Разработка методов защиты устройств быстрого поиска шумоподобных сигналов от гармонических и структурных помех тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.13, кандидат технических наук Бабинцев, Владимир Васильевич

• Бабинцев, Владимир Васильевич
• кандидат технических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат технических наук Бабинцев, Владимир Васильевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВ БЫСТРОГО

ПОИСКА ШПС.

1.1. Нелинейное устройство быстрого поиска ШПС.

• 1.2. Адаптивное нелинейное устройство быстрого поиска ШПС.

1.3. Помехоустойчивость адаптивного устройства быстрого поиска ШПС в условиях действия гауссовского шума.

1.4. Анализ действия ГП на устройство быстрого поиска ШПС.

1.5. Анализ действия СП на устройство быстрого поиска ШПС.

1.6. Выводы по главе 1.

• 2. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ЗАЩИТЫ

УСТРОЙСТВ БЫСТРОГО ПОИСКА ШУМОПОДОБНЫХ СИГНАЛОВ ОТ ГАРМОНИЧЕСКИХ ПОМЕХ.

2.1. Постановка задачи.

2.2. Разработка метода защиты устройства быстрого поиска шумоподобных сигналов от мощной гармонической помехи.

2.2.1. Оценивание параметров ГП.

2.2.2. Разработка структуры ПУ с НФ с защитой от воздействия

ГП на основе оценивания её параметров.

2.3. Исследование эффективности устройства защиты от мощных

• 2.4. Компенсация ГП с помощью цифрового сглаживающего фильтра.

2.4.1. Разработка устройства выделения ГП.

2.4.2. Исследование эффективности подавления ГП с помощью

2.5. Выводы по главе 2.

3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ЗАЩИТЫ УСТРОЙСТВ БЫСТРОГО ПОИСКА ШУМОПОДОБНЫХ СИГНАЛОВ ОТ СТРУКТУРНЫХ ПОМЕХ.

3.1. Постановка задачи.

3.2. Разработка метода защиты устройства быстрого поиска

• шумолодобных сигналов от мощных структурных помех.

3.3. Исследование эффективности устройств защиты от мощных

3.4. Выводы по главе 3.

4. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ЗАЩИТЫ УСТРОЙСТВ БЫСТРОГО ПОИСКА ШУМОПОДОБНЫХ

• СИГНАЛОВ ОТ СОВМЕСТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ГАРМОНИЧЕСКИХ И СТРУКТУРНЫХ ПОМЕХ.

4.1. Постановка задачи.

4.2. Анализ совместного действия ГП и СП на адаптивное устройство быстрого поиска ШПС.

4.3. Разработка метода подавления комплекса помех в устройстве быстрого поиска шумоподобных сигналов.

4.4. Исследование эффективности устройства защиты от комплекса помех.

4.5. Рекомендации по программно-аппаратной реализации разработанных устройств защиты от помех.

• 4.5.1. Современное состояние элементной базы.

4.5.2 Программно-аппаратная реализация устройств защиты от помех.

4.6. Выводы по главе 4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методов защиты устройств быстрого поиска шумоподобных сигналов от гармонических и структурных помех»

В связи с тем, что в настоящее время стремительно растет число радиоэлектронных средств в разрешенных для передачи информации диапазонах частот, системы передачи информации (СПИ) должны обеспечивать высокую достоверность приема информации в условиях сложной помеховой обстановки.

Для решения указанной проблемы существует несколько подходов, из которых наиболее перспективный - использование СПИ с расширением спектра передаваемых сигналов, использующие шумоподобные сигналы (ШПС). Одной из тенденций развития СПИ с ШПС является построение ШПС на основе псевдослучайных последовательностей (ПСП), которые позволили за счет применения сложного кодирования информации существенно увеличить число обслуживаемых абонентов, повысить помехоустойчивость и скрытность передаваемой информации.

В реальных условиях СПИ с ШПС, как правило, работают в шумах и помехах, уровень которых часто превосходит уровень полезного сигнала, что существенно усложняет обнаружение и распознавание (поиск) ШПС. Основополагающие принципы борьбы с помехами в СПИ, в том числе с ШПС заложены в работах ряда отечественных и зарубежных ученых, наиболее значительные из которых обобщены в монографиях и обзорах [1-7].

Особенно важное значение уделяется борьбе с помехами в устройствах быстрого поиска ШПС, предназначенных для установления синхронизации. В подобных устройствах используется лишь часть символов ПСП, поэтому устройства быстрого поиска ШПС наиболее подвержены действию мощных естественных и искусственных помех. Особые условия воздействия помех на устройства поиска ШПС приводят к тому, что большинство методов из арсенала средств борьбы с помехами не могут быть использованы или не позволяют эффективно ослаблять действие помех. Все это потребовало дальнейшего развития теории и практики приема дискретной информации в условиях воздействия помех различного рода и интенсивности.

В СПИ с ШПС большое распространение получили сигналы, сформированные на основе ПСП, из которых следует выделить класс линейных рекуррентных последовательностей максимальной длины (МЛРП) с двоичным основанием, называемые последовательностями Хаффмена или М -последовательностями [2-4], обладающие высокой скоростью, простотой формирования и обработки, хорошими авто- и взаимокорреляционными свойствами.

Характерной особенностью двоичных МЛРП является простота алгоритма их формирования. Каждый последующий символ аА+1 в ПСП зависит только от m-значной комбинацией предыдущих символов а.к,.,акт, что позволяет легко формировать такие ПСП с помощью сдвигающих регистров. Правило формирования ПСП задается неприводимым примитивным многочленом (образующим полиномом).

Число символов в двоичной рекуррентной ПСП равно L = 2т — 1.

В современных СПИ с ШПС наметилась тенденция увеличения длины ПСП с целью повышения количества обслуживаемых абонентов, увеличения скрытности и конфиденциальности передаваемой информации. Использование в СПИ ШПС, сформированных на ПСП большой длины (L>210), требует быстрого и надежного определения m-значной кодовой комбинации ПСП, используемой в качестве опорного сигнала в демодуляторе, то есть повышения скорости вхождения в кодовый синхронизм принимаемого ПСП с его копией в приемном устройстве (ПУ) [4-6]. Методы приема сигнала в «целом» [4-5], имеющие высокую устойчивость к воздействию различного рода помех, неприменимы из-за недопустимо большого времени определения кодовой комбинации.

Известным решением проблемы кодовой синхронизации при поиске ШПС с неизвестным временем появления является построение многоканального корреляционного приемника или приемника с набором согласованных фильтров [3]. При этом может быть достигнуто минимальное время поиска искомого ШПС. Однако такой подход сокращения времени поиска приемлем только для ШПС, построенных на ПСП относительно небольшой длины.

Из алгоритмов, используемых в устройствах кодовой синхронизации, большой интерес представляют алгоритмы поиска ШПС, основанные на алгебраических особенностях формирования синхросигналов, использование которых при приемлемых аппаратурных затратах позволяет на порядок и более сократить время поиска. Среди таких алгоритмов широкое распространение нашел метод последовательной оценки символов и его модификации [6-7].

Повысить скорость вхождения в синхронизм при использовании метода последовательной оценки символов можно за счет использования статистической избыточности, заложенной при кодировании в ПСП. Один из вариантов решения задачи приведен в [8]. Аппроксимация ПСП сложной цепью Маркова и использование нелинейной теории фильтрации марковских процессов [14] позволили получить рекуррентные уравнения фильтрации ШПС [9,39], на основе которых синтезированы устройства быстрого поиска ШПС. Однако высокая вероятность ложных тревог при отсутствии ШПС на входе ПУ приводит к увеличению времени поиска ШПС [10] и снижает помехоустойчивость устройства синхронизации.

Для ослабления данных недостатков в [39] по аналогии с алгоритмами фильтрации, полученными в [11-13], с использованием критерия Неймана-Пирсона удалось синтезировать простые в реализации адаптивные устройства быстрого поиска (АУБП) ШПС с минимальным количеством ложных тревог и тем самым существенно уменьшить время поиска ШПС. s

Разработка методов быстрого поиска ШПС в [13,39] основывалась на предположении, что на входе ПУ действует только белый гауссовский шум. Такой подход к решению радиотехнических задач является обоснованным, так как позволяет получить результаты, близкие к потенциально возможным.

В действительности на входе ПУ в СПИ могут воздействовать помехи, различные по мощности и характеру. Последние исследования СПИ с ШПС [15] показали, что разработать ПУ, обеспечивающее устойчивую синхронизацию с искомым ШПС, в условиях одновременного действия различного рода мощных помех, практически невозможно. Попытки синтезировать подобные ПУ приводят к нелинейным устройствам большой сложности, далеким от оптимальных из-за многочисленных упрощений [4,16-19]. Поэтому иногда целесообразнее разрабатывать отдельные устройства для защиты ПУ, синтезированных для случая воздействия белого гауссовского шума, от конкретных наиболее опасных помех.

Известно [4,15-16], что для СПИ с ШПС наиболее опасными являются мощные узкополосные (УП) и подобные полезному сигналу структурные помехи (СП).

В связи с увеличившимся в последнее время количеством СПИ, УП естественного происхождения являются одними из распространенных. Кроме того, простота технической реализации радиосистем, генерирующих УП, по сравнению с системами, создающими широкополосные помехи, позволяет создавать мощные постановочные УП. Частным случаем УП является гармоническая помеха (ГП) - гармоническое колебание с частотой, находящейся в пределах спектра полезного сигнала.

Борьбе с ГП посвящено значительное число работ [15-16,20-27], в которых описаны методы, основанные: а) на использовании смещения порогов квантования [20-21]; б) на применении «обеляющих» фильтров [16,22-24]; в) на частотной режекции и компенсации [15,25-26]; г) на изменении пространства преобразования сигналов [27]. Данные методы, несмотря на недостатки (необходимость измерения некоторых параметров помехи, снижение помехоустойчивости системы при отсутствии ГП, изменение формы принимаемого сигнала, сложность реализации) успешно используются для борьбы с ГП в СПИ с ШПС.

Однако эти методы, основанные на спектральном различии ШПС и ГП, не используют структурных свойств ПСП и предназначены для подавления ГП на радио или промежуточной частоте. При близком расположении ГП к несущей частоте данные методы практически неприменимы из-за опасности подавления несущей. Кроме того, при действии мощной ГП на входные цепи ПУ с ограниченным динамическим диапазоном, а также в результате каких-либо мер защиты от ГП в силу нелинейных явлений возможно появление гармонических составляющих на видеочастоте. Следовательно, наиболее опасной из ГП является помеха, проявляющаяся в виде низкочастотной ГП после детектора и «накрывающая» значительную часть информационных символов ПСП, отводимых для синхронизации. Все это может привести к срыву синхронизации.

Ввиду того, что вероятность действия многих мощных ГП вблизи несущей полезного сигнала невелика, число мощных ГП на видеочастоте ограничивается двумя-тремя помехами.

Исследования показали, что мощные ГП на выходе детектора могут полностью нарушить нормальное функционирование разработанных в [39] устройств быстрого поиска ШПС. Важным достоинством ПУ с нелинейным фильтром (НФ) [39], предназначенных для поиска ШПС в белом гауссовском шуме, является способность обнаруживать стационарные мощные ГП за счет структурных различий ШПС и ГП.

Выявленные особенности синтезированных ПУ позволили разработать эффективные и простые в реализации методы подавления ГП, применимые в условиях полной или частичной информации о параметрах ГП. Так, при незначительном усложнении структуры ПУ с НФ наряду с поиском ШПС возможно измерение амплитуды и частоты ГП, а полученные оценки параметров ГП используются для компенсации ГП, либо для настройки режекторного фильтра.

В качестве альтернативного метода подавления ГП предлагается подавление ГП с помощью адаптивного цифрового фильтра на основе использования фильтра со скользящим усреднением [28]. Метод применим и в случае, если ГП не стационарна, а эффективность подавления зависит только от точности определения частоты ГП, для оценивания которой используется метод, основанный на усреднении числа выборок за несколько периодов ГП.

Другим важным направлением диссертационной работы является разработка и исследование мер защиты устройств быстрого поиска ШПС от СП.

СП состоят из тех же элементов, что и полезный сигнал, но отличаются параметрами манипуляции. В СПИ, использующих технологию ШПС для передачи информации, помехи этого типа, например, прямые и отраженные сигналы других абонентов СПИ, встречаются наиболее часто. Источником мощных структурных помех, например, ретранслированных, могут быть системы радиотехнического противодействия.

В работах, посвященных анализу воздействия СП [29-30], отмечается, что в СПИ с ШПС, особенно с цифровой обработкой, эффективные методы борьбы со СП фактически отсутствуют, так как хорошо разработанные методы подавления помех, основанные на их спектральном различии с искомым ШПС в случае СП не работают. В [37] решена задача совместной фильтрации СП в предположении, что двоичная импульсная последовательность является цепью Маркова, однако исследования эффективности данного метода не прводились. Также недостаточно исследовано воздействие СП на цифровые устройства быстрого поиска ШПС в условиях, когда для поиска используется лишь часть элементов ШПС.

Отсюда следует, что задача отыскания алгоритмов и устройств быстрого поиска ШПС, защищенных от воздействия СП является актуальной, особенно в настоящее время, когда число СПИ с ШПС и количество их абонентов возрастает стремительными темпами.

В данной работе для подавления СП предлагается использовать метод компенсации, основанный на выявлении структурных особенностей СП и измерении ее параметров. Поставленная цель достигается введением дополнительных каналов оценивания параметров СП, аналогичных каналу поиска полезного сигнала, что делает структуру системы более однородной. Адаптивное ПУ с НФ быстрого поиска искомого ШПС с параллельными каналами одновременного оценивания параметров нескольких СП и блоком их компенсации уже при числе СП более трех представляет собой сложное для реализации устройство. Упрощения ПУ с НФ можно достичь выбором тактики поочередного последовательного обнаружения и измерения параметров СП, начиная с наиболее мощной СП, и последующей ее компенсацией. Проведенные исследования показали высокую эффективность метода ослабления действия СП на устройство быстрого поиска.

Совершенствование методов цифровой обработки сигналов, элементной базы, автоматизированных средств проектирования и отладки электронной аппаратуры позволяет сократить разрыв между теорией и практикой разработки систем связи. Обработке сигналов в цифровой форме предъявляются высокие требования по скоростным характеристикам ПУ, а следовательно и к вычислительной сложности разработанных алгоритмов. Аппаратно-программная реализация разработанных в данной работе устройств требует обоснованного выбора элементной базы, применения современных принципов автоматизированного проектирования радиоэлектронной аппаратуры на основе прогрессивных методов цифровой обработки сигналов и передовых достижений информационных технологий.

С учетом данных требований разработаны принципы программно-аппаратурной реализации, на основе которых получены обеспечивающие минимум технических и временных ресурсов варианты реализации основных блоков разработанных устройств.

Целью диссертационной работы является решение задачи повышения устойчивости к воздействию мощных ГП и СП устройств быстрого поиска ШПС, построенных на двоичных рекуррентных ПСП, заключающееся в разработке методов и устройств защиты от раздельного и совместного действия ГП и СП.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

1. Разработка адаптивного устройства быстрого поиска ШПС, построенных на двоичных рекуррентных ПСП, и исследование его помехоустойчивости в условиях действия белого гауссовского шума, ГП и СП в различном сочетании.

2. Разработка и исследование эффективности компенсационных методов защиты ПУ быстрого поиска ШПС от мощных ГП, основанных на обнаружении и измерении основных параметров помехи с учетом структурных различий ГП и ШПС.

3. Разработка и исследование эффективности компенсационных методов борьбы с мощными СП, основанных на обнаружении, распознавании и измерении параметров помехи с учетом структурных различий СП и ШПС.

4. Разработка и анализ компенсационных методов защиты ПУ быстрого поиска ШПС от совместного действия ГП и СП.

5. Реализация программно-аппаратными средствами АУБП ШПС и устройств защиты от помех на основе современной цифровой элементной базы.

При теоретических исследованиях используются методы статистической теории связи, теории оптимальной нелинейной фильтрации, теории условных марковских процессов, математической статистики и статистического моделирования на ЭВМ.

На защиту выносятся следующие основные научные результаты:

1. Структура адаптивного устройства быстрого поиска ШПС.

2. Качественные и количественные характеристики помехоустойчивости ПУ быстрого поиска ШПС при действии аддитивной смеси белого гауссовского шума и одной или нескольких ГП и СП.

3. Методы защиты ПУ быстрого поиска ШПС от мощных ГП на основе обнаружения и измерения их параметров, и требующие для своей реализации малых технических ресурсов.

4. Метод компенсации ГП, основанный на выделении ГП с помощью цифрового сглаживающего фильтра.

5. Метод защиты ПУ быстрого поиска ШПС от мощных СП, основанный на структурном отличии ШПС и СП, позволяющем провести обнаружение, распознавание и измерение параметров СП с помощью дополнительного адаптивного НФ, аналогичного НФ в канале поиска полезного ШПС, и блока оценки амплитуды СП.

6. Метод защиты от одновременного действия ГП и СП на ПУ быстрого поиска ШПС.

7. Рекомендации по аппаратно-программной реализации блоков и устройств защиты ПУ быстрого поиска ШПС от ГП и СП.

Новизна научных результатов состоит в следующем:

1. Разработано адаптивное устройство быстрого поиска ШПС и проведен качественный и количественный анализ его помехоустойчивости в условиях действия белого гауссовского шума, ГП и СП в различных сочетаниях.

2. Разработаны цифровые методы обнаружения и измерения параметров мощных ГП и СП в ПУ быстрого поиска ШПС, требующие для реализации незначительного усложнения ПУ быстрого поиска ШПС.

3. Выполнен анализ помехоустойчивости ПУ быстрого поиска ШПС с разработанными блоками защиты от мощных ГП и СП.

Практические результаты диссертационной работы могут быть использованы при разработке АУБП ШПС в СПИ, применяющих для передачи информации ШПС на длинных двоичных ПСП, работающих в условиях сложной помеховой обстановки.

Разработанные методы построения алгоритмов и структур обнаружения и измерения параметров ГП и СП, являются эффективным инструментом упрощения известных алгоритмов борьбы с ГП и СП и позволяют сократить разрыв между принципиально сложными по построению, громоздкими и труднореализуемыми теоретическими разработками и назревшими потребностями в создании современного технического арсенала простых в реализации, надежных и эффективных средств борьбы с помехами в цифровых СПИ с ШПС.

Практическое применение разработанных методов, алгоритмов и структур для борьбы с ГП и СП может найти в цифровых СПИ различного назначения: цифровых системах связи, навигационных и локационных системах, телекоммуникационных системах, телеметрии.

Для проведения моделирования на ЭВМ были разработаны модели исследуемых устройств, разработаны методики проведения экспериментов, создана среда исследований, проверена устойчивость полученных алгоритмов к изменению статистических характеристик параметров сигналов.

Основные результаты диссертации опубликованы 21 работе, в том числе 6-и статьях и 12-и тезисах в научно-технических журналах и сборниках трудов, и 3 отчетах о НИР.

Диссертационная работа состоит из четырех глав.

В первой главе проводится анализ предметной области исследований. С этой целью разработан алгоритм и построена структура адаптивного ПУ с

НФ быстрого поиска ШПС, проанализированы результаты воздействия ГП и СП на устройства быстрого поиска ШПС, даны рекомендации по разработке и исследованию алгоритмов и устройств подавления помех.

Во второй главе разработаны компенсационные методы борьбы с ГП, основанные на структурных различиях ШПС и ГП. Синтезированы устройства компенсации мощных ГП. Проведено исследование эффективности разработанных устройств защиты ПУ быстрого поиска ШПС от мощных ГП.

В третьей главе разработан метод подавления мощных СП, основанный на распознавании структуры СП и измерения её параметров устройствами, аналогичными по своей структуре с устройствами быстрого поиска искомого полезного ШПС. Проведено исследование эффективности разработанного устройства защиты ПУ с НФ от мощных СП.

В четвертой главе проведено исследование помехоустойчивости адаптивного ПУ с НФ при одновременном присутствии на входе мощных ГП и СП. На основе разработанных в главах 2 и 3 алгоритмов борьбы в условиях действия помех одного вида предложен метод борьбы с совокупностью ГП и СП. Проведено исследование эффективности данного устройства. Разработаны рекомендации по аппаратно-программной реализации блоков и устройств защиты ПУ быстрого поиска ШПС от ГП и СП.

Заключение диссертации по теме «Системы, сети и устройства телекоммуникаций», Бабинцев, Владимир Васильевич

4.6. Выводы по главе 4

1. Результаты исследований одновременного воздействия шума, СП и л

ГП на устройство быстрого поиска ШПС при различных соотношениях рэ, • 2 -2

Jrn и Jcn' показали, что потери от совместного воздействия помех могут достигать более десяти децибел.

2. На основе использования комплексного подхода к методам раздельной компенсации ГП и СП, рассмотренных во второй и третьей главах, предложено устройство борьбы с ГП и СП, в случае их одновременного действия.

3. При исследованиях устройства борьбы с комплексом помех выявлены следующие закономерности: 1) влияние шума на эффективность борьбы с помехами невелико при его малой интенсивности по сравнению с интенсивностью помехи любого вида, что характерно для реальных условий работы; 2) на потери после совместной компенсации помех в значительной степени оказывает влияние соотношения их мощностей; 3) применение ЦСФ позволяет повысить помехоустойчивость в отношении действия ГП и СП на 1-3 дБ по сравнения с методом подавления ГП на основе оценивания параметров ГП.

4. Исследование подтвердило эффективность предложенных алгоритмов и устройств защиты от совместного действия ГП и СП в широком диапазоне отношений помеха-сигнал. Использование разработанных методов защиты на основе оценивания параметров мощной ГП и СП и с последующей компенсацией ГП и СП, позволяет значительно ослабить влияние действия ГП и СП на эффективность работы ПУ с НФ без существенного увеличения технических ресурсов.

5. Остаточные потери после совместного подавления ГП и СП при

2 2 значении отношений jrn до 20 дБ и jcn до 25 дБ не превышают 10-12 дБ в широком диапазоне отношений сигнал-шум.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты диссертационной работы расширяют рамки использования компенсационных методов борьбы с ГП и СП в СПИ с ШПС на задачи защиты устройств быстрого поиска ШПС от ГП и СП и решают научно-техническую проблему разработки, анализа и реализации минимальными ресурсами новых алгоритмов и структур для защиты устройств нелинейной фильтрации дискретного параметра ШПС, построенных на рекуррентных ПСП, от ГП и СП, имеющую важное значение для исследования и проектирования современных цифровых СПИ с ШПС, построенных на ПСП.

Основные научные результаты

1. Получен алгоритм и разработана структура адаптивного ПУ быстрого поиска ШПС, позволившая за счет снижения уровня ложных тревог повысить скорость вхождения в синхронизм.

2. Проведен качественный и количественный анализ помехоустойчивости адаптивных ПУ быстрого поиска ШПС в условиях действия белого гауссовского шума, ГП и СП в различных сочетаниях.

3. Разработан компенсационный метод защиты адаптивного ПУ быстрого поиска ШПС от мощной ГП на основе обнаружения ГП и оценивании её параметров, и требующий для реализации малых технических ресурсов.

4. Предложен компенсационный метод защиты адаптивного ПУ быстрого поиска ШПС от действия ГП, основанный на использовании цифрового сглаживающего фильтра, предназначенного для выделения ГП.

5. Разработан компенсационный метод зашиты ПУ быстрого поиска ШПС от мощных СП, основанный на структурном отличии ШПС и СП, позволяющий провести обнаружение, распознавание и измерение параметров

СП с помощью дополнительного адаптивного НФ, аналогичного НФ в канале полезного ШПС, и блока оценки амплитуды СП.

6. Предложен компенсационный метод защиты от одновременного действия ГП и СП на ПУ быстрого поиска ШПС, основанный на комплексном использовании алгоритмов борьбы с ГП и СП.

7. Выполнен анализ помехоустойчивости ПУ быстрого поиска ШПС с разработанными блоками защиты от мощных ГП и СП, показавший эффективность их применения.

Практические результаты работы

1. Алгоритм и структура адаптивного устройства быстрого поиска ШПС, имеющие высокие показатели скорости вхождения в синхронизм, применимы при разработке простых с точки зрения аппаратурной реализации устройств кодовой синхронизации с принимаемым ШПС в СПИ с широкополосными сигналами.

2. Разработанные алгоритмы и структуры устройств обнаружения ГП и оценивания её параметров позволяют строить компенсационные устройства защиты ПУ быстрого поиска ШПС от ГП.

3. Предложенные алгоритмы и структуры устройств оценивания параметров СП имеют невысокую вычислительную сложность и могут лечь в основу для практической реализации устройств защиты от СП.

4. Совместное использование алгоритмов и структур устройств для раздельного подавления ГП и СП, позволяют обеспечить организацию мер борьбы с комплексным воздействием помех.

5. Разработанный интегрированный пакет в операционной среде WINDOWS позволяет исследовать помехоустойчивость устройств быстрого поиска на базе ПУ с НФ с постоянными и переменными параметрами в условиях раздельного и совместного воздействия любых сочетаний белого гауссовского шума, нескольких ГП и СП.

6. Выполнены рекомендации по программно-аппаратурной реализации разработанных устройств подавления ГП и СП на основе использования современной элементной базы.

Разработка методов защиты от помех ПУ, использующих оптимальную нелинейную фильтрацию ШПС в устройствах быстрого поиска ШПС, в цифровых СПИ, системах связи, локации, навигации и телеметрии актуальны, важны и представляют как самостоятельный интерес, так и обладают элементами универсальности для использования в известных ПУ быстрого поиска ШПС из класса устройств, использующих алгебраические особенности ПСП.

Достоверность теоретических положений диссертации, разработанных методов и алгоритмов защиты устройств быстрого поиска ШПС, выбранных моделей сигналов и помех подтверждаются:

- экспериментальными результатами статистического моделирования на ЭВМ, совпадающими в контрольных точках с известными результатами исследований алгоритма поиска на основе последовательной оценки символов; высокой сопоставимостью результатов моделирования с лабораторными и полунатурными испытаниями реальных устройств.

По теме диссертации опубликовано 18 статей и тезисов докладов и выполнено 3 отчета о НИР.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Бабинцев, Владимир Васильевич, 2003 год

1. Цифровые методы в космической связи/ Под ред. С.Голомба. Пер. с англ./ Под ред. В.И.Шляпоберского. М.: Связь, 1969. - 272 с.

2. Амиантов И.Н. Избранные вопросы статистической теории связи. М.: Сов. радио, 1971,-416 с.

3. Шумоподобные сигналы в системах передачи информации / В.Б.Пестряков, В.П.Афанасьев, В.Л.Гурвич и др.; Под ред. В.Б.Пестрякова. М.: Сов. радио, 1973. - 424 с.

4. Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами.- М.: Радио и связь, 1985.-384 с.

5. Диксон Р.К. Широкополосные системы: Пер. с англ./ Под ред.

6. B.И.Журавлева. М.: Связь, 1979. - 302 с.

7. Журавлев В.И. Поиск и синхронизация в широкополосных системах связи. М.: Радио и связь, 1986. - 240 с.

8. Уорд Р. Различение псевдослучайных сигналов методом последовательной оценки // Зарубежная радиоэлектроника. 1966, № 8.1. С. 20-37.

9. Частиков А.В. Нелинейная фильтрация шумоподобных сигналов, построенных на рекуррентных псевдослучайных последовательностях максимального периода // Радиотехника и электроника. 2001. - Т. 46, № 9. -С. 1032-1038.

10. Частиков А.В., Петров Е.П. Обнаружение и распознавание псевдослучайных сигналов с рекуррентным законом формирования // Труды. VI МНТК "Радиолокация, навигация, связь" Воронеж: 2000, с. 1-8.

11. П.Петров Е.П., Частиков А.В. Адаптивная фильтрация дискретного параметра последовательности импульсных коррелированных сигналов // Проблемы обработки информации: Вестник ВНЦ Верхне-Волжского отделения АТН РФ. 1998. - Вып. № 1. - С. 98-103.

12. Петров Е.П., Усков А.А., Частиков А.В. Прием дискретных коррелированных сигналов: Учеб. пособие. Киров: ВятГТУ, 1998. - 134 с.

13. Частиков А.В., Петров И.Е. Нелинейное приемное устройство для быстрого поиска бинарных ПСС // Управление и обработка информации: Сб. научн. тр. ВятГТУ. Киров: ВятГТУ, 2000. - Вып. № 4. - С. 72-78.

14. Стратонович P.JI. Условные процессы Маркова // Теория вероятностей и ее применение. 1960, т.5, №11.

15. Милстайн Л.Б. Методы подавления помех в системах радиосвязи с широкополосными сигналами. ТИИЭР, 1988, т. 76, N6, с. 19-36.

16. Помехозащищенность радиосистем со сложными сигналами / Г.И.Тузов, В.А.Сивов, В.И.Прытков и др.; Под ред. Г.И.Тузова. М.: Радио и связь, 1985.-264 с.

17. Борисов В.И., Зинчук В.М. Помехозащищенность систем радиосвязи. Вероятностно-временной подход. М.: Радио и связь, 1999.

18. Адаптивная компенсация помех в каналах связи // Под ред. Ю.И.Лосева. -М.: Радио и связь, 1988. 208 с.

19. Борисов В.И., Зинчук В.М., Лимарев А.Е., Мухин Н.П. О наихудших помехах системам радиосвязи с расширенным спектром сигналов // Радиолокация, навигация, связь: Сб. тр. V МНТК. Воронеж, 1999. - В 3-х т., т. 1.-С. 103-116.

20. F.Amoroso. Adaptive AID Converter to Suppress CW Interference in DSPN Spread-Spectrum Communications // IEEE Trans. Commun., 1982, vol. COM-31,№ 10, pp.1117-1123.

21. Кан. Характеристика цифрового согласованного фильтра при неизвестной помехе. Зарубежная радиоэлектроника, 1972, № 11.-С. 22-38.

22. Тузов Г.И. Статистическая теория приема сложных сигналов. М.: Сов. радио, 1977.-400 с.

23. Уланов А.Е. Прием сложных сигналов по параллельным каналам на фоне белого шума и сосредоточенных по спектру помех. Изв. вузов. Радиоэлектроника, 1981, т. 24, N4, с. 63-69.

24. Варакин JI.E., Талызин В.Н. Адаптивный приемник шумоподобных сигналов с оптимальными весовыми коэффициентами. Радиотехника, 1980, т. 35, N9, с. 3-8.

25. Уидроу Б.А. Адаптивные компенсаторы помех: Принципы построения и применения. ТИИЭР, 1975, т. 63, № 9, с. 69-98.

26. Glover J. Adaptive noise canceling of sinusoidal interference. Ph. D. dissertation, Stanford Univ., Stanford, Calif., May, 1975. 302 c.

27. Shklarsky D., Das P.K., Milstein L.B. Adaptive narowband interference suppression. National Telecommunications Conf., 1979, Nov., p. 15.2.115.2.4.

28. Омура Т., Татибана Я. Адаптивный цифровой фильтр для подавления гармонического шума // Дэнси цусин гаккай ромбунси, 1981, v.64, № 9, р. 767-774.

29. Кудаев B.C., Нехорошее Г.В., Волобуев А.Г. Последовательный поиск ШПС по задержке на фоне подобных помех // Радиолокация, навигация, связь: Сб. тр. V МНТК. Воронеж, 1999. - В 3-х т., т. 1. - С. 596-600.

30. Калинин А.В., Кудаев B.C., Давыдов И.В. Влияние структурных помех на систему связи с широкополосными сигналами // Радиолокация, навигация, связь: Сб. тр. VI МНТК.- Воронеж, 2000.- В 3-х т., т. 3. С. 2036-2040.

31. Частиков А.В. Защита цифровых устройств поиска шумоподобных сигналов от гармонических помех // Проблемы обработки информации: Вестник ВНЦ Верхне-Волжского отделения АТН РФ. 2001. - Вып. № 1. -С. 19-23.

32. Бесекерский В.А., Оводенко А.А., Шепета А.П. Нелинейные алгоритмы фильтрации шумового фазомодулированного сигнала на фоне подобной помехи // Радиотехника, 1981, т. 36, № 1. с.76-78.

33. Пономаренко В.П. Исследование устойчивости одного алгоритма фильтрации псевдослучайного сигнала при воздействии подобной уводящей помехи // Радиотехника и электроника, 1980, № 8. с.1629-1638.

34. Дружинин В.В. Способ обработки сложного сигнала на фоне структурной помехи // Радиотехника, 1981, т. 36, № 3. с. 52-55.

35. Частиков А.В., Бабинцев В.В. Исследование алгоритма подавления подобных помех в устройствах поиска псевдослучайных сигналов // Управление и обработка информации: Сб. научн. тр. ВятГТУ. Киров: ВятГТУ, 2000. - Вып. № 4. - С. 82-84.

36. Частиков А.В. Адаптивное подавление подобных помех в устройствах поиска псевдослучайных сигналов // Наука-производство-технология-экология: Тезисы докл. per. НТК. Киров, 1999. - В 3-х т., т. 2. - С. 50-51.

37. Частиков А.В. Адаптивное подавление подобных помех в устройствах быстрого поиска псевдослучайных сигналов // Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем: Тезисы докл. Всероссийской конференции. Ульяновск, 1999. - С. 28-29.

38. Частиков А.В., Бабинцев В.В. Подавление комплекса помех в устройстве быстрого поиска шумоподобных сигналов. // Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем. Сб. тр. III ВНГПС. -Ульяновск, 2001. —С. 119-121

39. Частиков А.В., Бабинцев В.В. Метод подавления подобных помех // Наука-производство-технология-экология: Тезисы докл. всерос. НТК. -Киров, 2001. В 3-х т., т. 2. - С. 35-36.

40. Бабинцев В.В. Метод подавления гармонических помех // Наука-производство-технология-экология: Тезисы докл. всерос. НТК. Киров, 2001.-В 3-х т., т. 2.-С. 38-39.

41. Частиков А.В., Бабинцев В.В. Метод борьбы с подобными помехами в устройствах быстрого поиска // Радиолокация, навигация, связь: Сб. тр. VII МНТК. -Воронеж, 2001.-В 3-х т., т.2.- С. 732-738.

42. Частиков А.В., Бабинцев В.В., Петров И.Е. Блок защиты от подобных помех // Цифровая обработка сигналов и ее применение. Сб. научн. трудов 4 Международной конференции- М.: 2002- С. 126-130.

43. Частиков А.В., Бабинцев В.В. Защита устройств быстрого поиска шумоподобных сигналов от комплекса помех // Радиолокация, навигация, связь: Сб. тр. VIII МНТК. Воронеж, 2002.-В 3-х т., т.2.- С. 839-848.

44. Частиков А.В., Бабинцев В.В. Метод оценивания параметров гармонической помехи // Наука-производство-технологии-экология: Тез. докл. Всерос. НТК. Киров, 2002. - В 5 т., т.1. - С. 43-44.

45. Бабинцев В.В. Оценивание амплитуды подобной помехи // Наука-производство-технологии-экология: Тезисы докл. всерос. НТК. Киров,2002. В 5 т., т. 1.-С. 62.

46. В.В. Бабинцев, Е.В. Медведева, А.В. Частиков Применение цифрового сглаживающего фильтра для борьбы с гармоническими помехами // Радиолокация, навигация, связь: Сб. тр. IX МНТК. -Воронеж, 2003 .-В 3 т., т.1.- С. 350-357.

47. Бабинцев В.В., Частиков А.В., Петров И.Е. Защита устройств быстрого поиска шумоподобных сигналов от подобных помех // Цифровая обработка сигналов и ее применение. Сб. научн. трудов 5 Международной конференции- М.: 2003- С. 204-207.

48. Бабинцев В.В. Подавление нескольких подобных помех // Наука-производство-технологии-экология: Тезисы докл. всерос. НТК. Киров,2003. В 5 т., т. 2. - С. 88.

49. Бабинцев В.В., Медведева Е.В. Метод совместного подавления гармонических и подобных помех // Наука-производство-технологии-экология: Тезисы докл. всерос. НТК. Киров, 2003. - В 5 т., т. 2. - С. 89-90.

50. Бабинцев В.В. Применение цифрового сглаживающего фильтра для подавления гармонических помех // Наука-производство-технологии-экология: Тезисы докл. всерос. НТК. Киров, 2003. - В 5 т., т. 2. - С. 86-87.

51. Частиков А.В., Бабинцев В.В. Анализ воздействия подобных помех на устройство быстрого поиска псевдослучайных сигналов // Наукапроизводство-технология-экология: Тезисы докл. per. НТК. Киров, 2000. - В 3-х т., т. 2. - С. 49-50.

52. Бабинцев В.В., Частиков А.В. Инструментальная система для исследования помехоустойчивости устройств быстрого поиска ПСП // Управление и обработка информации. Сб. научн. тр. ВятГТУ. Киров: ВятГТУ, вып. № 4, 2000, - С. 79-81.

53. Гвоздев В.В., Кузаев Г.А., Назаров И.В. Проблемы повышения быстродействия обработки цифровой информации. Зарубежная радиоэлектроника, 1996, № 6. - С. 19-29.

54. Аджемов С.С., Дмитриев В.Г., Рыбинский С.Ю. Построение адаптивных систем обработки радиосигналов на спецпроцессорах. Информационные технологии, 1997, №8. - С. 31-35.

55. Стешенко В. Школа разработки аппаратуры цифровой обработки сигналов на ПЛИС. Занятия 1-7 // Chip News. — 1999. — № 8, 9, 10. — 2000. —№ 1,3,4,5.

56. Частиков А.В. Разработка и исследование методов и устройств обнаружения и распознавания шумоподобных сигналов и защиты от узкополосных и подобных помех. Дис. докт. техн. наук. Москва, 2001. — 270 с.

57. Уидроу Б., Стирнз С. Адаптивная обработка сигналов: Пер с англ./ Под ред. В.В. Шахгильдяна. М.: Радио и связь, 1989. - 440 с.

58. Начальник управления электросвязи1. АКТ ВНЕДРЕНИЯ