Коэффициенты взаимного различия для сложных дискретно-манипулированных сигналов с линейной частотной модуляцией

УДК 656.61.052:621.396.6:530.1 И. А. Сикарев,

д-р техн. наук, профессор, ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова;

С. В. Рудых,

канд. техн. наук, ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова;

Т. А. Волкова,

аспирант,

ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова

КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЗАИМНОГО РАЗЛИЧИЯ ДЛЯ СЛОЖНЫХ ДИСКРЕТНО-МАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ С ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

COEFFICIENTS OF MUTUAL DIFFERENCE FOR COMPLEX DISCRETE-MANIPULATED SIGNALS WITH LINEAR MODULATION

В данной работе рассматривается задача расчета коэффициента взаимного различия (КВР) сложных дискретно-манипулированных (ДЧМн) сигналов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) как меры определения степени электромагнитной защищенности инфокоммуникационных цифровых каналов при воздействии сосредоточенных помех.

The problem of calculating coefficients of mutual difference (CMD) for complex discrete-manipulated signals (DMS) with linear modulation in terms of determining the degree of electromagnetic protection of datapath digital channels under the influence of narrow-band interference is considered.

Ключевые слова: дискретно-манипулированные сигналы (ДЧМн), сигналы с линейной модуляцией, сосредоточенная помеха, коэффициент взаимного различия (КВР).

Key words: discrete-manipulated signals (DMS), signals with linear modulation, narrow-band interference, coefficient of mutual difference (CMD).

НАСТОЯЩЕЕ время значительный интерес у специалистов водного транспорта, занимающихся передачей цифровых сообщений и построением инфокоммуникационных систем для таких каналов, вызывает оценка степени защищенности каналов при одновременном воздействии не только шумов, но и сосредоточенных по спектру помех.

Известно [1], что одним из эффективных способов оценки меры воздействия последних является определение коэффициента взаимного различия (КВР) сосредоточенных по спектру помех и передаваемых по спектру сигналов. Кроме того, для уменьшения влияния сосредоточенных помех вполне радикальным средством является использование сложных по структуре полезных сигналов.

Целью настоящей статьи является расчет и анализ КВР, сосредоточенных по спектру мо-ногармонических помех и дискретно-манипулированных (ДЧМн) сложных сигналов с линейной частотной модуляцией.

В общем случае последовательно-параллельный сигнал имеет вид [2]: 4)05

N

г = '£ит гесЦг-{к- 1)т0)со8

к=1

где 0 < ^ < Т, Т = Т0 — длительность субэлемента, определяющая шаг квантования по времени. йгк = Юн (^ -а?0)Дю0, где ю0 — минимальный частотный сдвиг несущей, определяющий шаг кван-

Выпуск 3

Выпуск 3

тования по частоте, “н — несущая частота. ит — амплитуда, а?0 — некоторое выбранное постоянное число, а ёгк — число числовой последовательности от 1 до N у0 — некоторая начальная фаза сигнала, угк — начальные фазы к-х составляющих г-го варианта сигнала, в общем случае определяемые соотношением угк = -[ “н(к - 1)т0 + ($гк - а?0) А“0(к - 1)т0 ].

Рассмотрим сигнал, у которого отсутствуют скачки фазы при переходе от субэлемента к субэлементу и угк кратно 2п, начальная фаза сигнала у0 = 0, а амплитуда ит = 1. Тогда

N

г = £ге<л(*-(к- 1)т0 )сов(со^ + у* )•

к=1

Пусть моногармоническая помеха в общем виде имеет вид

= Д, сое ((ю0 + АО) (/ - М) + у п )>

где Ап — амплитуда, А^ — сдвиг помехи по частоте, А^ — запаздывание помехи по времени, уп — начальная фаза помехи.

Ниже будем рассматривать моногармоническую помеху с амплитудой Ап = 1:

= С08((ю0 + АО) (* -А/)+\|/п).

Коэффициент взаимного различия (КВР) структур полезных сигналов и взаимных помех в частотно-временной области определяется соотношением

8ог = Ко

1 1

+ /К0гп(0Л

2 Л

где (I) — сопряженная с £п(0, по Гильберту. То есть имеет место:

К = «“((“о + Ш) (* ~ А0 + ¥п )•

Таким образом, для сигнала, заданного соотношением (2), и помехи, заданной соотношением (4), КВР будет иметь вид

'«( 1 .

*-

чи=1 Vю

+ -

2 со4

. от \ 18111-----------

Л /<

г я?

+

ч^о>

со4 Т

о

+)_Ю(+)(2И-1)т0

где О

+ V* + Ф„ - ЮпА*, “(+) = “гк + “^ =

(о

+Чл- Фп + “(-) = “гк - “п.

106] Тогда для ДЧМн сигналов с ЛЧМ с базой N = 5 и кодовой последовательностью йгк = {1, 2, 3,

4, 5}, трехмерный КВР имеет вид, представленный на рис. 1.

0.12 0.1 0.06 & 0.06 0.04 0.02 О

8000

О 1

Рис. 1. Коэффициент взаимного различия с прямой кодовой последовательностью

Сечения по А( трехмерного КВР, представленного на рис. 1, имеют вид, показанный на рис. 2.

0.12 0.1 0.08 ш 0.06

у

0.04

0.02 О

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

лп сэ

Рис. 2

А для ДЧМн сигналов с ЛЧМ с базой N = 5 и кодовой последовательностью йгк = {5, 4, 3,

2, 1} имеют вид, представленный на рис. 3

Выпуск 3

Выпуск 3

Рис. 3. Коэффициент взаимного различия с обратной кодовой последовательностью

Сечения по А( трехмерного КВР, представленного на рис. 3, имеют вид, показанный на

рис. 4.

Рис. 4

Полученные выше значения трехмерного КВР и его сечений позволяют не только использовать полученные результаты для анализа электромагнитной защищенности инфокоммуникацион-ных каналов, но и перейти к определению полей поражения ЛЧМ сигналов.

Список литературы

1. Вишневский Ю. Г. Поля поражения сигналов и электромагнитная защищенность информационных каналов в АСУ ДС / Ю. Г. Вишневский, А. А. Сикарев. — СПб.: Судостроение, 2006. — 356 с.

2. Сикарев А. А. Микроэлектронные устройства формирования и обработки сложных сигналов / А. А. Сикарев, О. Н. Лебедев. — М.: Радио и связь, 1983. — 216 с.

УДК 681.5.03 Е. К. Алексеева,

канд. экон. наук, доцент, ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова;

С. А. Алексеев

канд. техн. наук, ОАО «Концерн «НПО “Аврора”,

ЗАДАЧА АГРЕГИРОВАНИЯ ЧАСТНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ОБЪЕКТОВ В ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ КАЧЕСТВА СИСТЕМЫ ТРЕНАЖЕРНОЙ ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ ПО СУДОВОЖДЕНИЮ AGGREGATION OF THE SPECIFIC QUALITY INDICATORS OF AN OBJECT IN A COMBINED INDICATOR OF QUALITY OF SIMULATOR TRAINING SYSTEM FOR NAVIGATION SPECIALISTS

В статье рассматривается постановка и решение задачи агрегирования частных показателей качества объектов в интегральный показатель качества системы тренажерной подготовки специалистов по судовождению на основе аппарата парных отношений. При этом формализация значений нечетких показателей основывалась на аппарате нечетких множеств.

Aggregation of the specific quality indicators of an object in a combined indicator of quality of simulator training system for navigation specialists based on the method of mathematical couple relations were defined in this article. Herewith the formalization of the values offuzzy parameters was based on fuzzy sets.

Ключевые слова: тренажерная подготовка, качество, эффективность, управление, экспертные системы, обучение, судовождение.

Key words: simulator training, quality, efficiency, management, expert systems, education, navigation.

К

АЧЕСТВО системы тренажерной подготовки (ТП) специалистов по судовождению может быть оценено целым рядом разнородных показателей (единичных, групповых, интегральных), каждый из которых имеет количественный или качественный характер. Связи между показателями, в терминах которых описывается процесс ТП, имеют сложную структуру. В общем случае некоторые показатели могут быть выражены через другие, расположенные на одном или различных уровнях моделей процесса ТП. Необходимость такой трансформации возникает достаточно часто, что является основанием для возникновения проблемы процедуры их измерения (диагностики и прогноза): по одним, легко измеряемым показателям делать выводы о других, непосредственно не измеримых или трудноизмеримых показателях качества.

[lQ9

Выпуск 3