Оценка уровня сложности сигнальной обстановки для использования многоканального приемника с субдискретизацией


DOI: 10.34759/trd-2023-129-18

Авторы

Подстригаев А. C.

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» имени В. И. Ульянова (Ленина), ул. Профессора Попова, 5, Санкт-Петербург, 197376, Россия

e-mail: ap0d@ya.ru

Аннотация

Для исследованного ранее многоканального приемника с субдискретизацией определяется максимальный уровень сложности сигнальной обстановки, при котором возможно его применение. Для этого путем моделирования оценивается количество импульсов, одновременно обрабатываемых с заданным качеством. Критерием качества является вероятность правильной классификации, не превышающая величину 0,8. Для этого вероятность аномальной ошибки определения частотно-временных параметров импульса должна быть не более 0,1. Численный эксперимент показал, что это условие выполняется при количестве наложенных во времени импульсов не более 4...5 (в зависимости от параметров приемника). Расчетным путем показана возможность передачи потока дескрипторов импульсов по интерфейсу 10GE, считая, что в каждом окне анализа формируются дескрипторы пяти импульсов. Запас пропускной способности канала передачи данных составляет более, чем 6 раз. Результаты могут использоваться для обоснования состава средств широкополосного анализа в зависимости от ожидаемого уровня сложности, выбора параметров многоканального приемника с субдискретизацией и прогнозирования появления в нем аномальных ошибок определения частотно-временных параметров импульсов.

Ключевые слова:

приемник с субдискретизацией, субдискретизация, широкополосный приемник, цифровой приемник, частотно-временные параметры, software-defined radio, программно-определяемый приемник, 10 гигабитный Ethernet, дескриптор импульса

Библиографический список

  1. Подстригаев А.С., Смоляков А.В., Лихачев В.П. Программно-определяемые средства широкополосного анализа сигналов на основе технологии субдискретизации. — СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2021. — 184 с.
  2. Коротков В.Ф., Зырянов Р.С. Разделение импульсных последовательностей в смешанном потоке сигналов // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2017. № 3. С. 5-10. URL: https://re.eltech.ru/jour/article/view/169
  3. Богданов С.А., Куприянов П.В., Николаев С.В., Петров С.А. Исследование путей расширения динамического диапазона широкополосных приемных устройств СВЧ в многосигнальном режиме // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2018. № 3. С. 85-90. URL: https://doi.org/10.32603/1993-8985-2018-21-3-85-90
  4. Подстригаев А.С. Анализ ведения радиотехнической разведки в условиях сложной сигнальной обстановки // Современные проблемы проектирования, производства и эксплуатации радиотехнических систем. 2016. № 1 (10). С. 49-52.
  5. Дворников С.В., Конюховский В.С., Симонов А.Н. Способ частотно-пространственной селекции радиоизлучений с помощью триортогональной антенной системы // Информационно-управляющие системы. 2020. № 1. С. 63-72. DOI: 10.31799/1684-8853-2020-1-63-72.
  6. Дворников С.В., Дворников С.С., Жеглов К.Д. Проактивный контроль пригодности радиоканалов в режиме ППРЧ // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2022. Т. 16. № 11. С. 15-20. DOI: 10.36724/2072-8735-2022-16-11-15-20.
  7. Sviatkina V., Kuptsov V., Davydov V., Rud V. On possibility of using of spectral analysis for control the energy distribution of electromagnetic waves in radar channels // Proceedings of ITNT 2020 — 6th IEEE International Conference on Information Technology and Nanotechnology. Virtual, Samara, 2020, pp. 9253166. DOI: 10.1109/ITNT49337.2020.9253166.
  8. Podstrigaev А.S., Smolyakov А.V., Maslov I.V. Probability of Pulse Overlap as a Quantitative Indicator of Signal Environment Complexity // Journal of the Russian Universities Radioelectronics, 2020, no. 23 (5), pp. 37-45. DOI: 10.32603/1993-8985-2020-23-5-37-45.
  9. Макаренко С.И., Новиков Е.А., Михайлов Р.Л. Исследование канальных и сетевых параметров канала связи в условиях динамически изменяющейся сигнально-помеховой обстановки // Журнал радиоэлектроники. 2014. № 10. URL: http://jre.cplire.ru/jre/oct14/3/text.html.
  10. Подстригаев А.С., Смоляков А.В., Лихачев В.П. Выбор приемника для широкополосного анализа сигнальной обстановки на основе оценки ее сложности // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 1. С. 143−153. DOI: 10.18127/j00338486-202201-19.
  11. Купряшкин И.Ф., Соколик Н.В. Алгоритм обработки сигналов в радиолокационной системе с непрерывным частотно-модулированным излучением в интересах обнаружения малозаметных воздушных объектов, оценки их дальности и скорости движения // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2019. № 1. С. 39 — 55. URL: https://doi.org/10.32603/1993-8985-2019-22-1-39-47.
  12. Воробьев Е.Н., Веремьев В.И., Холодняк Д.В. Распознавание винтомоторных летательных аппаратов в пассивной бистатической РЛС // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2018. № 6. С. 75 — 82. https://doi.org/10.32603/1993-8985-2018-21-6-75-82.
  13. Купряшкин И.Ф., Лихачев В.П., Рязанцев Л.Б. Малогабаритные многофункциональные РЛС с непрерывным частотно-модулированным излучением: монография. — М.: Радиотехника, 2020. — 280 с.
  14. Биюсова В.А., Кочетов А.В., Комаров Г.В., Панфилов П.С., Парусов В.А. Автомобильная сверхкороткоимпульсная радиолокационная станция обеспечения безопасности движения и контроля дорожной обстановки // Вопросы радиоэлектроники. 2019. № 9. С. 26-30. DOI: 10.21778/2218-5453-2019-9-26-30.
  15. Асадуллин Р.Н. и др. Реализация точек доступа Wi-Fi, интегрированных в имеющиеся элементы городской инфраструктуры // Радиотехника. 2019. Т. 83. № 6 (7). С. 6-11. DOI: 10.18127/j00338486-201906(7)-02.
  16. Ногов О.А. Планирование сеансов при управлении ретрансляцией и связью с использованием МКСР «Луч» // Труды МАИ. 2013. № 66. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=40269.
  17. Казак П.Г., Шевцов В.А. Принципы построения энергоэффективной системы сотовой связи и беспроводного широкополосного доступа в Интернет для Арктики // Труды МАИ. 2021. № 118. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=158239. DOI: 10.34759/trd-2021-118-06
  18. Бахтин А.А., Волков А.С., Солодков А.В., Баскаков А.Е. Разработка модели сегмента сети SDN для стандарта 5G // Труды МАИ. 2021. № 117. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=122307. DOI: 10.34759/trd-2021-117-07.
  19. Дворников С.В., Дворников С.С., Манаенко С.С., Пшеничников А.В. Спектрально-эффективные сигналы с непрерывной фазой // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2016. Т. 12. № 2. С. 87-93.
  20. Ивануткин А.Г., Данилин М.А., Пресняков М.Ю. Подход к выбору показателей эффективности связи и радиотехнического обеспечения полетов авиации // Труды МАИ. 2016. № 86. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=67818.
  21. Axell E., Leus G., Larsson E., Poor H. Spectrum Sensing for Cognitive Radio: State-of-the-Art and Recent Advances // IEEE Signal Processing Magazine, 2012, no. 29 (3), pp. 101-116. DOI:10.1109/msp.2012.2183771.
  22. Aswathy G.P., Gopakumar K. Sub-Nyquist wideband spectrum sensing techniques for cognitive radio: A review and proposed techniques // AEU-International Journal of Electronics and Communications, 2019, vol. 104, pp. 44-57. URL: https://doi.org/10.1016/j.aeue.2019.03.004.
  23. Бахтин А.А., Волков А.С., Солодков А.В., Свиридов И.А. Система распознавания модуляции сигналов на основе нейронной сети с использованием ПЛИС // Труды МАИ. 2021. № 121. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=162660. DOI: 10.34759/trd-2021-121-13.
  24. Ma Y., Gao Y., Liang Y. C., Cui S. Reliable and efficient sub-Nyquist wideband spectrum sensing in cooperative cognitive radio networks // IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 2016, vol. 34, no. 10, pp. 2750-2762. DOI: 10.1109/JSAC.2016.2605998.
  25. Кизима С.В. Объекты и средства радиоконтроля. Совместное развитие технологий радиосвязи и радиоконтроля // Электросвязь. 2018. № 11. С. 68-74. URL: https://radian-m.ru/docs/article/2018ESV11.pdf.
  26. Алдохина В.Н., Демьянов А.В., Гудаев Р.А., Бык В.С., Викулова Ю.М. Способ распознавания типа объекта в воздушно-космическом пространстве на основе анализа радиотехнических характеристик с учетом информативности признаков // Труды МАИ. 2017. № 93. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=80373.
  27. Лихачев В.П., Семенов В.В., Веселков А.А., Демчук А.А. Обобщенный алгоритм радиотехнического мониторинга РЛС с синтезированной апертурой антенны // XVI Международная научно-методическая конференция «Информатика: проблемы, методология, технологии»: сборник трудов (Воронеж, 11-12 февраля 2016). — Воронеж: Изд-во Научно-исследовательские публикации, 2016. С. 179-184.
  28. Масалкин А.А., Колесник А.В., Проценко П.А. Методика планирования применения средств системы спутникового радиоконтроля // Труды МАИ. 2019. № 106. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=105700.
  29. Rashidi M., Haghighi K., Owrang A., Viberg M. A wideband spectrum sensing method for cognitive radio using sub-Nyquist sampling // 2011 Digital Signal Processing and Signal Processing Education Meeting (DSP/SPE), IEEE, 2011, pp. 30-35. DOI: 10.1109/DSP-SPE.2011.5739182.
  30. Sanderson R.B., Tsui J.B.Y. Digital frequency measurement receiver with bandwidth improvement through multiple sampling of real signals. Patent US 5099194 A, 24.03.1992.
  31. Sanderson R.B., Tsui J.B.Y. Digital frequency measurement receiver with bandwidth improvement through multiple sampling of complex signals. Patent US 5099243, 24.03.1992.
  32. Sanderson R.B., Tsui J.B.Y. Instantaneous frequency measurement receiver with bandwidth improvement through phase shifted sampling of real signals. Patent US 5109188, 28.04.1992.
  33. McCormick W.S., Tsui J.B.Y. Frequency measurement receiver with means to resolve an ambiguity in multiple frequency estimation. Patent US 5293114, 08.03.1994.
  34. Beharrell G.P. Digital electronic support measures. Patent EP 1618407, 17.04.2013.
  35. Кренев А.Н., Ботов В.А., Горюнцов И.С., Погребной Д.С., Топорков В.К. Способ расширения полосы частот оценки спектров сигналов. Патент на изобретение RU № 2516763, 20.05.2014.
  36. Подстригаев А.С. Классификация неоднозначности определения частоты в цифровом приемнике с субдискретизацией // Радиотехника и электроника. 2022. Т. 67. № 4. С. 369-376. DOI: 10.31857/S0033849422040131.
  37. Подстригаев А.С. Классификация и способы устранения аномальных ошибок измерения частотно-временных параметров сигналов в широкополосных приемниках // Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии. 2022. № 15 (2). С. 223-237. DOI: 10.17516/1999-494X-0385. URL: https://elib.sfu-kras.ru/handle/2311/145437.
  38. Куприянов А.И. Аномальные ошибки при определении параметров сигналов средствами радиотехнической разведки // Вопросы радиоэлектроники. 2012. Т. 2. № 2. С. 5-11.
  39. Подстригаев А.С. Методика проектирования сверхширокополосного цифрового приемника с субдискретизацией // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2021. Т. 15. № 10. С. 11-17. DOI: 10.36724/2072-8735-2021-15-10-11-17. URL: http://media-publisher.ru/wp-content/uploads/Nom-10-2021-s.pdf.
  40. Смоляков А.В., Подстригаев А.С. Характеристики обнаружения цифрового приемника с субдискретизацией // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 9. С. 95-107. DOI: 10.18127/j00338486-202109-09.
  41. Смоляков А.В., Подстригаев А.С. Экспериментальное исследование точности определения частотно-временных параметров импульса в цифровом приемнике с субдискретизацией при односигнальном воздействии // Труды МАИ. 2021. № 121. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=162661. DOI: 10.34759/trd-2021-121-14.
  42. Подстригаев А.С., Смоляков А.В. Экспериментальное исследование точности определения частотно-временных параметров импульса в цифровом приемнике с субдискретизацией при многосигнальном воздействии // Труды МАИ. 2022. № 123. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=165560. DOI: 10.34759/trd-2022-123-15.
  43. Горбунова А.А. Разработка алгоритма получения точечного портрета сложной цели по комплексному радиолокационному изображению // Труды МАИ. 2011. № 45. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=25366.
  44. Казачков Е.А., Матюгин С.Н., Попов И.В., Шаронов В.В. Обнаружение и классификация малоразмерных объектов на изображениях, полученных радиолокационными станциями с синтезированной апертурой // Вестник Концерна ВКО «Алмаз — Антей». 2018. № 1. С. 93-99. DOI: 10.38013/2542-0542-2018-1-93-99. URL: http://journal.almaz-antey.ru/jour/article/view/51.
  45. Аджемов С.С., Терешонок М.В., Чиров Д.С. Нейросетевой метод распознавания видов модуляции радиосигналов с использованием кумулянтов высокого порядка // T-Comm-Телекоммуникации и Транспорт. 2012. №. 9. С. 9-12.
  46. Чиров Д.С. Стецюк А.Н. Нейросетевой метод идентификации источников радиоизлучения комплексом радиомониторинга воздушного базирования // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения. 2017. Т. 17. № 4. С. 950-953.
  47. Радзиевский В.Г., Сирота А.А. Информационное обеспечение радиоэлектронных средств в условиях конфликта. — М.: ИПРЖР, 2001. — 456 с.
  48. Ge Z., Sun X., Ren W., Chen W., Xu G. Improved algorithm of radar pulse repetition interval deinterleaving based on pulse correlation // IEEE Access, 2019, vol. 7, pp. 30126-30134. DOI:10.1109/ACCESS.2019.2901013

Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход