Влияние взаимных помех на дальность передачи корректитующих данных в информационном канале автоматизированных идентификационных систем

СУДОВОЖДЕНИЕ И БЕЗОПАСНОСТЬ НА ВОДНОМ ТРАНСПОРТЕ

УДК:656.61.052: 621.396.6: 531.1

В. В. Каретников,

канд. техн. наук, доцент, СПГУВК;

А. А. Сикарев,

д-р техн. наук, профессор, СПГУВК;

Ю. Н. Андрюшечкин,

ассистент кафедры, СПГУВК

ВЛИЯНИЕ ВЗАИМНЫХ ПОМЕХ НА ДАЛЬНОСТЬ ПЕРЕДАЧИ КОРРЕКТИТУЮЩИХ ДАННЫХ В ИНФОРМАЦИОННОМ КАНАЛЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ИДЕНТИФИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ

EFFECT OF INTERFERENCE ON THE TRANSMISSION RANGE OF CORRECTIVE DATA IN AN INFORMATION CHANNEL OF AUTOMATIC IDENTIFICATION SYSTEMS

В статье рассматриваются вопросы передачи корректирующих данных в информационном канале и влияние взаимных помех на размеры зон и дальность действия автоматизированных идентификационных систем.

The article deals with the transfer of correcting the data in an information channel and the impact of interference on the zone sizes and range of automatic identification systems.

Ключевые слова: автоматизированная идентификационная система, базовая станция, судовой транспондер, информационный канал.

Key words: automatic identification system, base station, ship transponder, information channel.

Л

ca

НАСТОЯЩЕЕ время у специалистов водного транспорта значительный интерес вызывает проблема определения топологии зоны действия автоматических информационных систем, работающих на внутренних водных путях при воздействии аддитивных помех.

Поэтому для ученых, занятых решением указанной проблемы, представляют значительный интерес вопросы, связанные с эффективностью функционирования автоматизированных информационных систем (АИС), которая в значительной степени зависит от комплексного воздействия на канал АИС трассы базовая станция (БС) — судовой транспондер (СТ) мультипликативных и аддитивных помех.

Среди таких помех имеют место шумы, взаимные помехи радиосредств, внеполосное излучение линий электропередачи и различных промышленных установок, различного рода моно- и полигармонические помехи и т. п.

В данной работе исследуются размеры зон и дальность действия АИС при комплексном воздействии шумов и сосредоточенных по спектру помех на трассе БС — СТ, в том числе взаимных и внеполосных помех. При этом будем считать, что БС «АИС-1» и «АИС-2» излучают в диапазоне ультракоротких волн (УКВ) частотно-манипулированные сигналы с непрерывающимся спектром.

Известно [1, 2], что максимальная дальность зоны действия БС АИС определяется соотношением

=

где: Ртр = 102—106 — требуемая вероятность ошибки при приеме цифровой двоичной единицы сообщения АИС; Рош(Лс) — вероятность ошибки приема в информационном канале АИС двоичной цифровой информации при расстоянии БС — СТ, равном Лс.

При воздействии указанных выше помех решение (1) может принимать следующие формы:

1. Незамирающий сигнал — незамира-ющая помеха [2]:

^ л/хХп

Ктах=а*ё

-ехр

% _ %пёо!

^К 2йп4 )

„2 „2 8»г

/ 1-6

V

где /0(-) — модифицированная функция Бесселя первого рода нулевого порядка.

\х2+а2) 2

£>(сх, Р)= |хехр

/0 (ах)^х.

Выражение Q(б, в) является функцией Маркума:

РиС]Ц]С2ц2

2 Р '

пршт

%п '

. РипОиЦиС2ц2^ + йр2)^2 + й2)

2Р„,

пртт

X и Хп — энергетические параметры сигнала и помехи, причем Р и Р — соответственно пе-

71 и ип

редатчика БС АИС и источника помехи (ИП); Р — чувствительность приемника судово-

пр Ш1П г ^

го транспондера АИС; Н Н2 и ки — высоты антенн БС, СТ и ИП; G1, G2 и Gп — коэффициент направленного действия (КПД) антенн БС, СТ и ИП; п1, П2 и Пп — соответственно КПД антенно-фидерных трактов БС, СТ и ИП; Яп — расстояние между ИП и БС.

2. Незамирающий сигнал — помеха, замирающая по релеевскому закону распределения [2]:

•^тах

2 +

2 ^^ 5Сп ёог

К

г = 1;2.

Из выражения (6) для нашего случая можно получить:

^тах

1п2Д

тр

1 +

Хп&р!

4

л \

При использовании выражения (7) для рассматриваемого случая можно построить семейство номограмм для разных соотношений Ри и Рип с учетом максимумов коэффици-

2

ента взаимного различия gor, представленных в таблице.

Из рис. 1 видно, что при увеличении мощности передатчика БС (АИС-1) в шесть

Я,

ж

Гвм

Рис. 1. Номограммы по (7) для различных максимумов g а) Р = 12 Вт, Р = 2 Вт; б) Р = Р = 2 Вт

/ и ' ип 7/иип

Яг

Рис. 2. Номограммы по (9) для различных максимумов gor2: а) для случая Р = 12 Вт, Р = 2 Вт; б) Р = Р = 2 Вт

/ и 7 ип ' / и ип

раз и неизменном мощности передатчика помех (АИС-2) рабочая зона БС АИС-1 значительно увеличивается, как это и должно быть, причем в случае gor2 = 0 составляет 19,6 км.

Необходимо отметить, что выражение (7) является явным аналитическим решением относительно Я = Я (g2 ), а также оценкой

тах тахч° ог7

сверху для случая (2).

Замирающий сигнал — помеха, замирающая по релеевскому закону распределения [2]:

V

Кпшх=аг8

1—

ж

X . 7

Л4

ехр

%пёо\

к

к

=р„

Замирающий сигнал и замирающая по релеевскому закону распределения помеха [2].

•^тах

-, 1

X

1

гК

( 2 +

2

Хп ёог

К

-1

тр у

Естественно, для рассматриваемого случая максимальная дальность действия АИС-1 при увеличении мощности передатчика и неизменной мощности передатчика источника помех возрастает

г тах тахч° ог

и, естественно, может служить и оценкой сверху для (8).

Выражения (7) и (9) обладают достаточной общностью, что позволяет их использовать для анализа влияния различных классов взаимных помех на Я .

л са

Список литературы

1. Петухов Ю. В., Сикарев И. А. Электромагнитная защищенность базовых станций речных АИС в условиях взаимных помех // Проблемы информационной безопасности. Компьютерные системы. — СПб.: Издательство политехнического университета, 2008. — Вып. 2. — С. 115-119.

2. Сикарев А. А., Фалько А. И. Оптимальный прием дискретных сообщений. — М.: Связь, 1978. — 328 с.