WWW.KNIGA.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Онлайн материалы
 

«АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ СДВ РАДИОЛИНИЙ КАК ОБЪКТОВ ИДЕНТИФИКАЦИИ Бозиев М.Ш., Демидов С.А. Открытое акционерное общество «Гранит», г.Макеевка e-mail: granit Abstract Bozijev M.Sh., Demidov ...»

Наукові праці ДонНТУ Випуск 130

АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ СДВ РАДИОЛИНИЙ КАК ОБЪКТОВ

ИДЕНТИФИКАЦИИ

Бозиев М.Ш., Демидов С.А.

Открытое акционерное общество «Гранит», г.Макеевка

e-mail: granit@tr.dn.ua

Abstract

Bozijev M.Sh., Demidov S.A. The analysis of VLF radio links features as object for identification. The analysis of identification attributes of VLF radio link is made. Authentication parameters of link, transport parameters of signals and informing parameters of signals are chosen as basic attribute. The features of identification tasks of VLF radio links are considered.

Анализ проблемы и постановка задачи. СДВ радиолинии создавались с середины прошлого века преимущественно для нужд навигации и связи подводных флотов ведущих капиталистических стран и СССР. В таком качестве они существуют и совершенствуются в настоящее время. В последнее десятилетие сигналы СДВ радиолиний стали интенсивно использоваться как зондирующие для геофизических исследований (прогнозирование землетрясений, исследования вулканической деятельности, цунами и др. [1]). Для выполнения исследований на основе использования зондирующих сигналов необходима достоверная информация об их исходных параметрах. Параметры сигналов (излучения) многих СДВ стационарных передающих центров известны [2], однако при приеме и регистрации таких сигналов в ходе геофизических экспериментов важно знать локализацию передатчика, так как это дает возможность судить о радиотрассах и той части околоземного пространства, изменение физических свойств которого повлияло на параметры принимаемого зондирующего сигнала.



Отсюда возникает задача идентификация радиолинии по принимаемому сигналу и априорным данным о локализации сигнала СДВ известных передающих центров, решение которой требует рассмотрения специфики сигналов и помех, существующих и активных в настоящее время СДВ радиолиний. Вышесказанное определяет цель исследования, результаты которого приведены в данной работе.

Решение задачи и результаты исследования. Информация об источниках вышеупомянутых сигналов в отрытой печати стран СНГ не обнаружена. Поэтому в качестве основы приводимого ниже обзора сведений о СДВ сигналах и их источниках взяты данные, приводимые в зарубежных средствах печати и Интернет-ресурсах.

Сигналы СДВ радиолиний и их источники.

В соответствии с генеральным планом модернизации средств связи подводного флота США и НАТО рекомендованы частотные диапазоны 40-80Гц и 14-60кГц (см, табл.1, [3].).

Рекомендованы следующие виды модуляции:

- частотная манипуляция (FSK);

-манипуляция с минимальным фазовым сдвигом (MSK);

- телеграфная манипуляция незатухающего несущего колебания (CW).

Каналы передачи используют криптографическую обработку передаваемых сообщений, а принимаемые сообщения регистрируются соответствующими автоматизированными средствами или используются для принятия тактических решений и управления оборудованием.

Скорости передачи информации ограничены сверху низкими значениями частоты несущего колебания, а так же спецификой распространения СДВ волн и, как правило, не превышают 50 бит/с. В радиолиниях с частотой несущей в несколько десятков герц скорость передачи существенно ниже. В связи с этим время, затрачиваемое на передачу сообщения, может составлять несколько десятков минут.





В настоящее время зарегистрировано только два передающих центра, обслуживающих радиолинии подводных лодок в этом сверхнизкочасНаукові праці ДонНТУ Випуск 130 тотном диапазоне. Один из них расположен в районе Великих озер (США), вещает на частоте 76Гц и обслуживает ВМФ этой страны. Используемый вид модуляции –FSK. Второй – размещен на Кольском полуострове (Россия), средняя рабочая частота -82Гц, обслуживает подводный флот Российской федерации. Используемый вид модуляции – МSK. Реальные уровни сигналов, поступающие на входы наземных приемников, могут составлять величину

–(60-100)дБм (см. табл.2. [2]).

–  –  –

В таблице 2 приведены параметры, по которым могут быть идентифицированы радиолинии и источники сигналов в них. К таковым относятся позывной сигнал, который однозначно определяет страну регистрации передающего центра, частоты несущего колебания, закрепленного за позывным, вид модуляции, скорость передачи информации и направление на работающий передатчик или его локализация. Сигналы отдельных СДВ передатчиков имеют столь специфическую реализацию, что их трудно спутать с какими-либо другими. К таким сигналам относятся сигналы навигационной системы «Alpha». В других случаях требуется привлечение дополнительных идентифицирующих признаков, получаемых, например, при спектральной обработке, в частности, спектрограммы (см. рис.1 и рис. 2 [2]).

Спектрограмма несет информацию о частотных и временных свойствах сигналов, однако она не позволяет реализовать потенциальную точность оценивания частотных и временных характеристик одновременно. Для получения надежных оценок приходится прибегать к увеличению разрешения по времени за счет снижения разрешения по частоте и наоборот (см. рис. 3а и 3б [3]). Такие комплексные оценки сигналов плохо формализуются и, как правило, для принятия решений требуют привлечения экспертов-операторов.

Помехи в радиолиниях СДВ диапазона. Принципиальным ограничением возможности приема радиосигналов СДВ диапазона являются помехи природного происхождения. Очень

–  –  –

Взаимодействие распространяющегося излучения с геомагнитным полем вызывает некоторые до сих пор плохо изученные эффекты, такие как «свистящие атмосфеорики» и «атмосферные помехи», которые должны быть отнесены к вторичным проявлениям грозовых разрядов и формируют нестационарную и импульсную составляющую помех.

–  –  –

Рис.2. Спектры мощности сигналов, соответствующие спектрограммам рис.1 (ось абсцисс - частота в Гц., ось ординат – относительный уровень в дБ).

В районах, где имеют место северные сияния и «авроры», возбуждаемые солнечными фотонами высоких энергий, в составе природных шумов могут присутствовать компоненты с существенной энергии шумов, связанных с указанными природными феноменами. Менее мощными источниками низкочастотного природного шума являются торнадо, извержения вулканов, пылевые бури и землетрясения.

Пример спектрограммы, отображающей общую картину помех природного происхождения, приведен на рис.4 [2]. Здесь достаточно четко просматриваются как общий шумовой фон в виде «ряби» относительно равномерно распределенной по полю графика и импульсная составляющая, характеризующаяся узкой временной локализацией, значительным уровнем и широким частотным диапазоном, а так же «свистящие атмосферики» с монотонно убывающими частотными компонентами («серпообразные» области на общем шумовом фоне). Просматриваются так же периодические помехи в виде горизонтальных параллельных линий по полю графика. Как видно из графика помехи носят сложный, нестационарный характер.

–  –  –

Усредненный спектр помех природного происхождения приведен на рис.5.[2] из которого следует, что среднее значение интенсивности помех убывает с частотой. Наклон аппроксимирующей прямой для большей части графика соответствует 20дБ/дек.

–  –  –

Рис.3. Спектрограмма передатчика с FSK модуляцией: а) оценка временных параметров сигнала; б) – оценка спектральных параметров сигнала Это вполне согласуется с общей закономерностью распределения энергии шумовых природных процессов (спектральная плотность шума обратно пропорциональна частоте – закон « 1 »). Указанное правило не распространяется на область 5-20 кГц, где поведение f зависимости немонотонно, причем, на границах указанного интервала, отклонение может составлять 10-55дБ.

Помехи, рассмотренной выше природы, могут быть сведены к аддитивной модели шумов, действующих на входе приемника.

–  –  –

Рис.4. Фрагмент спектрограммы, отображающей характерные помехи СДВ диапазона (горизонтальная ось – текущее время; вертикальная ось- частота; интенсивность помех отображается уровнем серого; в верхней части графика приведен анализируемый фрагмент реализации) Рис.5. Графики спектральных плотностей Е и Н составляющих помех, полученные по результатам различных исследователей (см. таблицу в поле графика) [].

Однако существуют условия, когда эта модель оказывается недостаточной для адекватного описания влияния внешних воздействий на качество приема сигналов СДВ радиолинии. В, частности, таковыми являются суточные изменения условий распространения радиоволн СДВ диапазона. На рис. 6 [2] приведены результаты наблюдений за изменением амплитуды и фазы принимаемого сигнала стабильного передатчика в течение суток.

Как видно из приведены зависимостей амплитуда принимаемого сигнала более стабильна в дневные часы, хотя усредненное значение амплитуды днем и ночью отличаются Наукові праці ДонНТУ Випуск 130 незначительно. Флуктуация фазы принимаемого сигнала ночью так же существенно больше ночью, чем днем, однако, в отличие от суточных изменений амплитуды, среднее значение фазы принимаемого сигнала в ночные часы существенно отличается от фазы сигнала днем.

Быстрые флуктуации амплитуды принимаемого сигнала и, особенно, его фазы могут существенно снизить помехоустойчивость радиолиний и затрудняют использование помехоустойчивых методов когерентного радиоприема. Указанное явление в СДВ радиолиниях может быть описано мультипликативной моделью помех.

Рис.6. Изменения амплитуды и фазы СДВ сигнала в течение суток для радиолинии Рагби-Франкфурт-840км (по. A.G.Jaen) Выводы

1. Обнаружение сигналов радиолиний СДВ диапазона осложняется многокомпонентной структурой помех их значительным уровнем и нестационарностью.

2. Естественным набором признаков для идентификации СДВ радиолиний являются:

позывной сигнал, направление на передатчик, частота несущего колебания, ширина полосы сигнала.

3. Анализ тонкой структуры сигналов радиолинии потенциально повышает достоверность идентификации. В качестве признаков, получаемых в результате такого анализа, могут быть: девиация частоты и фазы манипулированного сигнала, а так же скорость передачи информации в радиолинии.

4. Построение систем идентификации СДВ радиолиний ставит несколько разноплановых исследовательских задач связанных с обнаружением СДВ радиоизлучения, измерением транспортных параметров принимаемого сигнала, восстановлением закона изменения информативных параметров сигнала во времени, их измерением и принятием решений.

Литература

1.Поддельский И.Н. Изменение характеристик СДВ – сигналов в период землетрясений 1994-1995 годов // Солнечно-земные связи и электромагнитные предвестники землетрясений:

II межд. сов., август, 2001 г., с.Паратунка Камч.обл. : [тезисы] Петропавловск-Камчатский, 1998 г. С. 23-24.

2.THE OPEN LAB’s – ELF and VLF frequency Guide By Trond JACOBSEN. Режим доступа: http://www.vlf.it/trond2/list.html

3.Submarine Communications Master Plan (December 1995). Режим доступа:

Похожие работы:

«КАПКАЕВ ВЛАДИМИР ВАСИЛЬЕВИЧ Руководитель фракции "ЕДИНАЯ РОССИЯ", Председатель Саратовской областной Думы, заместитель секретаря регионального политсовета Во II квартале 2016 года Владимир Васильевич Капкаев, руководствуясь Конституцией Российской Федерации и основными законами Саратовской области, выполнял должностные обяза...»

«Книги неканонические О ВТОРОЙ КНИГЕ ЕЗДРЫ ВТОРАЯ КНИГА ЕЗДРЫ Глава I Глава II Глава III Глава IV Глава V Глава VI Глава VII Глава VIII Глава IX О КНИГЕ ТОВИТА КНИГА ТОВИТА Глава 1 Глава 2 Глава III Глава IV Глава V Гл...»

«Условия пользования услугой "Мобильный платеж с банковской карты". Настоящие условия оказания услуги "Мобильный платеж с банковской карты" (далее по тексту – Условия) в соответствии со статьей 435 Гражданского кодекса РФ являются офертой, адресованной Абонентам Оператора с момента согласия Абонента с ними. Абонент соглашается с наст...»

«Author: Сержан Александр Тадеушевич Отпуск Отпуск. Сперва кусок стали раскаляется в печи до ярко красного цвета, затем погружается в холодную воду. Так происходит закалка металла. При этом он станов...»

«Санкт-Петербургская общественная организация потребителей "Общественный контроль" 190103, г. С.Петербург, пер. Лодыгина, д.1/28, лит. А, т/ф. 324-25-88, e-mail: okk@petkach.spb.ru, www.spbkontrol.ru; www.petkach.spb.ru _ Горчичное, льняное, рыжиковое, кунжутное.Какое масло н...»

«Фолликулостимулирующий гормон (FSH) Код товара: 425-300 Назначение: Количественное определение концентрации фолликулостимулирующего гормона в человеческой сыворотке при помощи иммуноферментного теста (IEMA/ELISA).ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ И ОПИСАНИЕ ТЕСТА Фолликулостимулирующий гормо...»

«Официальное печатное периодическое издание МКОУ "Карабаглинская средняя общеобразовательная школа" Тарумовского района Республики Дагестан Целью школы всегда должно быть воспитание гармоничной личности, а не специалиста. А.Эйнштейн Интервью с директором школы События! Факты...»

«"Consulting Business".-2009.-№6.-С.86-90. 15 лет ПЕРЕМИРИЯ 12 мая текущего года исполнилось ровно 15 лет со дня заключения соглашения о перемирии и остановки полномасштабных военных действий в Нагорном Карабахе. Наско...»

«НАУКОВІ ЗАПИСКИ НДУ ім. М. ГОГОЛЯ УДК 35:378.147 РЕАЛИЗАЦИЯ КОМПЕТЕНТНОСТНО ОРИЕНТИРОВАННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОБУЧЕНИЯ ИНОСТРАННОМУ ЯЗЫКУ ГОСУДАРСТВЕННЫХ СЛУЖАЩИХ И ДОЛЖНОСТНЫХ ЛИЦ МЕСТНОГО САМОУПРАВЛЕНИЯ Бранецкая М. С. В статті узагальнюються положення сучасних досліджень щодо...»








 
2017 www.kniga.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.