РАЗДЕЛ 2
РАЗРАБОТКА МЕТОДА СИНТЕЗА КВАЗИОРТОГОНАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ПРИЕМА сигналов для
РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ КОСМИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИ
В разделе 1 показано, что качество функционирования РТС управления КА зависит
от корреляционных, структурных и ансамблевых свойств используемых сигналов.
Вместе с тем, известные системы сигналов не обеспечивают необходимых значений
помехозащищенности РТС управления КА, так как они имеют неудовлетворительные
корреляционные, структурные и ансамблевые свойства.
В [21,65,72] рассматривается задача синтеза сложных сигналов с заданными
свойствами, однако в этих работах рассматривается задача синтеза сигналов
только по одному из необходимых показателей со следующей оптимизацией по
нескольким параметрам [38,44,51].
В данном разделе рассматривается задача синтеза квазиортогональных систем
сигналов с заданными корреляционными, структурными и ансамблевыми
характеристиками. Формируются требования к структуре сигнала с заданными
свойствами, проводятся исследования статистических характеристик функций
корреляции. На основе предложенных требований рассматриваются алгоритмы
формирования нелинейных квазиортогональных систем сигналов.
2.1. Разработка алгоритма синтеза квазиортогональных систем сигналов
Анализ возможностей функционирования РТС управления КА, проведенный в первом
разделе, показал, что общая задача синтеза сигналов с заданными свойствами
может быть сформулирована в следующем виде. При заданных вероятностных
характеристиках ансамблей переданных сообщений, виду помехи и характеру
взаимодействия помехи с переданными полезными сигналами необходимо
синтезировать ансамбли сигналов, минимизирующих вероятности ошибки и
возможности навязывания сигналов помех при фиксированных частотных и часовых
ресурсах канала.
В этой общей постановке данная задача еще не имеет окончательного решения, но в
настоящее время можно найти некоторые попытки таких решений [22,39,73].
Проведенные исследования [57,59,74]показали, что для обеспечения
помехозащищенности широкополосной РТС управления КА наиболее опасной может
являться структурная помеха.
При влиянии такой помехи в режиме расхождения сигналов, как выходе из выражения
для средней вероятности ошибки [22]
, (2.1)
где Ф(х) – интеграл вероятности;
снижается качество разницы сигналов и сличения их параметров. Вероятность
навязывания сигналов, как выходит с (2.1), в свою очередь зависит от
энергетических соотношений между полезным сигналом и навязанным сигналом, а
также от систем корреляции и размерности ансамбля используемых сигналов.
Учитывая эти факты, задача синтеза сигналов для повышения помехозащищенности
радиотехнических систем управления КА сводится к синтезу большого ансамбля
слабокоррелированных между собой сигналов. Отметим, что сейчас существуют
разнообразные направления синтеза дискретных сигналов для обеспечения
помехозащищенности радиосистем.
Среди известных методов синтеза наибольшее практическое применение нашли
методы, которые базируются на рекуррентных соотношениях полиномов [36]. Интерес
к этим методам синтеза сигналов обусловлен простотой реализации устройства
формирования сигналов, а также получением в ряде случаев сигналов с
хорошими автокорреляционными свойствами. Однако использование этих методов
позволяет получить либо небольшие ансамбли сигналов с хорошими
автокорреляционными и неудовлетворительными взаимокорреляционными свойствами,
либо ансамбли с неудовлетворительными авто и взаимокорреляционными свойствами.
Кроме того системы сигналов, синтезированные на основе рекуррентных
соотношений, имеют неудовлетворительные структурные свойства.
Ряд авторов, например [38,50,75], предлагает синтезировать сигналы на основе
псевдослучайных генераторов. Основные алгоритмы, которые при этом используются,
приведены в таблице 2.1
Таблица 2.1
Алгоритмы синтеза сигналов на основе псевдослучайных генераторов
Название метода
Правило формирования
Достоинства
Недостатки
Середины квадрата і предварительного элемента сигнала
,
де хi-1 - число разрядностью 2k
- операция выделения 2-k - элементов из числа разрядностью 4k,
при этом 1ёё k и 3k+1ёё4 k выбрасывается.
Простота реализации
1. Тенденция преобразования в короткие циклы повторяющихся элементов и
вырождения.
2. Не обеспечивается необходимая величина периода сигналов.
3. В сигналах наблюдается межэлементная зависимость, которая временно носит
линейный характер.
Усекание
де хi-1, хi-2 - числа разрядностью 2k
- операция выделения 2-k - элементов из числа разрядностью 4k,
при чем 1ёёk и 3k+1ёё4k выбрасывается
Тоже
Тоже
Продолжение табл. 2.1
Название метода
Правило формирования
Достоинства
Недостатки
Когурент-ного датчика
,
де хi-1 – начальное состояние датчика, хi-1іі0;
ai - множитель, ai>0;
с - увеличение.
1. Статистические свойства сформированных сигналов хорошо изучены и
удовлетворяют большинству статистических критериев.
2. Теория преобразований позволяет получить улучшение указанных характеристик
сигналов.
3. Простота программной реализации.
1. Низкая структурная скрытность сформированных сигналов.
2. На параметры сигнала накладываются ограничения по значению, связанные с
реализацией метода на ЭВМ.
Рекуррентный
де 1ЈЈbbЈЈ4
1. Достаточно сложные системы сигналов определяются простыми уравнениями.
2. Обеспечивается достаточная сложность генерируемых сигналов.
1. В настоящее время не существует теоретически обоснованного периода
формирования сигналов.
2. При каких-то значениях xi є -тенденция к вырождению.
3. Программная реализация потребует больших выч
- Киев+380960830922