов. При этом стратегия формирования ШПС предполагает «уход» сигналов с ППРЧ от воздействия помех, а не «противоборство» с ними [2].
Также известно, что при функционировании СРС в условиях сложной помеховой обстановки выигрыш, получаемый за счет расширения спектра сигнала методом ППРЧ, не всегда обеспечивает требуемый уровень подавления помех, в частности отмечено, что применение сигналов с ППРЧ не позволяет адекватно бороться с помехами в сетях стандарта IEEE 802.11 a/g/n [3].
В книге Simon M. K и др. [4] описывается метод формирования фазоманипулированного широкополосного сигнала, проводится оценка помехоустойчивости СРС в условиях взаимных помех.
Библиографические ссылки
1. Борисов В. И. и др. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов модуляцией несущей псевдослучайной последовательностью. М. : Радио и связь, 2003. 640 с.
2. Борисов В. И. и др. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов методов псевдослучайной перестройки рабочей частоты. М. : Радио и связь, 2000. 384 с.: ил.
3. Pelechrinis K., Koufogiannakis C., Krishnamurthy S. V. On the efficacy of frequency hopping in coping with jamming attacks in 802.11 networks // IEEE transactions on wireless communications, 2010. № 10. P. 3258-3271.
4. Simon M. K., Omura J. K., Scholtz R. A., Levitt B. K. Spread spectrum communication. Vol. 3. Rockwille, MD: Computer Science Press, 1985. Vol. 1. 402 p.; vol. 2. 348 p.; vol. 3. 423 p.
5. Волынская А. В., Калинин П. М. Новые помехоустойчивые сигналы для интеллектуального канала телемеханики // Фундаментальные исследования. 2012. № 11-4. С. 922-926.
6. Черноусов А. В., Кузовников А. В., Сомов В. Г. Исследование воздействия помех на широкополосные сигналы // Радиотехника. 2013. № 6. С. 85-88.
В статье А. В. Волынской «Новые помехоустойчивые сигналы для интеллектуального канала телемеханики» [5] дается описание сигнала Баркера-Волынской. Отмечено, что обнаружение нового сигнала становится затруднительным только при отношении сигнал/ помеха 1/43.
В статье [6] описывается метод формирования сигнала модуляцией псевдослучайной последовательностью и вейвлет функцией. Проведена оценка относительной помехозащищенности сформированных сигналов. Проведен расчет вероятности правильного приема сигналов в условиях воздействия аддитивной узкополосной помехи, аддитивного белого гауссов-ского шума.
Сравнительная оценка рассмотренных методов приведена ниже (см. таблицу).
По результатам оценки приведенных выше методов формирования широкополосных сигналов можно сделать вывод, что только метод формирования широкополосных сигналов путем непосредственной модуляции несущей псевдослучайной последовательностью и вейвлет-функцией (Ш ШПС) полностью отвечает поставленным условиям.
References
1. Borisov V. I. i dr. Pomehozashishennost sistem radiosvyazi s rashireniem spectra signalov modulaciei nesushei psevdosluchainoi posledovatelnostiu. M. : Radio i Svyaz, 2003. 640 p.
2. Borisov V. I. i dr. Pomehozashishennost sistem radiosvyazi s rashireniem spectra signalov metodom psevdoslychainoi perestroika rabochei chastoti. M. : Radio I Svyaz, 2000. 384 p.
3. Pelechrinis K., Koufogiannakis C., Krishnamurthy S. V. On the efficacy of frequency hopping in coping with jamming attacks in 802.11 networks // IEEE transactions on wireless communications, 2010. № 10. P. 3258-3271.
4. Simon M. K., Omura J. K., Scholtz R. A., Levitt B. K. Spread spectrum communication. - Vol. 3, Rockwille, MD: Computer Science Press, 1985. Vol. 1, 402 p.; vol. 2, 348 p.; vol. 3, 423 p.
5. Volunskaya A. V., Kalinin M. P. Novie pomehoustoichivie signali dlya intellektualnogo kanala telemehaniki // Fundamentalnue issledovaniya, 2012. № 11-4, p. 922-926.
6. Chernousov A. V., Kuzovnikov A. V., Somov V. G. Issledovanie vozdeistviya pomeh na shirokopolosnie signali // Radiotehnika. 2013. № 6. p. 85-88.
© Черноусов А. В., Кузовников А. В., Сомов В. Г. 2014
Сравнительная оценка методов формирования широкополосных сигналов
Метод Соответствие предъявляемым условиям
Достоверный прием при отношении сигнал/ шум до (-23) дБ Возможность реализации многостационарного доступа Относительная простота реализации
Метод непосредственной модуляции несущей ПСП Нет Да Да
Метод Ш ШПС Да Да Да
Метод ППРЧ Нет Да Да
