RU2652435C1 - Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами - Google Patents
Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами Download PDFInfo
- Publication number
- RU2652435C1 RU2652435C1 RU2017112656A RU2017112656A RU2652435C1 RU 2652435 C1 RU2652435 C1 RU 2652435C1 RU 2017112656 A RU2017112656 A RU 2017112656A RU 2017112656 A RU2017112656 A RU 2017112656A RU 2652435 C1 RU2652435 C1 RU 2652435C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency band
- interference
- affected
- communication systems
- noise
- Prior art date
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 6
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Noise Elimination (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано в телекоммуникационных радиоэлектронных системах с широкополосными сигналами. Технический результат заключается в повышении точности оценки части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, точности оценки устойчивости системы связи к воздействию преднамеренных помех. Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, заключается в том, что в качестве упомянутой части 
принимают отношение спектральной плотности помехи 
к энергии сигнала 
, для получения оптимального значения 
поражаемой части полосы частот с учетом шума приемника значение 
умножают на повышающий коэффициент 
. 1 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области радиосвязи и может найти применение в телекоммуникационных радиоэлектронных системах с широкополосными сигналами.
Стратегия постановщика помех противника базируется на реализации такого распределения помехи по полосе частот F, занимаемой спектром сигналов с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ), при котором при фиксированной средней мощности помехи достигается максимум вероятности ошибки. При этом наиболее эффективным признается такое распределение, когда помеха поражает только часть общей полосы частот [Волков Л.Н., Немировский М.С., Шинаков Ю.С. Системы цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики: учеб. пособие. - М.: Эко-Трендз, 2005. С. 229-230]. B этом случае спектральная плотность помехи определяется выражением
где 
- спектральная плотность преднамеренной помехи;
J - мощность преднамеренной помехи;
ρ - часть всей рабочей полосы частот, пораженная преднамеренной помехой (0≤ρ≤1);
N0 - спектральная плотность шума.
Известен способ оценки части полосы частот, пораженной преднамеренной помехой, в системах радиосвязи с ППРЧ и частотной модуляцией [Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов методом псевдослучайной перестройки рабочей частоты / В.И. Борисов, В.М. Зинчук, А.Е. Лимарев и др. - М.: Радио и связь, 2000. С. 73-74, формула (2.38)]. Способ обеспечивает выявление наихудшей для нас (оптимальной для противника) помехи, при которой вероятность ошибки на бит максимальна. К недостаткам способа следует отнести отсутствие учета внутреннего шума приемной аппаратуры, поскольку его действием просто пренебрегают.
Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков к заявляемому способу является способ оценки части полосы частот, пораженной преднамеренной помехой, при некогерентном приеме сигналов с относительной фазовой модуляцией (ОФМ) и ППРЧ [Биленко А.П., Волков Л.Н. Сравнение помехозащищенности радиолиний с широкополосными сигналами // Радиотехника. - 1986. - №4. - С. 19, формулы (4), (5); Волков Л.Н., Немировский М.С., Шинаков Ю.С. Системы цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики: учеб. пособие. - М: Эко-Трендз, 2005. С. 229-230], который и выбран в качестве прототипа. При этом способе оптимальное значение части поражаемой преднамеренной помехой полосы частот, максимизирующее вероятность ошибки, рассчитывают как отношение спектральной плотности помехи (NП) к энергии принимаемого сигнала (Еб), приходящейся на один бит
а максимальное значение вероятности ошибки на бит
где е - основание натурального логарифма (е ≈ 2,718).
К недостаткам прототипа, как и ранее рассмотренного способа, следует отнести отсутствие учета внутреннего шума приемной аппаратуры, что приводит к низкой точности определения части поражаемой преднамеренной помехой полосы частот и, как следствие, неверной оценке помехоустойчивости системы.
На каналы систем радиосвязи с расширением спектра возможно одновременное воздействие помехи (шума), имеющей непрерывный характер, и помехи, имеющей прерывистый (импульсный) характер. Для систем радиосвязи с расширением спектра методом ППРЧ импульсный характер имеет помеха в части полосы частот, занимаемой спектром сигналов. Поэтому целью предполагаемого изобретения является определение оптимального значения части поражаемой импульсной помехой полосы частот в условиях ее действия вместе с непрерывной помехой (шумом).
Известно, что при помехе в виде суммы белого гауссовского шума и преднамеренной помехи, поражающей только часть всей рабочей полосы частот, вероятность ошибки на бит при некогерентном приеме сигналов с относительной фазовой модуляцией описывается выражением [Волков Л.Н., Немировский М.С., Шинаков Ю.С. Системы цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики: учеб. пособие. - М.: Эко-Трендз, 2005. С. 229, формула (7.27)]
Для упрощения дальнейших преобразований введем обозначения
с учетом которых выражение (4) принимает вид
В соответствии с правилом отыскания экстремума функции (6), учитывающей оба вида помех, найдем от нее частную производную по параметру ρ и приравняем ее нулю
Из выражения (7) следует
или 
что в свою очередь приводит к более удобному для анализа выражению
Будем полагать, что на входящие в (8) значения параметров α0, αп накладываются ограничения
которые по физическому смыслу соответствуют слабой непрерывной и более мощной импульсной помехе, так как 
, то есть N0≤NП.
Тогда нетрудно показать, что даже в самом неблагоприятном случае при граничных значениях параметров α0=10; αп=10 и ρ=1 левая часть выражения (8) будет равна
то есть практически не отличается от единицы.
С ростом значения α0 и уменьшением значений αп и ρ значение этого выражения становится еще ближе к единице. Следовательно, с высокой степенью точности левую часть выражения (8) можно приравнять единице и оптимальное значение ρ искать из соотношения
которое приводится к виду
После несложных преобразований (10) получаем квадратное уравнение
решение которого имеет вид
Убедимся в работоспособности полученного соотношения (11), подставив в него граничные значения параметров α0=10; αп=10 из ограничений (9)
Поскольку значение параметра ρ не может быть больше единицы, то из двух корней (11) выберем меньший, то есть ρопт=ρ2=0,127.
Таким образом, оптимальное значение параметра ρ в условиях действия как импульсной, так и непрерывной помех, при ограничениях (9) должно рассчитываться по формуле
где
αП≥k(α0) с учетом ограничения 0≤ρ≤1.
Значения коэффициента k(α0) при различных значениях α0 сведены в таблицу 1
В соответствии с последним в (5) обозначением оптимальное значение (2) параметра ρ, рассчитываемое прототипом без учета непрерывной помехи, принимает вид
Сравнение (12) и (14) показывает, что
Следовательно, новым по сравнению с прототипом признаком является введение повышающего коэффициента k(α0)≥1, позволяющего учесть влияние непрерывной помехи (шума приемника) на величину поражаемой импульсной помехой полосы частот при их совместном действии.
Данный признак обладает существенными отличиями, т.к. в известных способах не обнаружен.
Применение этого признака позволит кроме повышения точности определения поражаемой импульсной помехой части полосы частот повысить точность оценки устойчивости системы радиосвязи к воздействию преднамеренной импульсной помехи на фоне слабой непрерывной помехи (внутреннего шума приемной аппаратуры).
Покажем это на конкретном примере при следующих исходных данных: α0=10; αп=5.
Подставив эти значения в (14), (15), получим
Следовательно, в заданных условиях рассчитываемое прототипом значение части поражаемой импульсной помехой полосы частот 
на 
меньше, чем при заявляемом способе, то есть относительная погрешность ее оценки прототипом составляет 
Одним из показателей оценки устойчивости системы связи к воздействию помех является вероятность ошибки на бит Рош б, которая для прототипа составляет
Зная величину 
, по формуле (6) рассчитаем максимальное значение вероятности ошибки при предлагаемом способе
Следовательно, в заданных условиях оцениваемое прототипом значение вероятности ошибки на
меньше, чем при заявляемом способе, то есть относительная погрешность оценки помехоустойчивости системы радиосвязи прототипом составляет
Реализация предлагаемого способа возможна как с помощью средств вычислительной техники, так и с помощью устройства, структурная схема которого приведена на фиг. 1. В состав устройства входят такие элементы, как три делителя 2, четыре умножителя 3, три вычитателя 4, сумматор 5, вычислитель квадратного корня 6. Указанные элементы (блоки) известны и приводятся в соответствующей литературе [Горошков Б.И. Элементы радиоэлектронных устройств: Справочник. - М.: Радио и связь, 1988; Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. - СПб: БХВ-Петербург, 2005; Цифровые устройства на интегральных микросхемах. - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1991 - (Массовая радиобиблиотека. Вып. 1159); Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы. Справочник/ под. ред. С.В. Якубовского. М.: Радио и связь, 1989].
Устройство реализует соотношения (12)-(15) и работает следующим образом.
Информация об энергии принимаемого сигнала Eб с третьего выхода блока задания исходных данных 1 поступает на вход делимого второго делителя 2 и вход множимого второго умножителя 3, на вход множителя которого со второго выхода блока задания исходных данных 1 поступает информация о полосе частот F, занимаемой спектром принимаемого сигнала. Результат перемножения Eб⋅F с выхода второго умножителя 3 поступает на вход делителя первого делителя 2, на вход делимого которого с первого выхода блока задания исходных данных 1 поступает информация о мощности помехи J, а результат деления 
с его выхода поступает на вход множимого первого умножителя 3. Информация о спектральной плотности шума N0 с четвертого выхода блока задания исходных данных 1 поступает на вход делителя второго делителя 2, с выхода которого результат деления 
поступает на вход множимого третьего умножителя 3 и на вход делимого третьего делителя 2. Константа, равная 1, с пятого выхода блока задания исходных данных 1 поступает на входы вычитаемого первого и второго вычитателей 4, а также на оба входа сумматора 5, с выхода которого константа 2 подается на вход делителя третьего делителя 2, с выхода которого результат деления 
поступает на вход уменьшаемого первого вычитателя 4. Результат вычитания 
с выхода первого вычитателя 4 подается на вход уменьшаемого третьего вычитателя 4, а также на оба входа четвертого умножителя 3, с выхода которого результат умножения 
поступает на вход уменьшаемого второго вычитателя 4. С его выхода результат вычитания 
подается на вход вычислителя квадратного корня 6, с выхода которого значение
поступает на вход вычитаемого третьего вычитателя 4, с выхода которого результат вычитания 
подается на вход множителя третьего умножителя 3. С его выхода результат перемножения, представляющий собой значение повышающего коэффициента k(α0) (см. формулу (13)), подается на вход множителя первого умножителя 3, на выходе которого и формируется значение (см. формулы (12), (15)) искомой величины 
Claims (3)
- Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами, заключающийся в том, что в качестве упомянутой частипринимают отношение спектральной плотности помехи Nп к энергии сигнала Eб, отличающийся тем, что для получения оптимального значения
поражаемой части полосы частот с учетом шума приемника значение
умножают на повышающий коэффициент k(α0), который рассчитывают по формуле
- ,
- где α0 представляет собой отношение энергии сигнала Еб к спектральной плотности шума N0.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017112656A RU2652435C1 (ru) | 2017-04-12 | 2017-04-12 | Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017112656A RU2652435C1 (ru) | 2017-04-12 | 2017-04-12 | Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2652435C1 true RU2652435C1 (ru) | 2018-04-26 |
Family
ID=62045586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017112656A RU2652435C1 (ru) | 2017-04-12 | 2017-04-12 | Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2652435C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6785347B1 (en) * | 1999-04-22 | 2004-08-31 | 3Com Corporation | Nonlinear-least squares based method and apparatus for FSK signal decoding |
| WO2005091865A2 (en) * | 2004-03-03 | 2005-10-06 | Powerwave Technologies, Inc. | Digital predistortion system and method for high efficiency trasmitters |
| RU2425444C1 (ru) * | 2009-11-23 | 2011-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ставропольский государственный университет | Адаптивная радиолиния передачи дискретной информации |
-
2017
- 2017-04-12 RU RU2017112656A patent/RU2652435C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6785347B1 (en) * | 1999-04-22 | 2004-08-31 | 3Com Corporation | Nonlinear-least squares based method and apparatus for FSK signal decoding |
| WO2005091865A2 (en) * | 2004-03-03 | 2005-10-06 | Powerwave Technologies, Inc. | Digital predistortion system and method for high efficiency trasmitters |
| RU2425444C1 (ru) * | 2009-11-23 | 2011-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ставропольский государственный университет | Адаптивная радиолиния передачи дискретной информации |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| БИЛЕНКО А.П. и др. Сравнение помехозащищенности радиолиний с широкополосными сигналами. Радиотехника 1986, N 4, с. 19, (4), (5). * |
| БИЛЕНКО А.П. и др. Сравнение помехозащищенности радиолиний с широкополосными сигналами. Радиотехника 1986, N 4, с. 19, (4), (5). ВОЛКОВ Л.Н. и др. Системы цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики. Учеб. пособие. Москва, Эко-Трендз, 2005, с. 229-230. * |
| ВОЛКОВ Л.Н. и др. Системы цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики. Учеб. пособие. Москва, Эко-Трендз, 2005, с. 229-230. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101372985B1 (ko) | 카오스 확산 코드 및 그 생성 방법 | |
| Kaddoum et al. | Theoretical performance for asynchronous multi-user chaos-based communication systems on fading channels | |
| CN109154873B (zh) | 触摸检测方法及*** | |
| CN103634026A (zh) | 一种基于fpga的数字零中频自适应陷波方法 | |
| Yan et al. | Prediction of the HF ionospheric channel stability based on the modified ITS model | |
| CN105572150A (zh) | 基于扩频的双通道粮食水分测量方法和装置 | |
| Bek et al. | Mathematical analyses of pulse interference signal on post‐correlation carrier‐to‐noise ratio for the global positioning system receivers | |
| CN113671450A (zh) | 一种基于混沌编码的探测干扰一体化波形设计方法及装置 | |
| Esmaeili Najafabadi et al. | Chebyshev chaotic polynomials for MIMO radar waveform generation | |
| RU2652435C1 (ru) | Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами | |
| CN105812300B (zh) | 消除信息码跳变的长码dsss信号盲估计方法 | |
| RU2669507C1 (ru) | Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами | |
| RU2653288C1 (ru) | Способ определения оптимальных значений показателей устойчивости системы связи с широкополосными сигналами к одновременному воздействию непрерывной и импульсной помех | |
| CN105245247A (zh) | 自适应门限控制器及控制方法、直扩信号检测方法及电路 | |
| Lobov et al. | A narrow-band interference compensation device based on a digital filter bank for broadband low-energy HF radio lines | |
| US20230345250A1 (en) | Uwb receiver and method of operation | |
| RU2683187C1 (ru) | Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами | |
| Melnychuk et al. | Optimization of entropy estimation computing algorithm for random signals in digital communication devices | |
| Sheng et al. | An improved power spectrum reprocessing method for DS-SS signal on spreading code period estimation | |
| RU2504798C1 (ru) | Способ спектральной обработки дополнительных сигналов | |
| Arjun et al. | Performance Analysis of Wavelet based Spectrum Sensing and Conventional Spectrum Sensing in Fading Environment for Cognitive Radios | |
| Wang et al. | Performance comparison of code discriminators in the presence of CW interference | |
| Singh et al. | Lower bounds of correlation measure for time hopping codes in UWB communication systems | |
| Khader | Enhanced performance of fh detection system using adaptive threshold level | |
| KR100947432B1 (ko) | 오버랩 기법을 적용한 ｃｓｓ 시스템의 성능 분석 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190413 |