автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Инфокоммуникационные технологии электромагнитной защищённости информационных каналов в автоматизированных системах управления движением судов

На правах рукописи

ВИШНЕВСКИЙ Юрий Георгиевич

Инфокоммуникационные технологии электромагнитной защищённости информационных каналов в автоматизированных системах управления движением судов

Специальность:05.13.06 - «Автоматизация и управление технологическими

процессами и производствами (технические системы)»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт - Петербург 2008

003480608

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете водны коммуникаций

Научный консультант - доктор технических наук, профессор

Сикарев Александр Александрович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Нырков Анатолий Павлович

доктор технических наук, профессор Арефьев Игорь Борисович

доктор технических наук, профессор Семёнова Елена Георгиевна

Ведущее предприятие: Открытое акционерное общество «Холдинговая компан «Ленинец».

Защита состоится «25» декабря 2008 г. в «14» часов на заседании диссертационного совета Д223.009.03 при Санкт-Петербургском государственнс университете водных коммуникаций по адресу: 198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, д.5/7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Университета.

Автореферат разослан «19» сентября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Барщевский Е. Г.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Стремительное нарастание процессов глобализации экономики повышает роль и значение различных средств коммуникации, что сопровождается высокими темпами развития инфокоммуникационных технологий, ставших одним из главных государственных ресурсов.

При этом автоматизированные цифровые системы радиосвязи и спутниковые системы связи и радионавигации составляют техническую основу управления транспортным процессом на море и внутренних водных путях (ВВП), обеспечивающего безопасность плавания. Высокая надежность техники, помехоустойчивость и электромагнитная защищенность информационных каналов являются гарантией эффективного использования автоматизированных систем управления движением судов (АСУДС).

Возрастание сложности задач управления движением судов приводит к разработке и внедрению новых инфокоммуникационных технологий. Технический уровень и темпы развития информационно-телекоммуникационных систем зарубежных государств, устремляющихся на внутренние водные пути России, заставляют пересмотреть оценки и пути развития отечественных АСУДС на организационном, техническом и функциональном уровнях.

Тенденция к интегрированию помехозащищенных средств УКВ-радиосвязи наземного и космического базирования, средств сотовой и транкинговой связи, а также спутниковых радионавигационных систем с целью формирования общего информационного пространства и обеспечения единства управления движением судов обуславливает необходимость рассмотрения протоколов обмена информацией в АСУДС, а также количественного обоснования принимаемых инженерных решений в области защищенности функционирования информационных каналов в условиях взаимных и индустриальных помех.

Опыт реализации, мониторинга и управления в АСУДС на ВВП, полученный в странах Европы, США, Канады и России, свидетельствует о том, что подобные автоматизированные системы обычно имеют в своём составе такие информационные подсистемы телекоммуникаций и мониторинга, как подсистемы УКВ-радиосвязи, транкинговой и сотовой радиосвязи, автоматизированные идентификационные системы (АИС), системы

видеонаблюдения и радиолокационного контроля. Координация функционирования указанных систем обеспечивается центром управления движением судов, важнейшей составляющей которого является информационно-диспетчерская служба. Для регионов с крупными озёрами или озёрными объединениями (например, Ладожское и Онежское озеро в России, объединение Великих озёр в США и Канаде) возможно включение в состав речной АСУДС так называемых Речных региональных спасательно - координационных центров (РРСКЦ), обеспечивающих приём от судов сигналов бедствия и организацию оперативных поисково-спасательных работ. Помимо отмеченного, вся структура речной АСУДС, как правило, бывает погружена в радионавигационное поле ГЛОНАСС/ОРБ и его подсистему высокоточных дифференциальных радионавигационных поправок ДГЛОНАСС/ТЮРЗ.

Электромагнитная защищённость каналов передачи информации различног целевого назначения от радиопомех представляет собой одну из важнейши проблем, возникающих как при разработке, так и при использовани радиоэлектронных средств в системах радиосвязи, радиолокации, радионавигаци С момента открытия радио нашим великим соотечественником А. С. Поповым до настоящего времени постоянно имела и имеет место необходимое] решения указанной проблемы.

Рассмотрение электромагнитной защищённости информационных канале (ЭМЗИК) всех отмеченных выше систем в структуре АСУДС на ВВП прилегающих морских и озёрных акваториях, а также каналов у радионавигационного обеспечения представляется актуальным и своевременным.

Научная проблема. Повышение эффективности речных АСУДС на осно! совершенствования инфокоммуникационных технологий многоуровневс электромагнитной защищённости информационных каналов УКВ-сетей связи обсервации в условиях влияния непреднамеренных помех.

Данная проблема направлена на развитие информационных телекоммуникационных технологий в АСУДС и требует нового методо-логическо1 подхода к исследованию защищённости функционирования информационнь каналов.

Центральным моментом этой проблемы является совершенствован! технологий построения информационных каналов в УКВ-сетях радиосвязи радионавигации, входящих в АСУДС, на основе диалектического преобразоваш введённой профессором А. А. Сикаревым количественной оценки в ви; коэффициента взаимного различия сигналов и помех в такой конструктивнь комплексный показатель, каким является поле поражения сигнала.

При этом требуется системный анализ и системный подход к формировали моделей и алгоритмов, которые отражали бы влияние частотно-временнь структур (ЧВС) сигналов и помех на ЭМЗИК и доминирующее влияш последней на общую эффективность АСУДС, включающую, кроме того, структурную эффективность, и своевременность доставки информации.

Многоуровневая качественная защищенность функционировав] информационных каналов УКВ-радиолиний в условиях непреднамереннь помех в речных АСУДС может быть достигнута на основе минимизащ площади поля поражения сигнала (111111С) -§г и максимизации коэффициею электромагнитной защищённости информационных каналов Кэм, 1 физическом, канальном и сетевом уровнях, что будет способствова повышению помехоустойчивости и эффективности АСУДС в целом. Цель работы и задачи исследования. Цель работы заключается в разработке методов, моделей и алгоритмов, обеспечивающих аргументированную оценку качества информационных каналов, способствующую улучшению их электромагнитной защищённости за счёт адаптивной минимизации площади пол поражения сигнала (111111С) и максимизации коэффициента электромагнитной защищённости (Кэю) на физическом, канальном и сетевом уровнях для повышения функциональной эффективности речной АСУДС.

В соответствии с указанной целью в работе поставлены и решены [едующие научные задачи: Разработаны, сформулированы и обоснованы критерии оценки качества сигналов в информационных сетях АСУДС в виде поля поражения сигналов и коэффициента электромагнитной защищённости информационных каналов, отличающиеся научной новизной.

Реализована концепция системного подхода при теоретическом обосновании инфокоммуникационных технологий для моделирования многоуровневой электромагнитной защищённости информационных каналов в АСУДС. Разработано математическое обеспечение моделирования и оптимизации частотно-временных структур (ЧВС) сигналов при воздействии взаимных помех по критерию минимума площади поля поражения сигнала §г. Предложен комплекс математических моделей и алгоритмов оценки эффективности использования оптимальных по размерам поля поражения сложных сигналов и оценки электромагнитной защищённости информационных каналов в АСУДС.

Разработана имитационная модель электромагнитной защищённости информационных каналов в речных АСУДС в условиях воздействия взаимных и индустриальных помех. . Разработана методика оценки общей эффективности АСУДС с использованием частных показателей: коэффициента электромагнитной защищённости информационных каналов, своевременности прохождения информации и структурной эффективности. , Внедрены новые научно-обоснованные технические и технологические решения по использованию инфокоммуникационных технологий ЭМЗИК в речных АСУДС.

Объектом исследования являются информационные каналы в АСУДС, ункционирующие в условиях воздействия взаимных и индустриальных помех, также инфокоммуникационные технологии обеспечения их электромагнитной шщщённости, включающие применение оптимальных ЧВС сигналов.

Предметом исследования являются технологические процессы тектромагнитной защиты информационных каналов в АСУДС с учётом мщенции к интегрированию помехозащищённых средств УКВ-радиосвязи аземного и космического базирования, средств сотовой и транкинговой связи, также спутниковых радионавигационных систем (СРНС) с целью ормирования общего информационного пространства и обеспечения единства правления движением судов.

Методы исследования. Методологической и общетеоретической основой сследования являются положения, базирующиеся на сочетании основных птимизационных принципов статистической теории связи и аппроксимации заимных и других сосредоточенных помех радиосредств вазидетерминированными случайными процессами, что . позволяет, цновременно учитывать влияние вероятностных характеристик, структуры и нтенсивности полезных применяемых сигналов и воздействующих вместе с люктуационными сосредоточенных помех. Теоретической основой развития и повышения эффективности формациониых сетей в АСУДС и самих АСУДС являются системология,

5

теория сигналов, статистическая теория связи, теория оценок, теория алгоритмов, теория математического и, в частности, имитационного моделирования, математическая теория надёжности, теория графов, теория игр, ' теория массового обслуживания, теория принятия решений. Основные теоретические результаты подтверждены экспериментально при физическом моделировании и при проведении научно-исследовательских работ. Научная новизна. В результате проведенных исследований осуществлено теоретическое, экспериментальное и модельно-прогнозируемое обоснование и решение ключевых задач проблемы, имеющей важное значение для экономики страны, - создание комплекса инфокоммуникационных технологий ЭМЗИК подсистем УКВ и транкинговой связи, дифференциальных подсистем, подсистем АИС, а также систем спутниковой связи и местоопределепия в речных ¡' АСУДС.

Электромагнитная эффективность (ЭМЭ) АСУДС оценивается по ряду параметров, важнейшими из которых является площадь поля поражения сигнала и коэффициент ЭМЗИК. Через Кэмз определяется и своевремешгост (оперативность) прохождения навигационной и другой информации. Показан доминирующее влияние ЭМЭ на общую эффективность речных АСУДС. Разработан метод количественных оценок структурной эффективности АСУДС.

Рассмотрены роль и значение ЧВС сигналов, используемых информационных сетях связи и обсервации. Осуществлён синтез оптимальных и квазиоптимальных сложных сигнало1 . используемых в АСУДС.

Исследованы возможности применения СРНС GPS и ГЛОНАСС в речны АСУДС при воздействии взаимных и индустриальных помех.

Произведено уточнение определения потенциального количеств : совместимых линий связи и обсервации. Разработаны основные способ) ЭМЗИК в АСУДС на ВВП при воздействии взаимных и индустриальны помех в УКВ-диапазоне на физическом, канальном и сетевом уровнях пр использовании семиуровневой эталонной модели взаимодействия открыты систем.

Основные результаты, полученные в работе и выносимые на защиту:

1. Разработаны, сформулированы и обоснованы новые, конструктивные критери оценки качества сигналов и информационных каналов в речных АСУДС поле поражения сигнала и коэффициент ЭМЗИК (электромагнитно защищённости информационных каналов) - Кэш.

2. Концепция системного подхода при теоретическом обосновани инфокоммуникационных технологий для моделирования многоуровнево ЭМЗИК в речных АСУДС.

' 3. Математическое обеспечение моделирования и оптимизации частотш временных структур (ЧВС) сигналов при воздействии взаимных помех п критерию минимума площади поля поражения сигнала Sr.

4. Комплекс математических моделей и алгоритмов оценки эффективност использования оптимальных по размерам поля поражения сложных сигналов оценки при этом ЭМЗИК в речных АСУДС.

5. Имитационная модель ЭМЗИК речных АСУДС в условиях воздействк взаимных и индустриальных помех.

6. Методика оценки общей эффективности АСУДС с использованием частных показателей: коэффициента ЭМЗИК, своевременности прохождения информации и структурной эффективности.

7. Новые научно-обоснованные технические и технологические решения по использованию новых инфокоммуникационных технологий ЭМЗИК в речных АСУДС.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы нашли практическое применение при разработке и производстве процессорных устройств для оценки сигналов в ФГУП «НИИ «Рубин», в фирме спутниковой связи «Комин». Оценка и учёт взаимного влияния УКВ - радиолиний при воздействии на них индустриальных помех используются в БУС ГБУ «Волго-Балт».

Материалы диссертационной работы реализованы в «Концепции создания и использования дифференциальных подсистем ГЛОНАСС / GPS на речном транспорте», разработанной в соответствии с Федеральной целевой программой по использованию Глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС в интересах гражданских потребителей, утвержденной Постановлением Правительства РФ от 15 ноября 1997 г. №1435, Санкт-Петербургским государственным университетом водных коммуникаций. Кроме того, результаты диссертационной работы использованы в СПГУВК при подготовке специалистов по направлениям 180402.65.

Апробация работы. Основные положения работы по мере её выполнения представлялись на Всесоюзных и Международных конференциях, семинарах, в т.ч.:

- на Всесоюзном научно-техническом семинаре «Автоматизированные системы декаметровой радиосвязи», Куйбышев, ноябрь 1988г.

- на Всесоюзной НТК «Развитие и внедрение новой техники радиоприёмных устройств и обработки сигналов», Горький, 1989г.

- на Международной НТК «Транском -97», СПб, 1997г.

- на Международной НТК «Транском-99»,СПб, 1999г.

- на Международной НТК «Транском-2004»,СПб,2004г.

- на Научно-методической конференции-98,СПб, СПГУВК, 1998г.

- на НМК, посвященной 190-летию транспортного образования, СПб, СПГУВК, 1999г.

- на постоянно действующем семинаре НТО РТЭ им. А.С.Попова;

- на научно-технических конференциях военных училищ связи и Военной академии связи, Киев-1980,1983,1987,Ленинград- 1980,1981, СПб- 1998,1999.

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 66-ти научно- технических изданиях, в том числе, в двух монографиях, двух учебниках: «Радиотехника» и «Морская радиосвязь и телекоммуникации», 9-ти статьях в журналах , рекомендованных ВАК для докторантов, в 3-х изобретениях (имеются авторские свидетельства), в 28-ми статьях (кроме «ваковских»), в 5-ти учебных пособиях и 17-ти докладах (труды Всесоюзных, Международных и отраслевых научно - технических и научно- методических конференций).

Структура и объём работы. Диссертация представлена в форме рукописи, состоящей из введения, шести глав и заключения. Общий объём

работы составляет 391 страниц, в т.ч. 103 рисунка, 62 таблицы и список используемых источников из 244 наименований.

В 1-й главе проводится с системных позиций анализ современного состояния и вектора развития как информационных сетей связи и обсервации, составляющих основу АСУДС, так и собственно АСУДС.

Иерархическая структура информационных сетей связи, в т.ч. автоматизированных, для обеспечения морского и речного транспортных процессов приняла вид, показанный на рис. 1.

Суда:

"море" "река-морс" при морском

плавании

Урокнж;

1-й

2-й

Системы речного флота:

"Река-море" наЕБЛ

3-й

"Река"

5-й

ГМССБ (GMDSS)

Ко нхниеитапьиш, кежконтинентаткыЁ системы

Государственные

Региональные

■КОСПАС '/САРСАТ ' ИНМАРСАТ

X-HABTEKC ХМПС

Наземно-коашчеааи

Наземные

Назелтые и. я азтн о-кссктеские сотовые сети, uttmazpupomtt н ые наземные сотовые сети регионального и копгтнен тпльн ого уровни

Рис. 1

Важно подчеркнуть, что представленные здесь системы пяти уровней обеспечивают управление и безопасность морских судов и судов смешанного «река-море» плавания. Характерно, что практически все системы речного флота третьего, , четвертого и пятого уровней строятся как наземные УКВ сотовые сети, а в некоторых случаях они дублируются наземно-космической сотовой сетью, в которой используются ИСЗ на геостационарной орбите.

С появлением Глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС — GPS и ГЛОНАСС) начинают интенсивно интегрироваться информационные сети связи третьего, четвертого и пятого уровней с информационными сетями обсервации указанной ШСС.

Возникновение интегрированных сетей обусловлено требованиями высокой точности обсервации (СКП=2-5 м) для безопасного судоходства в прибрежных морских районах, проливах, на реках, каналах и озерах внутренних водных путей.

Этой цели служит применение дифференциального режима DGPS и ДГЛОНАСС.

Топологически возможны различные методы интеграции: сетевой, широкозональный и комбинированный.

Процессы интеграции сетей связи и обсервации получили дальнейшее развитие после ввода в эксплуатацию спутниковых систем радионавигации и связи (ССРНС) третьего поколения (например, Globalstar). Здесь возможно применение различных методов передачи диффпоправок.

Активно ведутся разработки ССРНС четвертого поколения, представляющих жплекс услуг высокоскоростной передачи данных, доступ к широкополосным ятерактивным услугам служб мультимедиа, услуги персональной здиотелефонной связи. Региональные информационные сети связи и обсервации огут состоять из нескольких локальных информационных сетей, составляющих ;нову автоматизированных систем управления движением судов (АСУДС).

В работе анализируются причины создания СУДС, их функции, состав, ормативные документы и т.д. Анализ показал, что основными причинами эздания и функционирования СУДС различных категорий являются, с одной гороны, стремление повысить навигационную безопасность и технико-ссплуатационную эффективность работы флота и портов, снизить аварийность и редупредить экологические бедствия, а с другой стороны, - развитие атериальной технической базы, внедрение новых технологий в процесс правления водным транспортом, рост профессионализма обслуживающего ерсонала.

В последние годы в качестве обобщающего понятия для любых систем связи и нформационных систем, использующихся на ВВП, сформировались термины РИС и РИС (корпоративные речные информационные системы и речные нформациошше службы), которые представляют собой управляемую эвокупность АСУДС со своими зонами действий и центрами управления вижением судов (ЦУДС) для каждой из них. Система УКВ-радиосвязи в груктурах каждой КРИС и АСУДС решает задачи обеспечения радиосвязи на астотах бедствия, безопасности и вызова; передачи циркулярных сообщений, утевой и гидрометеоролошческой информации; оперативного управления работой лота (диспетчерское регулирование судоходного процесса); передачи данных для ястем управления движением судов; передачи на суда по специально выделенным аналам сигналов дифференциальных поправок радионавигационной системы •GPS или ДГЛОНАСС; передачи общественной информации.

В рамках процедуры управления движением судов на ВВП автоматизированная йстема решает два класса задач: контроль и регулирование движения судов.

В п. 1.4 рассматриваются системотехнические аспекты построения АСУДС. 1ожно построить . наиболее рациональную структуру АСУДС. Состав ее бусловлен адекватностью решаемым задачам, что видно на примере автономно азвивающейся отечественной АСУДС «Нева - 2000», включенной в Федеральную рограмму «Внутренние водные пути России».Возможная топологическая груктура такой АСУДС представлена на рис.2,

[ути развития АСУДС вытекают из задач, решаемых этой системой, из ее груктурных особенностей, а также из возможностей оптимизации ункционирования при учете различных факторов (в т.ч. и совершенствования нфокоммуникационных технологий электромагнитной защищенности нформационных каналов) с целью повышения общей эффективности системы.

Таким образом, проведенный в 1-й главе анализ современного состояния нформационных сетей связи и обсервации, используемых в АСУДС, и анализ гановления и развития АСУДС позволили:

1) установить устойчивую тенденцию к применению интегрированных систем навигации и связи наземно-космического базирования АСУДС как на море, так и

на внутренних водных путях, что повышает оперативность управления транспортным процессом и безопасность плавания;

2) проследить пути развития АСУДС, основу которых составляют информационные сети;

3) определить широкое использование новых инфокоммуникационных технологий формирования информационных сетей любого уровня как важную закономерность информационного обеспечения процессов судовождения;

4) выявить связь между совершенствованием инфокоммуникационных технологий, затрагивающих информационные потоки в создаваемых информационных полях, и обеспечением безопасности плавания;

5) наметить в качестве объектов исследования электромагнитную защищенность . информационных каналов в АСУДС и частотно-временные структуры сигналов,

используемых в них. Во второй главе указывается на необходимость рассмотрения внешней и внутренней электромагнитной обстановки (ЭМО). Информация о внешней ЭМО и источниках электромагнитных помех (ЭМП) необходима для пространственно-частотно-временного распределения радиочастотного ресурса (РЧР).

Знание внутренней ЭМО необходимо для определения условий обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) достаточно сложных систем и комплексов. В комплексах радиоэлектронных средств (РЭС) судов можно обнаружить почти все виды ЭМП, излучаемых антеннами и распространяющихся в дальних и ближних зонах. При анализе внутренней ЭМО широко используются математические модели источников ЭМП.

Системный подход не получил еще должного развития в области обеспечения ЭМС судовых РЭС, поскольку факторы системного подхода в этой области еще не выявлены в должной мере.

Параметры судовых РЭС и радиоаппаратуры контрольно-корректирующих станций (ККС) для обеспечения ЭМС должны соответствовать определенным нормам, указанным в нормативно-технической документации (НТД) по обеспечению ЭМС.

Опережающие стандарты имеют важное значение для решения проблемы ЭМС . судовых РЭС, функционирование которых прямо или косвенно связано с РЧР: -

В работе рассматриваются некоторые международные, национальные и отечественные стандарты, например, МЭК - 60945, 461 В и 462 (США), РД 31.64.26-00(Методы обеспечения ЭМС судовой РЭА),ГОСТ Р 51317.4.3. -99.

В случае нарушения ЭМС радиолиний дифференциальной подсистемы, (например, локальной дифференциальной подсистемы - ЛДПС) и АИС возможна Выдача ложных сигналов в системах навигации и управления для высокоточного местоопределения положения судов.

ПП - приемопередатчик РЛМ - радиолокационный

модуль ОРС операторская рабочая

станция ПСО - прибор совместной

обработки КСР - компьютерная система

регистрации ЭКС/БД - эллектроннокартографи ческая система с базой данных ЛВС - локальная вычислительная сеть

ТРТП - телеуправляемый

радиотехнический пост КТСД - каналы трансляции сигналов и данных ПКДС - пост контроля движения судов КТД - каналы трансляции данных ЦРДС - центр регулирования движения судов ЛДПС - локальная дифференциальная подсистема АУ - административное управление РЛС- радиолокационная станция ПУ - пульт управления

АИС - автоматизированная информационная система

Рис.2 Топологическая струи-ктура АСУДС

ЭМС превратилась в новое самостоятельное научно-техническое направление, проникающее во все существенные области радиоэлектроники и имеющее системный характер. Одним из разделов этого нового направления являются теория и методы оценки ЭМС радиолиний. Актуальность проведения исследований в данной области подтверждается постоянным увеличением ассигнований на решение проблемы ЭМС РЭС во всем мире.

В работе исследовано влияние частотно-временных структур сигналов, используемых в информационных сетях связи и обсервации, на электромагнитную защищённость информационных каналов в АСУДС в условиях воздействия помех. При этом рассмотрены классификация сложных сигналов в телекоммуникационных комплексах АСУДС, а также источники возможных радиопомех. Кроме того, выбраны математические модели сигналов и помех на физическом уровне, поступающих на вход демодулятора.

С учетом выбранной модели сигналов и помех при решении задач анализа и синтеза структуры сигналов, оптимальной в условиях воздействия взаимных помех, используется количественная оценка структурного различия сигналов и помех, представляемая коэффициентом взаимного различия, введенным проф. A.A. Сикаревым.

Коэффициентом взаимного различия (КВР) структур полезных сигналов и взаимных помех в частотно-врсменной области называется нормированная величина, пропорциональная мощности процесса на выходе фильтра или квадратурной схемы, согласованной с сигналом Zn(t), при прохождении через них помехи Znk(t).

КВР измеряет относительную величину перекрытия в частотно-временной области полезного сигнала и взаимной помехи.

Существенно то, что во всех случаях вероятность ошибки поэлементного приема находится в функциональной зависимости от КВР.

Электромагнитная совместимость, например, радиолиний ЛДПС, входящей в АСУДС, в направлениях «ККС - судно», «КА - ККС» и «КА - судно», зависит от ЧВС сигналов и взаимных помех, количественное различие которых оценивается с помощью КВР.

Ввиду того, что дифференциальные поправки от ККС передаются на" судно радиоимпульсами радиомаяка, приведен расчет нормированного КВР радиоимпульса и взаимной (ретранслированной) узкополосной помехи в частотно-временной области.

Пользуясь пакетом прикладных программ MathCad, были произведены расчеты по формулам:

(1-Ы)2 '/ * = о

0 -М)2 "sinMl-H)]]2 я*(1-Ы) J ' otherwise ic[-1,1], у е [-l,l]

дt дп

У\— = *, где cü„

здесь: т Т

В результате получена поверхность двухмерного нормированного КВР радиоимпульса и взаимной (ретранслированной) помехи. Она представлена на рис 3.

X

Рис. 3

КВР сигналов и взаимных помех, указывая на качественное ухудшение ЭМС радиолиний в АСУДС, не дает, однако, количественной оценки их электромагнитной защищенности. Конструктивным показателем ЭМЗИК радиолиний в АСУДС является «поле поражения сигнала», позволяющее объединить в одном критерии структурные различия полезньрс сигаалов и взаимных помех, статистические параметры канала связи и оценку решающей схемы приемника. В отличие от ЭМС, электромагнитная защищенность линий радиосвязи и местоопределения базируется на топологических вариациях проекций сечений КВР применяемых в АСУДС, в частности, в ЛДПС, полезных сигналов в условиях воздействия взаимных помех.

Во-первых, обращает на себя внимание тот факт, что от законов распределения {р.;}, }, {M^ijc}, {^rfk}', определяемых статистическими свойствами каналов связи, и от вида применяемого в приемнике демодулятора зависит функциональный вид выражений для вероятности ошибки поэлементного приёма. Кроме того, в качестве аргументов этих выражений во всех случаях фигурируют h2ri и h2nk — среднестатистические значения отношений энергии i-той составляющей сигнала и k-той составляющей помехи к спектральной плотности белого шума v2, а также g20nk - среднестатистические значения коэффициентов взаимного различия в частотно-временной области структуры Zn(t) и Zrk(l, Atra, Ai2m).

Если Zri(t) для любого «i» формируются из одного класса сложных сигналов, то имеет место:

g2orik=g2or= | G0r 12=const(i,k) (3)

Вторым исходным положением служит то, что во всех случаях выражения для указанных вероятностей ошибок монотонно зависят от произведения либо:

= &ло„' К . либо + ухудшаясь с увеличением последних и

наоборот.

Величина 61 характерна для систем, оптимальных и субоптимальных в каналах с шумами, но работающих в условиях одновременного воздействия шумов и взаимных помех, 82 - для систем, рассчитанных на совокупность последних. Определяем допустимое значение КВР:

ёогдоп - (4), либо: Боглоп = 52доп ,1 + ТТ] , (4а)

V Пп )

при превышении которого вероятность ошибки в системе недопустимо

-2

ухудшается.Например, р>рД0П=Ю •

Пусть далее значения 8 ог определены всюду в области:

Мп, с [Л1.,,Л1,1, Л£2Ш «= |Л(!).ьДс1)1].

Назовём ьтым частичным полем поражения г-го варианта сигнала площадь той части области, в пределах которой для любых Л^, ДДт1 имеет место:

е,20Г (Мт ЛПт)>&1лт; (5)

Результирующее же поле поражения г-го варианта сигнала можно представить таким образом:

м а

(6)

1=1

где М - число составляющих (субсигналов),

§п—частичное поле поражения ¿-той составляющей г-того варианта сигнала.

Поле поражения сигнала (или площадь поля поражения сигнала) является мерой суждения о качестве не только используемых в радиолиниях АСУДС сигналов, но и о качестве радиолинии и самой АСУДС, ее электромагнитной защищённости. Приведём вычисление площади поля поражения уже рассматриваемого радиоимпульса, а также параллельных, последовательных и последовательно-параллельных сложных сигналов, которые могут использоваться в АСУДС, в частности, в АИС и ЛДПС. На основе критерия «поле поражения сигнала» проанализируем качество узкополосных и сложных сигналов, сформированных с помощью наиболее часто применяемых кодовых последовательностей Баркера, Лежандра, Хаффмена и Хэмминга. В дальнейшем, рассматривая частичные поля поражения и субсигналы, слово «частичные», приставку «суб» и индекс «¡» в ряде случаев для простоты будем опускать.

Будем полагать далее, что в радиолинии имеют место независимые рэлеевские ! замирания узкополосных составляющих сложного сигнала и

ретранслированной помехи, а также число составляющих (радиоимпульсов) М=3 (см. рис. 4). В этом случае, согласно выражению для вероятности ошибки, получаем:

Р

•< (7)

с

2 М1

где Ид - величина Ь , необходимая для обеспечения в канале только с флюктуационным шумом требуемого значения вероятности ошибки Ртрсб- Полагая Ртреб~Ю"4, что соответствует =40, а также Рдоп=10'2, из (7) имеем: й1дот,=3.

Тогда на основании (4), считая =10,30,100, получаем соответствующие уровни горизонтальных сечений:

8 огло„=0,3; (8), 6^=0,1; (9), §^<,„=0,03 (10).

В таблице 1 представлены значения площадей полей поражения радиоимпульса для (8), (9), (10).

Таблица 1

н Площадь поля поражения !3Г радиоимпульса

I §г0,3

84 224 312

На рис. 5 изображены поля поражения одиночного радиоимпульса для (8) -пунктирная кривая, (9) - штрих - пунктирная кривая и (10) - сплошная кривая.

Из Таблицы 1 и Рисунка 5 видно, что с понижением уровня горизонтального

сечения двухмерного коэффициента взаимного различия, т.е. с ростом величина площади поля поражения увеличивается.

Площадь поля поражения сигнала вычисляется по методу механических квадратур (метод Гомори), заключающемуся в том, что в частотно-временной области, разбитой как бы на 400 квадратов с шагом по X и по У, равном 0,1, (Хе-1; +1; Уе-1;+1) или на 441 точку (это - §гшм), определяется число точек, спроецированных от уровней КВР, где С > 820ГД0П. (оцениваемая 1§г).Иначе говоря, если шаг равен 1 см, то Бг шах = 400 см2; если определение площади осуществляется по точкам, то !5гтах= 441 условной единице (у.е.).В дальнейшем единицы измерений будем опускать.

В работе детально рассмотрены поля поражения параллельных, последовательно- параллельных сложных сигналов при воздействии взаимных помех типа ретранслированных (РП) и узкополосных (УП).

Рис.4.

Дана сопоставительная оценка свойств различных классов сложных сигналов в условиях воздействия взаимных помех по критерию «поле поражения сигнала».

При представлении полей поражения так называемым «крупным планом», т.е.

в случае смещения взаимной помехи относительно полезного сигнала в частотно-

Т 2 я

временной плоскости в пределах М = т0 = — (по оси времени) и ДП = со„ = — (по

N т0

оси частот) получены формулы для вычисления КВР различных классов сигналов. В таблице 2 приведены значения площадей полей поражений сложных сигналов, сформированных с помощью кодовых последовательностей «1» ( код Баркера), «2» (код Хэмминга), «3» (код символов Лежандра), «4» (код Хаффмена), параллельной, последовательной и последовательно-параллельной двухчастотной структуры при Н=7, §2ОГ=0,3 в зависимости от вида кодовой последовательности при представлении полей поражения "крупным планом".

Наглядно сравнить конфигурацию полей поражения рассматриваемых сигналов позволяет рис.6, на котором представлены поля поражения различных классов сигналов, формируемых с помощью кодовой последовательности Баркера {с!гк} :0001101 (или: 111-1-1-11-1), при N,=7 для^* о =0,3.

У

/ \ \ Ч\ / <¡t S6 <LS « \ aj at ----4 > / //

i -аз/«1.S // Г/ \ ~(f.S íl -<23 -i// g 4 ч ч------ 0f в.г as o.i tí HJ ~ег y 5------v -as -es ле <zX va ' \ \ / ___/ ¿ ......*

Рис. 5

Таблица 2

Класс сложного сигнала N, {d*} Площадь поля поражения Sr

1 ■ 70

Параллельный /КВР из 7 2 77

(2.6.1)/ 3 105

4 105

1 50

Последовательный /КВР из . 7 2 50

(2.6.3)/ 3 47

4 47

Последовательно- 1 110

параллельный двухчастотныи 7 2 88

/КВР из (2.5.20)/ 3 112

4 112

Горизонтальному сечению КВР из (2.6.1) соответствует кривая "а", горизонтальному сечению КВР из (2.6.3)-кривая "б" и сечению КВР из (2.5.20)-кривая "в"(см. Таблицу 2). Из Рисунка 6 и Таблицы 2 видно, что наименьшим полем поражения в рассматриваемом случае обладают последовательные сигналы (Бг« 50), наибольшим - последовательно-параллельные (§г ~ 110), параллельные занимают промежуточное положение, имея !5Г = 70.

Сопоставление результатов таблицы позволяет, кроме того, сделать и такие выводы:

- для принятых условий величина полей поражения последовательных сигналов практически не зависит от вида кодовой последовательности;

-для других классов сигналов §г зависит от вида {с!г^}, причём эта зависимость ярче проявляется в классе параллельных сложных сигналов;

Рис. 6

- в классах параллельных и последовательно-параллельных сигналов

существуют кодовые последовательности, минимизирующие величину поля

поражения, т.е. в этих классах сигналов возможно решение задачи min Sr. Для

рассмотренных {drkj} решение такой задачи обеспечивают кодовая

последовательность Баркера - в классе параллельных и последовательность

Хэмминга - в классе последовательно-параллельных двухчастотных сигналов; 2

- в случае, когда g taon=0>3, площади прлей поражения определяются в основном областями "сильной" корреляции автокорреляционных функций сигналов, однако для последовательно-параллельных сигналов на формирование Sr уже значительное влияние оказывают боковые пики двухмерного КВР.

Далее в работе сравниваются поля поражения сигналов параллельной, последовательной, последовательно-параллельной двухчастотной структуры и узкополосного сигнала (радиоимпульса) при смещении взаимной помехи

усительно сигнала по оси времени в пределах -Т<Д1<Г, а по оси частот - на I 2п

- < Д£1 < — . В этом случае среднестатистическое значение коэффициента

имного различия в частотно-временной области структуры параллельного ясного сигнала 7гк(Ч) и помехи Тт (1, А^, Д£2т) определяем так:

N

£¿ал ■exrfi«(k+n + xXl-y)]-gin^l+n + XX;-yM

7t(k-n + x)

(П)

гдехе[-1;1], уе[0;1] (12); х=—; а>0=^ (13)

о0 Т Т

Ъ^ехрОУл), a*rn=exp(-j4'ra). (14)

При уе[-1;0] имеем: g2ür(x,-y)=g2OI(-x,y) (15),

имеет место симметрия.

Ввиду громоздкости формул для вычисления КВР последовательных и ледовательно-параллельных сигналов, в автореферате они не показаны. В таблице 3 представлены значения площадей полей поражения сложных налов параллельной, последовательной и последовательно-параллельной хчастотной структуры для пятиэлементных и семиэлементных (Nr=5, Nr=7) [овых последовательностей Баркера ("1"), Хэмминга ("2") и Лежандра ("3") на х уровнях горизонтальных сечений КВР: 0,3; 0,1; 0,03.

Увеличение базы сигналов приводит к уменьшению ПППС. Для принятых овий в классе параллельных сложных сигналов Sr существенно зависит от вида 1овой последовательности {d^}, для последовательно-параллельных сложных налов эта зависимость менее значительна, а для последовательных сложных налов Sr практически мало зависит от вида {drk}. Причем, эти свойства полей >ажения более ярко проявляются при Nr=7, а также при увеличении h2„, т.е. при шжении уровня горизонтального сечения двухмерного КВР. Следовательно, в ссе параллельных сложных сигналов и в классе последовательно-параллельных хчастотных сложных сигналов существуют кодовые последовательности {dr^}, гамизирующие величину поля поражения, т.е. возможно решение задачи min Sr.

При рассмотрении воздействия на радиолинии АСУДС узкополосных имных помех в качестве примера рассмотрена оптимальная для каналов с октуационным шумом двоичная система когерентного приема противоположных налов, для которых Zi(t) = -z2(t) и h2r = h2 = const(r). Для простоты ограничимся чаем Nn=l, когда частичное и результирующее поля поражения совпадают, а для ) воспользуемся типичным представлением узкополосной сосредоточенной кхи в форме

2п(0 = AnCOs((Ont + \|1П). (16)

Таблица 3

№ п/п К Код Площадь поля поражения Б, Примечание

Класс сложных (широкополосных) сигналов

параллельные последовательные послед.-паралл. двухчастотные

Б, 0,3 8, 0,1 Б, 0,03 8, 0,3 8, 0,1 & 0,03 ¡5, 0,3 8, 0,1 8, 0,03

1 5 "1" 18 88 213,5 (143) 8,5 26 140 38 74 (54) 243 (220) в скобках указаны площади сечений центральных пиков двухмерного квр при влиянии на формирование сечений боковых пиков

2 "2" 18 (15) 91 (26) 190,5 (36,5) 9,5 27 136 45 (20) 154 (104) 263 (120)

3 "3" 24 62,5 (38,5) 223,5 8,5 24 150 30 (23) 123 (35) 268 (238)

4 7 "1" 10 28 232 (60) 8 13 72 16 (9) 81 (40) 236 (154)

5 "2" 11 25,5 (20) 124,5 8 11 58 16 (V) 89 (40) 250 (140)

6 "3" 17 45 (28) 224 (80) 8,5 13,5 60 16 (9) 80 (40) 258 (174)

В работе при формировании т^Х) на основе сложных сигналов структура

передаваемых

сигналов

соответствующие

им

зависимости

ёог(АЦп>^п) = в0(АС2п,Л1п) = сопб^г) имеют вид: а) в классе параллельных сложных сигналов

2г(1) = А£соз(пт01 + уга), 1е[0Д]

п-=п1

где ю0 = 2я/Т, п2 - п, +1 = N, \|/т = ёгал, {0,1},

{с!т - кодовая последовательность г-го варианта сигнала,

ёо(х,у) =

вт

гс(п - п„~ хЫ ] — -1 . *

тс(п-п -хИ)

(17)

(18)

(19)

Здесь ю0,=27с/т0, х = АОп/ш0,, АОп = - юп, о)ср = поти0, пСР=(п1+п2)/2, у = А^/т0, т0 =Т/Ы, хе[-1,1], уе[-1Д]; б) в случае последовательных сложных сигналов

2.(1) = А1гесФ-(п-1К]со8(шср1 + Ч/0+Ч/га), 1е [ОД], (20)

где Т = Ыт0, т0 — длительность элементарного сигнала; — некоторая начальная фаза,

т*[/-(и-1)г0] =

1,(и-1)г0<*<иг0,

0,(и-1)Г|, >/>от„, а значение у/т введено в соотношении (18), 1

ы2

5Ш71Х(у 1)^ ехр . ^ _ 2япх^ _ 5Ш71ху ехр(-]71х)У ехр _ 2лпх) лх „., лх

где хе[-1Д], уе[-1,1];

в) в случае последовательно-параллельных сигналов — для разновидности двухчастотных сигналов с разрывом начальной фазы

гг(1) = А^гесф. - (п - 1}т0]со5

2я.

а> +—й

ср га

>0 У

, 1е[0,т]

(22)

соответственно имеем

-1 л(ага-0,5-х)

- £ехр Ж - 0,5 - х)- (2п -1)+^ур*^

(23),

где хе[-1Д], уе[-1,1].

Далее, при незамирающих противоположных сигналах, и замирающей сосредоточенной помехе вероятность ошибки в рассматриваемом случае определяется выражением:

1

1-Ф

л/2Ь

ёо )

(24)

где Ф(а) = |е~и''2с1и - функция Крампа. Из этого выражения следует

8 - _ 2Ь° 1 " ~ [ф"'(1 —2рдоо)]г

(25)

Здесь ф-'(-) - функция, обратная ф(-); - величина Ь2, необходимая в канале только с флюктуанионным шумом для получения требуемого значения вероятности ошибки ртреб- Полагая Ртрс6 = 5 < 10"6, что соответствует = 10, а такжердо^Ю"1 на основании (25) имеем 51доп=Ю. Считая Лд=102, по(4) получаем

уровень сечения, равный &ши=0,1.

На рис. 7 показана конфигурация для такого уровня сечения при N=7 с кодовой последовательностью Баркера, когда {с!га}: 0001101. Рис. 7а соответствует случаю (19), рис. 76 - (21), рис. 7в - (23). Из рисунков следует, что в рассматриваемом случае

наименьшим полем поражения обладают последовательные сигналы = 22 ,

наибольшим - последовательно-параллельные = 40 , параллельные занимают

промежуточное положение [ = 26 .У

т й8

ОА

О

•ОА

-0,8 -/,0

йв а< о

•ОА -Цв

\|

0

л и

11

/ /1

(О 08

О ■ОА

/\ IV 1

\ /

) 1

7-МЦ2 0 02 X О ф Ц8 х 'Щв -Щ О Щ X

Рис: 7

В Таблице 4 приведены значения $5, полей поражения для сигналов Zr(t) при различных значениях числа их субэлементов и различных законах кодирования.

Таблица 4

N К,,} Сигналы N Ю Сигналы

поел. парал. посл.-парал поел. парал. посл.-парал

1 22 26 40 13 1 4 18 14,8

7 2 18 14 54 2 2,2 1,2 8,2

3 18 74 70 15 3 6 0,2 7

4 18,6 112 70 4 6 - 8

В главе 3 формулируется задача синтеза сложных ( широкополосных) сигналов по критерию минимума площади поля поражения сигналов (ПППС) в : условиях воздействия взаимных (ретранслированных или узкополосных) помех.

При рассмотрении задачи анализа выяснилось, что площади полей поражения последовательных сложных сигналов незначительно зависят от вида кодовых последовательностей при одних и тех же Н- и уровнях сечений в2ГДОп- Несмотря на то, что величины §г оказываются в этом случае меньше, чем при использовании других сигналов, следует учитывать при обработке и требуемые скорости передачи сигналов. При высоких скоростях работы структура последовательного сложного

,ала может "развалиться". В то же время в классе последовательно-параллельных особенно параллельных сигналов наблюдается существенная зависимость ощади поля поражения сигнала от вида кодовой последовательности. Анализ лей поражения параллельных сложных сигналов показывает наличие частотно-гменных зон, не подверженных воздействию непреднамеренных помех, что зволяет рассчитывать на высокую верность приема.

Таким образом, задача синтеза формулируется так: в классе параллельных эжных сигналов при Nr=3^-7 необходимо выбрать сложные сигналы, ормированные с помощью таких кодовых последовательностей {ал}, которые еспечивают min Sr и пикфактор П<2, реализуя локальное решение задачи здемика Л.И.Мандельштама.

Синтез оптимальных параллельных сигналов, используемых в информационных :ях связи и обсервации АСУДС при воздействии взаимных помех, осуществлялся ямым перебором половины всех возможных кодовых комбинаций {ark} при гшчии ограничений по пикфактору П<2 для Nr=3,5,7 на трех уровнях эизонтальных сечений двухмерного коэффициента взаимного различия

;,(х.у)-

Таблица 5 построена таким образом, что для Nr =7 площади поля поражения гнала на самом низком уровне горизонтального сечения (0,03), где значителен

тад боковых выбросов, расположены в порядке возрастания их величин.

2

Как видно из Таблицы 5, с точки зрения решения задачи min Sr, при g taon.= 0,03 Nr =7 наименьшую площадь поля поражения (Sr =188, Sr =190) обеспечивают товые последовательнсти {ak>5: III—III —I и {ак}6: - III-III I.

При этом пикфактор П=1,973.

На двух других допустимых уровнях горизонтальных сечений нормированного

2 2

верного коэффициента взаимного различия g Огдоп=0,1 и g taon.=0,3 оптимальной

1зывается кодовая последовательность Баркера:

{а^п-. III — I — II — I и, кроме того, .{ak}n: I-111 — I — I — I,

которые при g taon.=0,l обеспечивают Sr=29,2, а при g 0гд<ж"=0,3 - Sr =11,2.

Значения иикфактора в' данном случае оказываются также наименьшими:

1,658. На уровне g 0гд(ш.-0,03 кодовая последовательность Баркера обеспечивает

соторое промежуточное значение площади поля поражения Srj =239,2, поэтому

сь ее можно считать квазиоптимальной. К квазиоптимальным кодовым

2

¡ледовательностям на уровне g Оиоп.=0,03 можно, по-видимому, так же отнести не: 7> Ws, {ak}9 и {ак}ю

Следует отметить, что в Таблице 5 не приводятся инвертированные по юшению к указанным кодовые последовательности, обеспечивающие идентичные чения и пикфактора, и площади поля поражения. Итак, примерно одинаковые )щади полей поражения и одинаковые пикфакторы имеют сигналы, )рмированные с помощью кодовых последовательностей, являющихся либо *ертированным, либо зеркальным, либо зеркально-инвертированным Сражением друг друга.

Таблица 5

№ Код {ак} П Площадь поля поражения

А Sr0,03 sr(M Sr03

1. I-I-I 1,826 305 220 40

2. -1-Й 1,826 305 220 40

3. -I I-I-I-I 1,897 232 76 19,2

4. III-II 1,897 232 76 19,2

5. III-II I-I 1,973 188 65,2 16,4

6. -111-1111 1,973 190,4 63,6 15,6

7. -II-II I-I-I 1,943 190,8 58,8 22

8. -I-I I I-I I-I 1,943 190,8 58,8 22

9. I-I I-I-I-I-I 1,931 220 59,2 15,2

10. 111 I-I I-I 1,931 220 59,2 15,2

11. I-I I I-I-I-I 1,658 239,2 29,2 11,2

12. II I-I-I I-I 1,658 239,2 29,2 11,2

13. I-I 11 I-I-I 1,973 242,8 32 16,4

14. I I-I-I-I I-I 1,973 242,8 32 16,4

15. -I I I-I-I-I-I 1,943 255,5 39,2 14,4

16. -I-I-I-I I I-I 1,943 262 37,6 13,6

Следовательно, можно сделать вывод о том, что одна кодовая последовательност порождает еще три кодовые последовательности, имеющие одинаковые по поля] поражения и по пикфакторам свойства.

Таким образом, в классе параллельных сложных сигналов, используемых в качестве сигналов УКВ радиосвязи, например, для АИС и ЛДПС в АСУДС, возможен выбор таких кодовых последовательностей, определяющих фазовую структуру сигнала, при которых площадь поля поражения будет минимальной. При этом обеспечивается небольшое значение пикфактора.

В том случае, когда в информационных сетях связи и обсервации в АСУДС в качестве, например, адресных сигналов используются последовательно-параллельные сложные сигналы, имеющие частотно-временную матрицу, в которой число частотных и временных интервалов равно семи (Н=7), а число субсигналов, представляющих собой, в свою очередь, сложные сигналы параллельной структуры, равно трем (п=3), число рациональных адресов можно определить по формуле:

(26)

Тогда, в определенном случае, выбор рационального ансамбля сигналов А определяется следующим образом: ! А=Мра1,С), ^ (27)

где О - число оптимальных, с точки зрения минимума §г , кодовых последовательностей.

В рассматриваемом случае, когда Крш. =91 и <3=4, ансамбль сигналов составляет 364 рациональных сигнала. Очевидно, что ансамбль сигналов может быть увеличен, с одной стороны, за счет увеличения числа частотных и временных интервалов в частотно-временной матрице (ЧВМ), а с другой

стороны, - за счет использования квазиоптимальных кодовых последовательностей, обеспечивающих близкие к минимальным площади полей поражения.

Синтез оптимальных параллельных сложных сигналов при воздействии узкополосных помех осуществляется с использованием алгоритма, аналогичного случаю воздействия взаимных помех, прямым перебором половины возможных кодовых комбинаций {ак} при ограничении по пикфактору П<2 для Nr=3,5,7 на тех же допустимых уровнях горизонтальных сечений двухмерного коэффициента взаимного различия g^(x,y), определяемого формулой (19).

Выбор ансамбля сигналов для радиолиний в условиях непреднамеренных узкополосных помех, как видим, зависит от алгоритма приема, определяющего предельно допустимый уровень коэффициента взаимного различия. Осуществляться этот выбор может по той же методике, что и в случае взаимных ретранслированных помех. Оптимальный ансамбль также составляет 364 рациональных сигнала, сформированных для Nr=7 на уровне g] =0,1 с

помощью кода {ак}'9 и трех от него производных при П=1,943. С учетом квазиоптимальных сигналов объем ансамбля может быть расширен: например, для ¿,„=0,1 с учетом {ак}"5 и {а^ц он составит 1092 сигнала при выбранной

чвм.

В условиях одновременного воздействия узкополосной и ретранслированной непреднамеренных помех выбор рациональных сигналов следует производить, очевидно, ориентируясь либо на оптимальные для обоих случаев помех кодовые последовательности, либо на оптимальные для одного из них и квазиоптимальные - для другого.

Эффективность использования сложных сигналов параллельной структуры, оптимизированных по критерию минимума площади поля поражения, может быть оценена на основании расчета энергетического выигрыша Э и выигрыша по помехоустойчивости Вр. При С]=0,1 кодовая последовательность {ак}ц-обеспечивает Sr«29> в то" время как {ак}6 обеспечивает §¿=64. Дяя того, чтобы обеспечить Sr«29> используя {ак}б, следует либо снизить требования к помехоустойчивости системы связи, либо ожидать уменьшения интенсивности ретранслированной помехи. При этом уровень горизонтального сечения двухмерного КВР С2=0,2. Тогда энергетический выигрыш от использования оптимального кода {ак}ц при Ci=0,l естественно определять соотношением:

Э = lOlg-^- = 101g-—^ » 3 (Дб) (28)

С, U,1

На рис. 8 представлены графики зависимости энергетического выигрыша Э = f(c)npn использовании оптимальных семиэлементных кодовых последовательностей по отношению к неоптимальным, причем штрихпунктирная кривая соответствует случаю воздействия ретранслированной помехи, а пунктирная кривая - случаю воздействия непреднамеренной узкополосной помехи. В первом случае, как видим, максимальный энергетический выигрыш

составляет ЗдБ, а во втором случае 4,75дБ. Таким образом, величина характеризует экономию энергетических затрат при передаче оптимально сложных сигналов, что в рассматриваемых условиях связано с повышение эффективности борьбы с непреднамеренными помехами.

/

) / \

/ \

у к \

/ / 1 V \ \ \

/ 1 1 « \ \ \

"Г 1 ч \

7 \ ч ч ч \ \

/ 1 * | Ч, \

ч \

0 03 £ 1 ,2 !,3 0,4

Рис. 8

Задача повышения качества радиолиний в АСУДС за счёт улучшен* электромагнитной защищённости информационных каналов часто сводится адаптивному выбору сигналов, обеспечивающих в условиях воздействия поме минимальную площадь поля поражения сигнала. В работе предложены алгоритмы процессорные устройства для оценки качества сигналов, осуществляющие такс выбор и автоматически определяющие коэффициент простоя радиолинии, а значи и коэффициент электромагнитной защищённости информационного канала. Эт предложения защищены авторскими свидетельствами.

В главе 4 рассмотрены традиционные методы и показатели оценс помехозащищенности (ПЗ) и ЭМС линий радиосвязи и местоопределени включающих информационные каналы.

Однако, более комплексной оценкой качества линий радиосвязи местоопределения может служить их электромагнитная защищенность (ЭМЗ). отличие от ЭМС и ПЗ, ЭМЗ линий радиосвязи и местоопределени электромагнитная защищённость информационных каналов (ЭМЗИК) базируется к различии топологий полей поражения применяемых полезных сигналов в условия воздействия взаимных помех. При этом учитываются мощность взаимных поме:

стотно-временная структура сигналов и помех, статистические свойства канала зязи, условия демодуляции сигналов и пространственная взаимная удаленность ЭС.

Критерием оценки электромагнитной защищенности радиолинии может являться оэффициент Кэмз - мера электромагнитной защищенности, которая полностью пределяется с помощью поля поражения сигнала. Причем Кэмз численно равен ополнению значения коэффициента простоя радиолинии Кп до «1». Кп представ-яет собой геометрическую вероятность неработоспособности радиолинии в резуль-ате воздействия взаимной помехи и определяется как вероятность энергетического одавления радиолинии Рэн, которая является отношением оцениваемой площади

оля поражения сигнала 55г к максимальной 8гтах: Кэмз = 1 - « ' (29)

гтзх

Алгоритм по оценке электромагнитной защищенности радиолинии представлен а рис. 9. Энергетика помехи здесь определяется по формуле:

Учет влияния частотно-временных структур (ЧВС) полезных сигналов и заимных помех на ЭМЗИК в АСУДС можно проследить на примере возможного рименения сложных, по-другому, широкополосных сигналов (ШПС) с спользованием семиэлементных кодов Баркера («1»), Хэмминга («2»), Лежандра :<3») и Хаффмена («4»).

Для оценки эффективности распределения частотного ресурса целесообразно ыбрать показатель, характеризующий и свойства радиоканала, и параметры юдема, и ЧВС сигналов и помех.

Для отдельной радиолинии таким параметром, как уже отмечалось, может вляться показатель вероятности ЭМЗИК - Кэмз, значение которого определяется лощадью поля поражения сигнала и представлено на трёх уровнях Богдан, для азличных классов сигналов в Таблице 6.

В стохастически неопределённых ситуациях, как правило, известно лишь шожество состояний ЭМО и значений показателей эффективности решений например, качества информационных каналов) для каждого из них, но нет данных о ом, с какой вероятностью может наступить то или иное состояние обстановки во ремя проведения сеансов радиосвязи.

В работе рассмотрено 7 критериев выбора решений в стохастически [еопределенных ситуациях.

Неопределенность состояния ЭМО зависит от изменяющейся мощности заимной помехи, от изменяющегося соотношения дистанции связи и дистанции юмех (расстояния от источника помех), от вероятности ошибки поэлементного ¡риема и т.п..При этом изменяется ПППС, а значит, и КЭМз-

В Таблицу 7 сведены все оценки решений с помощью семи рассмотренных ритериев. Здесь оптимальное решение для каждого критерия выделяется жирным шрифтом и для шести критериев оптимальное решение совпадает с наибольшим начением коэффициента электромагнитной защищенности информационного анала, а для критерия Сэвиджа - с наименьшим (0), вследствие чего можно

.2... Рп^Су-рЛ-рСа)

пер пер пр

(29а)

утверждать, что Кэмз является интегрированной оценкой качества информационного канала. Этот вывод исключает необходимость поиска лучшего критерия, свидетельствуя о самодостаточности показателя, определяемого на основе измеренного или вычисленного «поля поражения сигнала) В работе проанализированы возможности использования автоматизированной УКВ и транкинговой радиосвязи в информационных сетях речных АСУДС в условия взаимных и индустриальных помех (ВП и ИП).

Сети УКВ-радиосвязи представляют собой один из компонентов АСУДС. Автоматизированная система радиосвязи (АСРС) предназначена для своевременной и достоверной доставки сообщений по информационным каналам в условиях воздействия всего комплекса неблагоприятны факторов (изменчивость условий распространения радиоволн, влияни " взаимных, индустриальных и других помех).

Возникают потребности в обеспечении УКВ-радиосвязи между судами : берегом в рамках Корпоративной речной информационной системы (КРИС), автоматизированной идентификационной системы (АИС), а также межд . телеуправляемыми радиотехническими постами в составе АСУДС.

За рубежом уже используются пакетные сети радиосвязи для организации связи с подвижными объектами (узкополосная сеть радиосвязи со , скоростью передачи 16 Кбит/с, широкополосная АСРС со скоростью передачи 400 Кбит/с).

Принципы радиосвязи с пакетной передачей информации предусматривается использовать и в России в перспективных сетях связи.

При этом должна применяться разработанная Международной организацией п стандартизации (МОС) Рекомендация Х.200, так называемая эталонная модел взаимодействия открытых систем (ЭМ ВОС, т.е. OSI - Ореп Systems Interconnection одобренная МЭК, — МОС / МЭК 7498-2. Именно эта модель используется в качеств базовой при разработке и определении правил функционирования различны систем, служб, сетей связи. В ней предусмотрен определенный перечень услуг п защите от помех и несанкционированного доступа. Ь ЭМ ВОС принята 7-уровнева иерархия функций взаимодействия. .

Первый, второй и третий уровни составляют физическую группу, так ка структура и функции этой группы определяются видом коммуникационной сети. Представление радиолинии УКВ-связи в виде многоуровневой иерархической модели отражает концепцшо построения автоматизированной сети радиосвязи как элемента первичной сети связи, сопрягаемой с цифровой сетью связи интегрального обслуживания, и в полной мере соответствует идеологии ЭМ ВОС. Причём, качество радиолинии оценивается по коэффициенту ЭМЗИК - Кэмз, измеренному или вычисленному с использованием поля поражения сигнала. ; При построении радиолиний осуществляется сочетание прямых связей между центрами управления (узлами связи или радиоцентрами) с применением ретрансляций сообщений по оперативно составленным обходным маршрутам, что повышает связность структуры и функциональную избыточность, заключающуюся в том, что все или некоторая часть элементов системы автоматизированных радиоцецтров (АРЦ) наделяется функцией ретрансляции сообщений.

Начало

Ввод ис данн [ОДНЫХ ЫХ

1 г

б ДОП = Г'(Р 01П.ДО11.)

Уровепь сечения КВР С — «Ж2 — ^ДОП ~ Ь ОГ ДОП 1. 2 "а

Энергетика помехи

С (а) ь 2

* пер

Нормированный КВР г20г = Ко|т1огг(1)г11(0|2

о ^ £ 1

Площадь ППС §, = Р(С); 8Гщах -> 441; Бг пио ~>0

Вероятность энергетического подавления

■Рэн" / щщ

Коэффициент простоя линий связи

Кп Р -»И

Рис.9

Алгоритм оценки качества радиолинии с использованием коэффициента электромагнитной защищённости

Коэффициент электромагнитной защищённости

Кэмз — 1 - К„

Печать результатов

Таблица 6

№ Вид (разновидность Кэмз

п/п Структура сигнала оптимального кода) £2ОГ ДОП. 0,3 Й^ОГДОП. 0,1

1. УПС Прямоугольный радиоимпульс 0,794 0,47 0,21

2. ШПС параллельной структуры Код Баркера (N=7) 0,92 0,49 0,23

3. ШПС параллельной структуры Код Хэмминга (N=7) 0,83 0,47 0,25

4. ШПС параллельной структуры Код Лежандра (N=7) 0,92 0,49 0,23

5. ШПС параллельной структуры Код Хаффмена (N=7) 0,92 0,49 0,23

6. ШПС последовательной структуры Код Баркера (N-7) 0,880 0,766 0,381

7. ШПС последовательной структуры Код Хэмминга (N=7) 0,834 0,639 0,463

8. ШПС последовательной структуры Код Лежацдра (N=7) 0,834 0,639 0,463

9. ШПС последовательной структуры Код Хаффмена (N=7) 0,853 0,603 0,327

10. ШПС последовательной структуры Код Баркера (N=13) . 0,880 0,776 0,427

11. ШПС последовательной структуры Код Лежандра (N=19) 0,880 0,721 0,544

12. ШПС последовательной структуры Код Хаффмена (N=30) 0,880 0,748 0,617

13. ШПС последовательно-параллельной . структуры Код Баркера (N=7) 0,964 0,816 0,465"

14. ШПС последовательно-параллельной структуры Код Хэмминга (N=7) 0,966 0,821 0,429

15. ШПС последовательно-параллельной структуры Код Лежандра (N=7) 0,964 0,798 0,433

16. ШПС последовательно-параллельной структуры Код Хаффмена (N=7) 0,964 0,819 0,415

Таблица 7

Вариант структуры сигнала Наименование критерия

Среднего выигрыша Вальда Максимакса Лапласа Гурвица Сэвиджа Выигрыша и потерь

XI 0,1861 0,098 0,832 0,36975 0,5384 0,275 0,034

Х2 0,4933 0,289 0,917 0,57075 0,6658 0 0,165

хз 0,4474 0,253 0,882 0,527 0,6304 0,56 0,1454

Х4 0,3822 0,188 0,882 0,47475 0,6044 0,35 0,1058

Появляется новый ресурс АСРС - маршрутный, который будет использоваться в интересах всей сети. •

Возможно и целесообразно построение АСРС в виде транкинговой радиосвязи с опорной сетью ретрансляторов, а также с использованием каналов другой физической природы (например, спутниковых) для образования обходных маршрутов через радиоцентры различных зон.

Формирование маршрутов осуществляется несколькими опорными радиоцентрами-ретрансляторами (РЦР), закрепленными за соответствующими зонами, путем выбора оптимального маршрута как по условиям радиочастотной, так и потоковой обстановки в сети РЦР, с учётом ЭМЗИК [1].

Процессы оперативного управления маршрутизацией могут обеспечиваться в основном радиоцентрами опорной сети.

Этот подход построения радиолинии позволяет реализовать практически основные возможности коммутируемых, сетей радиосвязи с распределенной структурой.

Нарушение работы радиолинии на канальном уровне может происходить из-за нарушения канала синхронизации и искажения сигналов служебной информации. На сетевом уровне следует ожидать:

нарушение служебной управляющей информации;

наличие помех узлам коммутации сети, создающих блокирование и получение кольцевых тупиковых маршрутов.

Циклические маршруты обеспечивают доведение сообщений до получателя, но из-за удлинения маршрута ухудшаются вероятностно- временные характеристики доведения конкретного сообщения по сети в целом.

Кольцевые маршруты могут не обеспечить доставки сообщений получателю.

В работе рассмотрены возможности применения спутниковых систем радиосвязи и радионавигации в АСУДС на внутренних водных путях.

Организация спутниковой телефонной связи экономически целесообразна на больших территориях внутренних водных путей при отсутствии резервов пропускной способности между станциями существующей наземной сети, а также при отсутствии других видов связи (сотовой, транкинговой и др.).

В спутниковых системах связи может использоваться частотное, временное и кодовое разделение сигналов. При этом возможны взаимные и импульсные помехи.

Область энергетического контакта на ВВП со спутником достаточно велика (до 300км в диаметре). В этой области одновременно может находиться большое число станций спутниковой связи, поэтому на радиолинии спутниковой связи возможно воздействие взаимных и индустриальных радиопомех.

При рассмотрении структуры навигационных радиосигналов системы ГЛОНАСС отмечается, что при воздействии помех могут быть сбои символов метки времени и тем самым может быть нарушена строчная синхронизация навигационных данных.

В связи с этим рассмотрено получение коэффициента взаимного различия сигнала метки времени и ретранслированной помехи (наиболее опасный вид взаимной помехи).

' . С помощью программы MathCad рассчитаны площади полей поражения сигнала метки времени СРНС ГЛОНАСС, а также коэффициенты электромагнитной защищённости информационных каналов Кэмз на трёх уровнях КВР: 0,3; 0,1; 0,03, а именно:

S о,з= 53 , КЭМЗ(од = 0,880; S од = 111, Кэш(о,1) ~ 0,748; S о,оз= 169, КЭЮ(о,оз>= 0,617;

В главе 5 рассмотрена многоуровневая ЭМЗИК в АСУДС при воздействии взаимных и индустриальных помех.

Решение задачи анализа и обеспечения электромагнитной защищенности ■ информационных каналов (ЭМЗИК) судовых и береговых радиоэлектронных средств (РЭС) предусматривает совместное использование нескольких моделей различного типа. В работе дана классификация моделей электромагнитной защищенности информационных каналов в АСУДС.

При большом числе источников помех модели дифференциального вклада (МДВ) оказываются неэффективными, а в некоторых случаях -неосуществимыми из-за большой размерности задачи. При этом анализ ЭМЗИК . производят с использованием моделей интегрального вклада.

Модели интегрального вклада (МИВ) являются, как правило, статистическими моделями, т.к. в их основе лежит статистическое описание группы РЭС-или интегрального сигнала, что имеет место в рассматриваемых примерах.

Вероятностный подход к моделированию задач ЭМЗИК является наиболее универсальным. Математические модели особенно удобны при имитационном моделировании внутрисистемной и межсистемной ЭМЗИК.

Ввиду того, что учет воздействия импульсных помех (ИП) представляет собой достаточно сложные математические операции, ограничимся лишь «припасовыванием» энергии ИП к энергии взаимных помех (ВП) в выражении ' для среднестатистического значения отношения последней к спектральной плотности белого шума v2 в канале : р т + Р т

h„2= ^2 ш , (30)

где Т - длительность элемента ВП, равная длительности полезного сигнала;

Тип- длительность ИП.

В итоге Ь,,2 возрастает, к примеру, на величину от 0,1 Ьп2 до 1,0 Ь„2 или, скажем, в 2 раза. Это адекватно увеличению мощности «интегрированного» передатчика помех в 2 раза. Таким образом, учитывая формулы (29) и (30), уровень сечения коэффициента взаимного различия (КВР) структур сигнала и помех понижается и площадь поля поражения сигнала (111111С) §г увеличивается. При этом значение коэффициента электромагнитной защищенности КЭмз информационных каналов АСРС УКВ-диапазона (в т.ч. и спутниковых) в имитационной модели их электромагнитной защищённости будет, естественно, уменьшаться.

Проанализирована динамика изменения Кэмз в зависимости от энергетики ИП при неизменной энергии ВП, с одной стороны, и, с другой стороны, в зависимости от величины отношений дистанции связи гсв к дистанции помех г„ (величины, обратной коэффициенту расфильтровки Р=г„/гсв ) для реальной >сети УКВ- радиосвязи ГБУ "Волго-Балт". При этом используем пример, где 5 = 3. Задавая значения отношению Рпср1/Рпср: 1,0; 1,2;1,5;2,0, получаем различные Ьп2, а значит, и различные значения уровней сечения КВР: C=g20r.д0П при различных величинах гсв/г„: 0,5;1,0;1,5;2,0;2,5;3 (Таблица 8).

(гсв/гпом)

Величина С Таблица

Гсв/ *~пом 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Рпом/Рперед 1 1,2 0,075 0,015 0,005 0,002 9Е-04

1,2 1 0,063 0,012 0,004 0,002 8Е-04

1,5 ■ 0,8 0,05 0,01 0,003 0,001 6Е-04

2 0,6 0,038 0,007 0,002 ¡Е-03 5Е-04

Рис. 10

Получаем четыре графика зависимости: С=^1/(5) (см. рис. 10).

Далее, используя Таблицу 6, где указаны значения Кэмз для трех уровней сечений КВР: С=0,3; 0,1; 0,03 и для сигналов с различными частотно-временными структурами (в работе выбраны варианты №№1,6.7,9,12,13,14), аппроксимируем

изменения КЭмз наиболее подходящей функцией, полученной эмпирическим путем:

К = 1-----(30а)

D+AC+BCC

Затем «сопрягаем» значения Кэш из Таблицы б с графиками С=/(1/р) и получаем с помощью программы Excel графики зависимостей Кэш = /(1/р) при различной мощности помех. При этом рассмотрены различные ЧВС сигналов и помех в случае использования спутниковой связи (у =2), а потом - в случае УКВ и транкинговой связи (у =4). Для примера покажем варианты №6 и №7 при (гсв/ гпом)4: (см.Таблицу 9 и Рис Л1, Таблицу 10 и Рис. 12).

№6 Таблица 9

Гсв/Гпом 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Рпом/Р перед 1 0,990 0,649 0,241 0,089 0,038 0,019

1Д 0,987 0,600 0,209 0,076 0,032 0,016

1,5 0,981 0,539 0,173 0,061 0,026 0,013

2 0,969 0,460 0,135 0,047 0,020 0,010

№7

Гсв/Гпом

Рпом/Рпеп«

Таблица 10

0,5 1 1,5 2 2,5 3

1 0,983 0,593 0,210 0,077 0,033 0,016

1,2 0,977 0,544 0,181 0,065 0,027 0,013

1,5 0,967 0,485 0,150 0,052 0,022 0,011

2 0,951 0,410 0,116 0,040 0,017 0,008

1 -

0,9

0,8 -

.0,7 -

0,6 - \ X \

0,5 -

0,4 -

0,3

0,2 J -

0,1 П

0 -

Коэффициент Кэмз

0,5

1,5

2,5

г /г

1 ев" пом

Рис. 11

Рис.12

Учитывая возможные соотношения мощностей «полезного» передатчика и передатчика помех по таблицам и графикам КЭмз = / (Рпср.п/Рпер; гсв/гпом ) в работе определены реальные направления действующих в БУС ГБУ «Волго-Балт» УКВ-радиолиний, на которых КЭМз> 0,9. Например, такой коэффициент электромагнитной защищённости информационных каналов возможен на линиях связи «Отрадное - Новая Ладога» и «Шексна - Череповец». При этом ограничивающими условиями являются своевременность доставки информации корреспонденту Рсв. > 0,7 и допустимое время прохождения информации Тдоп = 1 мин., связанные с' Кэиз . Причём, если используются узкополосные сигналы (УПС), для РПер.п/Рпер=1,5, коэффициент КЭмз =0,936 при Га/гпом - 0,3. Если используются ШПС последовательной структуры, сформированные с помощью семиэлемснтного кода Баркера, при тех же соотношениях дистанции связи и дистанции помех Кэмз - 0,9 даже тогда, когда Рпер.„/Рпср=2.

С целыо вычисления потенциального количества совместимых радиолиний 1Я наземных и спутниковых информационных каналов с использованием ¡кополосных сигналов (УПС) и широкополосных сигналов (ШПС) в работе феделяется р0 = гп/гсв - коэффициент расфильтровки, при котором площадь эля поражения сигналов оказывается равной нулю: §г=0. Рассмотрены УКВ-1Диолинии с Р ош.доп. =Ю 0~2; 10"3 и различными мощностями передатчика ЭМеХ. РПер.п ^::ср И Рдер.п — 2 Рпер. ■

Ориентируясь на значения (30, уточняется методика определения этенциалыюго количества совместимых линий связи и местоопределения.

Концепция многоуровневой иерархической помехозащиты радиолиний УКВ-связи представлена на рис.13.

Методики

построения

алгоритмов

контроля

протоколов

Модификация последовательных процедур контроля

Конструктивные

принципы многоуровневой

эмзик

радиолиний

По частоте, структурой сигнала и протоколом звена ПД

Структурой и топологией сети радиосвязи

V

ШшшШ

Параметры и ограничения радиолиний и РЦ

Управление

Частотно-энергетическим ресурсом

Маршрутным ресурсом

Рис.13. Концепция многоуровневой иерархической помехозащиты УКВ-радиолиний

Построение перспективных автоматизированных систем УКВ-связи в составе речных АСУДС, подчиняющихся, в свою очередь, Корпоративной речной информационной системе (КРИС), сопряжено с установлением связи с большим количеством корреспондентов (судов, береговых радиоцентров, центров регулирования движения судов и т.д.). Широкое применение электронно-вычислительной техники и повышение требований по ЭМЗИК обусловливают возможность синтеза автоматизированных систем динамического управления процессами.

Направления решения проблем ЭМЗИК показаны на рис. 14. Подобные сети предполагают применение методов пакетной коммутации передаваемых сообщений с их предварительной обработкой и запоминанием, а также адаптивный выбор пути передачи сообщений.

Рис. 14 Направления решения проблем ЭМЗИК

В качестве обобщенного показателя эффективности совокупности одинаковых по значению радиолиний можно использовать свертку показателей отдельных радиолиний.

Для исключения зависимости обобщенного показателя от числа радиолиний М результат свертки частных показателей усредним по М.

м

Данный показатель (31) будем считать обобщенным

м '

показателем эффективности совокупности радиолиний и сети радиосвязи. В работе рассмотрены методы и конкретные меры по обеспечению ЭМЗИК организационными и техническими способами, а также представлен на рис. 15 возможный алгоритм выбора метода обеспечения электромагнитной защищенности.

В главе 6 рассматривается влияние ЭМЗИК линий радиосвязи и местоопределения на эффективность АСУДС. Эффективность работы сложной системы, в том числе и АСУДС, оценивают с помощью показателей или критериев, которые являются числовыми характеристиками. Критерий «электромагнитная защищенность информационных каналов» (ЭМЗИК) представляет собой одну из таких числовых характеристик.

От ЭМЗИК, определяющей и электромагнитную эффективность АСУДС, в определенной степени зависит своевремешюсть прохождения сообщения в системе, определяемая вероятностью Рсв, и достоверность приема сообщений.

Системный подход в оценке эффективности требует, чтобы сравнение систем проводилось не по отдельно взятым параметрам, а по совокупности параметров в целом.

При выборе показателей качества системы учитываются показатели, в наибольшей степени характеризующие качество системы.

Если выполняются требования независимости, однородности и нормированности, то единственным обобщенным показателем качества (ОПК), сохраняющим отношение предпочтения является:

Рис. 15. Алгоритм выбора метода обеспечения электромагнитной защищённости информационных каналов

а

р=3

¡ = 1

(32) где: 0 < « < 00

- показатель степени,

а; — весовой коэффициент показателя качества системы Б.

АСУДС как многоканальная информациоино-техничсская система (ИТС) состоит из ряда пунктов приема, обработки и передачи информации. Характер структуры системы в значительной степени определит её эффективность.

Из-за отказов отдельных элементов происходит деформация структуры и как следствие - уменьшение или изменение информационных потоков на выходе системы.

Общее решение задачи оценки эффективности структуры АСУДС можно получить, используя лишь топологический подход, представив структурную схему системы в виде графа, где в качестве вершин приняты подсистемы АСУДС, которые рассматриваем как элементы ИТС, а в качестве ветвей - связи между элементами. Располагая графом системы, можно оценить долю средних потерь информации в системе из-за деформации структуры, вызванной ненадежностью её элементов и воздействием взаимных помех, а также оценить информативную значимость любого из входов (каналов) системы. Относительная величина этих потерь с учетом чисто структурных коэффициентов может служить мерой качества - мерой эффективности ИТС по её структуре.' Эффективность подобной ИТС может быть определена по формуле:

где т - число ветвей графа; Ъу - информативная значимость входа (канала) системы, т.е. значимость информации, поступающей от одного датчика; Ц - число линий (каналов) информационной связи "вход-выход", отсекаемых по причине отказа (обрыва) ветви графа; Дк) - функция информационного веса .¡-й ветви графа; ^ -ранг>й ветви графа. .

Величина Ъ^, определяющая информативную значимость входа системы, равна той части потока информации, которая проходит через этот вход системы (входами-датчиками будем считать телеуправляемые радиотехнические посты — ТРТП).

В случае равнозначности входов, т.е. отсутствия приоритета в потоках информации от каждого из п-датчиков (нижний уровень иерархии), величина будет одинакова и равна При этом считается, что сумма на каждом

уровне иерархии равна единице.

Функция 1(Ц),отражающая информативный вес данной ветви графа в информационной линии "вход-выход" системы, принимается пропорциональной квадрату числа входов (датчиков), отсекаемых от выхода системы по причине отказа >й ветви графа. Квадратичная зависимость принята для повышения чувствительности функции к изменению структуры.

т

(33)

Ранг ^ ветви графа, принятый в качестве структурной меры значимо^ (доминирования), представляет собой относительный показатель влияния данн< ветви графа в структуре ИТС.

Представление ветви графа как участка линии информационной свя позволяет переходить от чисто структурных понятий к функциональным.

Определим величину структурной эффективности 8, согласно (33), для различных вариантов ветвящихся структур АСУДС, имеющих шесть входов и один выход (рис. 16 а,б,в).

N

б)

кл

■V —> 2

хЛ

Рис.1б. Различные варианты структур АСУДС с шестью входами.

На рис. 16, согласно топологической структуре АСУДС (см. Рис.:

«1» - ТРТП», «2» - ПКДС, «3» - ЦРДС. Чем меньше величина 8, тем луч! структура системы, т.е. чем меньше последствия от ненадежности элементов и: воздействия взаимных помех, тем выше её эффективность. Однако для цел* анализа структуры, её оптимизации и сравнимости с другими относительны» критериями (например, электромагнитной эффективностью Кэмз) следу

применять нормированную величину структурной эффективности í

вычисляемую по формуле: 8*=1/(1+1з8) (34)

В таком представлении величина 8* изменяется в пределах 0-1. Нормировали

величина 8* приведена в таблице 11 в соответствии с оцениваемыми структурами.

Таблица 11.

Структура (рис. 16) 8 8*

а 7 0,543

б 4 0,624

в 3 0,676

Анализируя данные значения Б , можно утверждать, что большим значениям £* соответствуют лучшие структуры.

В настоящей работе оценка влияния ЭМЗИК на своевременность основывается на представлении радиолиний (линий радиосвязи и местоопределения) как систем с отказами, способных восстанавливаться. Формула для коэффициента надежности, т.е. для вероятности своевременной передачи ¡-го сообщения, может быть записана следующим образом:

Рев,- = Р(иРл<1до,и) = [Кэмз + кпеч^')1] е"'Ддопл , (35)

где Кп - коэффициент простоя радиолинии А, - интенсивность отказов; ц - интенсивность восстановления;

I - время безотказной работы системы и момент начала воздействия взаимных помех; -

1др„ - допустимое время прохождения информации в системе;

Так как Кп - 1 - Кэмз, перепишем формулу в следующем виде:

Рсвл = [кэю+ (1 - Кзмз) е**»*] е"х1допЛ (36)

Вычисляя Кэю с использованием ППС и получая значения Кэмз = 0,4-И,О, можем определить у и тогда, например, при ц = 2 получаем величину X и Рсвосвр. В таблице 12 представлены результаты расчетов при I = 1 и при различных По результатам расчетов на рис. 17 построены графики зависимостей

1 св = (Кгчз)

С точки зрения проектировщиков, эксплуатационников и экспертов АСУДС, немаловажно знать, каким образом может зависеть общая эффективность системы, определяемая ее структурой, своевременностью передачи и доставки сообщений в ней, а также ее электромагнитной защищенностью, от изменения числовых значений последней.

Полагая электромагнитную защищённость АСУДС в общем случае определять как: ^ = Кэмз — 1, а своевременность. - как: ]2= Рев (1 — Ъюч) - 1

и, наконец, структурную эффективность - как: ]з= С* - 1, следует использовать обобщённый показатель качества (ОПК), описываемый формулой (32) при р=3. Геометрически (32) при р = 3 можно представить в виде случайной точки в

пространстве координат 8*, Рев, Кэмз. В этом случае а = 2.

Тогда обобщённый показатель качества (С>) АСУДС можно представить в виде:

"11/2

д= £а,Ш2(3) =М)2 +а2<ъ)2 +аз0з)2 +3,1^(1 <1да1)+а3е2 (37)

-¡=| J

При этом «достоверность» переводим в разряд ограничений, т.е. принимаем: Р - 10"2

А сш.доп. 1 и •

Общая эффективность «Э» АСУДС оценивается как степень приближения качества реальной системы О к качеству эталонной системы Оэт, поэтому:

э =

а1К2ЭМз+а2Р^(1<1Д0П) + а3Б мз +а2Рс2в (1<1доп) + а38*

Для «эталонной» системы, где Бэт* = 1, Рев эт (1 - Ьоп) 1 и Кэмз эт = 1, сумма весовых коэффициентов:

<>э -

(39)

Таблица 12

¡ = 1

= 1

^ЭМЗ у=(1/Кэш)-1 Рев

^ДОП 0 ^доп 1 ^ДОП 2 1 =3 1 =4 1доп п 1доП 5

0,4 1,5 3 0,404 0,020 0,01 5-Ю'5 2-Ю"6 МО"'

0,5 1,0 2 0,509 0,069 0,009 0,001 2-Ю"4 2-10°

0,6 0,67 1,34 0,614 0,162 0,043 0,011 0,003 8-10"4

0,7 0,43 0,86 0,717 0,304 0,129 0,055 0,023 0,010

0,8 0,25 0,5 0,816 0,495 0,300 0,182 0,110 0,067

0,9 0,11 0,22 0,911 0,729 0,584 0,468 0,374 0,300

1,0 0 0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

1,05

"1доп=0 ■

-1доп=1 '

-Ыои=2

Шп=3

Йоп=4 ■

-1доп=5

Рис. 17. Графики зависимости своевременности доставки сообщений

в АСУДС от К,м,

Ввиду этого эффективность АСУДС можно оценивать по формуле:

^эм3 + а2Рев^^и) + а382]2 (40)

Э = [а &

На основании расчетов построены графики на Рис. 18,19

1

0,95 0,9 0,85 0,8 0,75 0,7 0,65 0,6 0,55 0,5

-ЭУ -Э1У

-эга -эп

-Э1

0,7

0,9

1 К„

Рис. 18.

0,948172558 ! 0,92189891 0,880600704 0,814416355 0,680960792

Ряд 1 0,560762338 0,563699211 0,566620861 0,569527523:0.572419427

Ряд5 0,805312362 0,835984689 0,865570794 0,894178506! Ряд4 0,767859362 0,797540218 0,826155433 0,853812157 РядЗ 0,72254024110,746570024] 0,769850115

0,792446591

Ряд2[0,624898392(0,639375007 0,653531025|0,667386844

Рис. 19

Анализируя таблицы и графики, следует отметить, что общая эффективность АСУДС почти линейно зависит от электромагнитной защищенности

44

информационных каналов в информационных сетях связи и обсервации до значения Кэш=0,96, а при Кэмз>0,96 наблюдается ее резкий подъем.

И, чем больше внимания уделяется ЭМЗИК в плане организационно-технических мероприятий, как свидетельствуют экспертные оценки, тем большей эффективности системы можно добиться при одних и тех же структурных показателях и показателях своевременной доставки сообщений. Например, при Кэмз = 0,7 эффективность системы составляет: 3i = 0,560, если ai = 0,1 и 3v =

0.572, если ai = 0,5; при Кэш = 0,99 - 3i = 0,830, если ai = 0,1 и Эу = 0,948, если ai = 0,5.

111. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе на основании выполненных исследований осуществлено теоретическое обобщение и решение крупной научной проблемы повышения эффективности АСУДС, имеющее важное значение для экономики страны и существенно определяющей эффективность мониторинга и управления речным и смешанным «река-море» флотом на ВВП России.

Решение этой проблемы осуществлено на основе использования новых инфокоммуникационных технологий электромагнитной защищенности информационных каналов и новых методов оптимизации частотно-временных структур применяемых сигналов. Кроме того, осуществлена практическая реализация методов моделирования и оптимизации ЭМЗИК на физическом, канальном и сетевом уровнях. Вместе с тем, реализованы системные методы, математические модели и алгоритмы статистической теории связи и теории принятия решений при выборе способов обеспечения, прежде всего, электромагнитной эффективности информационных сетей АСУДС..

Научные результаты, полученные в работе, представляют методологические основы инфокоммуникационных технологий ЭМЗИК на базе системного подхода к обеспечению их многоуровневой функциональной защиты в условиях воздействия взаимных и индустриальных помех.

В ходе анализа предметной области, научных и прикладных исследований по моделированию технологических процессов ЭМЗИК в речных АСУДС, а также выполненных статистических исследований по реализации экспертных оценок общей эффективности автоматизированной системы. управления движением судов при принятии решений получены следующие результаты:

1. Разработаны, сформулированы и обоснованы новые, конструктивные критерии оценки качества сигналов и информационных каналов в речных АСУДС - поле поражения сигнала и коэффициент ЭМЗИК (электромагнитной защищённости информационных каналов) - Кэмз.

2. Предложена и разработана методология моделирования и оптимизации частотно-временных структур сигналов при воздействии помех.

3. Осуществлен синтез оптимальных и квазиоптимальных сложных сигналов параллельной структуры путем прямого перебора на компьютере 2N~2 кодовых последовательностей, обеспечивающих в условиях ретранслированных и узкополосных помех минимальные и близкие к минимальным площади полей поражения S.r. При этом имеет место взаимосвязь с таким частным критерием, как пикфактор: П<2, и обеспечивается локальное решение задачи академика Л.И.Мандельштама и возможность автоматического выбора ансамбля

рациональных сигналов, что существенно повышает электромагнитную защищенность и эффективность информационных каналов в АСУДС.

4. Разработан комплекс математических моделей и алгоритмов оценки эффективности использования оптимальных сложных (широкополосных) сигналов и оценки электромагнитной защищённости информационных каналов в АСУДС.

5. Предложена и разработана имитационная модель ЭМЗИК речных АСУДС в' условиях воздействия взаимных и индустриальных помех.

6. Реализована концепция системного подхода при теоретическом обосновании инфокоммуникационных технологий для моделирования многоуровневой электромагнитной защищённости информационных каналов в АСУДС.

7. Разработана методика количественной оценки структурной эффективности речной АСУДС. '

8. Предложена методика оценки влияния ЭМЗИК на своевременность прохождения информации в АСУДС.

9. Разработана методика экспертных оценок общей эффективности АСУДС с использованием частных показателей: коэффициента ЭМЗИК, своевременности прохождения информации и структурной эффективности при условии фиксированной достоверности принимаемых сообщений.

10. Осуществлена реализация теоретических исследований и внедрение разработанных математических комплексов при проведении научно^ исследовательских работ по Федеральной целевой программе «ГЛОНАСС» в Санкт-Петербургском государственном университете водных коммуникаций, в фирме спутниковой связи «КОМИН», в ФГУП «НИИ «Рубин», в учебном процессе при подготовке специалистов по направленшо 180402.65, а также при эксплуатации УКВ-радиолиний в БУС ГБУ «Волго-Балт».

Полученные результаты подтвердили эффективность и практическую реализуемость системной методики в инфокоммуникационных технологических процессах многоуровневой ЭМЗИК в речных АСУДС. ,

IV. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ НАУЧНЫХ ПУБЛИКАЦИЯХ

Монографии:

1. Вишневский Ю.Г., Сикарев A.A. Поля поражения сигналов и электромагнитная защищённость информационных каналов в АСУДС-СПб: Судостроение, 2006, 371с.

2. Вишневский Ю.Г. Поля поражения сигналов CDMA.- СПб: СПГПУ, 2008, 62с. Учебники:

3. Вишневский Ю.Г., Зуев В.Ф., Сикарев A.A..«Радиотехника», СПб, СПГУВК, 2005,318с.

4. Вишневский Ю.Г.,Сикарев A.A. « Морская радиосвязь и телекоммуникации» СПб, СПГУВК, 2008,271с.

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК для докторантов:

5. Ю. Г. Вишневский, Оценка эффективности структуры АСУ ДС «Программные продукты и системы» №2, Тверь, 2008, с.75 - 76.

6. Ю.Г.Вишневский, Фам Ки Куанг, Оценка общей эффективности АСУДС. «Программные продукты и системы» №2, Тверь, 2008, с.59 - 60.

7. Ю. Г. Вишневский, Оптимизация частотно-временных структур сигналов, используемых в речных АСУ движением судов. «Речной транспорт (XXI век)» №1, М., 2008, с.76 - 80

8. Ю. Г. Вишневский, Моделирование электромагнитной защищённости информационных каналов радиосвязи и радионавигации на системном уровне в речных АСУДС. «Речной транспорт (XXI век)»№1, М., 2008,с.76

9. Ю. Г. Вишневский, Оценка влияния ЛЭП на радиолинию дифференциальных поправок «ККС- судно». «Морская радиоэлектроника» №1, СПб, 2008, с.38-40

10. Ю. Г.Вишневский, И. А. Сикарев, Электромагнитная защищённость цифровых информационных каналов спутниковых радионавигационных систем. «Проблемы информационной безопасности. Компьютерные системы» №2, СПб, 2008,96-100.

11. Ю. Г.Вишневский, Е. А. Мисник, Обеспечение электромагнитной защищённости информационных каналов спутниковых линий связи и обсервации». «Морская радиоэлектроника» №4, СПб, 2007, с.36-37

12. Ю. Г. Вишневский, Взаимосвязь электромагнитной защищённости информационных каналов и достоверности принимаемых сообщений. «Морская радиоэлектроника» №4, СПб, 2007,с. 22-24

13. Ю. Г.Вишневский, A.A. Сикарев, В.В.Соболев, Оценка эффективности сложных сигналов систем передачи дискретных сообщений в каналах с сосредоточенными помехами, Известия Вузов MB и ССО СССР. Радиоэлектроника -1984 - Том 27, № 4, с.20-26

Авторские свидетельства:

14. Вишневский Ю.Г. Описание изобретения «Устройство для оценки сигналов» SU 1743009А2 к авторскому свидетельству от 22.02.1992. " -

15. Вишневский Ю.Г., Сикарев A.A.. Описание изобретения «Устройство для оценки сигналов» SU 1674390 Al к авторскому свидетельству от 01.05.1991.

16. Вишневский Ю.Г., Андриенко A.B. Сикарев A.A.. Соболев В.В. Дискретно-адресная система связи. Авторское свидет. № 1037429 зарегистрир. в Гос. реестре изобретений СССР 22.04.83

Научные публикации: Статьи:

17. Вишневский Ю.Г., Барадеи Ареф Пути развития автоматизированной системы управления движением судов (АСУДС). // Технические средства судовождения и связи на морских и внутренних водных путях: МСНТ. Вып.З./ Под ред. д.т.н., проф. Сикарева A.A. - СПб.: СПГУВК, 2002. -С.145-150

18. Вишневский Ю.Г., Барадси Ареф, Пащенко И.В.. Системотехнические аспекты построения автоматизированной системы управления движением судов и её компонентов.// Технические средства судовождения и связи на морских и внутренних водных путях. МСНТ. Вып.4./Под ред. д.т.н., проф. Сикарева A.A. -СПб.: СПГУВК, 2003. - С.20-22.

19. Вишневский Ю.Г., Барадеи Ареф, Торяник H.H. О взаимосвязи электромагнитной защищенности радиолиний и достоверности принимаемой информации в автоматизированной СУДС// Информационные системы на транспорте: Сб. науч. трудов/ Под ред. проф. A.C. Бутова. - СПб.: Судостроение, 2002.-С. 21-24.

20. Вишневский Ю.Г., Барадеи Ареф, Торяник H.H. Математические методы при решении задач обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств// Методы прикладной математики в транспортных системах: Сб. науч. трудов. Вып. 8/ Под ред. д.т.н., проф. Ю.М. Кулибанова. — СПб.: СПГУВК, 2002,- с. 18-20.

21. Вишневский Ю.Г., Барадеи Ареф„Торяник H.H. О влиянии электромагнитной защищенности радиолиний на своевременность прохождения информации в автоматизированной СУДС// Методы прикладной математики в транспортных системах: Сб. науч. трудов. Вып. 8/ Под ред. д.т.н., проф. Ю.М. Кулибанова. - СПб.: СПГУВК, 2002. - С. 15-1?.

22. Вишневский Ю.Г., Барадеи Ареф, Структурная эффективность. автоматизированных СУДС.// Технические средства судовождения и связи на морских и внутренних водных путях. МСНТ. Вып.4./ Под ред. д.т.н., проф. Сикарева A.A.-СПб.: СПГУВК, 2003.-С.14-19. - i

23. Вишневский Ю.Г., Пащенко И.В. О влиянии частотно-временных структур сигналов и помех на помехозащищенность и электромагнитную совместимость информационных систем связи и местоопределения. // Технические средства судовождения и связи на морских и внутренних водных путях: Межвуз. сб. науч. трудов. Вып. 3 / Под ред. д.т.н. проф. A.A. Сикарева. - СПб.: СПГУВК, 2002.-с.59-61 "

24. Вишневский Ю.Г., Пащенко И.В. Обеспечение электромагнитной защищенности информационных каналов спутниковых радиолиний в АСУДС на ВВП.- Межвуз. сб. науч. трудов. Вып.5. под ред. д.т.н. проф. A.A. Сикарева-СПб.: СПГУВК, 2004,- С.49-53

25. Вишневский Ю.Г., Пащенко И.В. Имитационная модель электромагнитной совместимости спутниковых радиолиний в условиях индустриальных помех. -Межвуз. сб. науч. трудов. Вып. 4 . Под ред. д.т.н. проф. A.A. Сикарева. - СПб.: СПГУВК, 2003. - С.76-78

26. Вишневский Ю.Г., Пащенко И.В. Многоуровневая система взаимодействия открытых автоматизированных систем радиосвязи (АСРС) УКВ- диапазона. -Межвуз. сб. науч. трудов. Вып. 5 / Под ред. д.т.н. проф. A.A. Сикарева. - СПб.: СПГУВК, 2004.-С.53-59

27. Вишневский Ю.Г., Пащенко И.В. Обеспечение электромагнитной защищённости протоколов физического, канального и сетевого уровней семиуровневой эталонной модели взаимодействия открытых систем (ЭМ ВОС) УКВ - радиосвязи. - Межвуз. сб. науч. трудов. Вып. 5 / Под ред. д.т.н. проф. A.A. Сикарева. - СПб.: СПГУВК, 2004. - С.59 -63.

28. Вишневский Ю.Г., Сикарев'А.А. Оценка качества линий радиосвязи в системе оперативной связи и передачи данных на основе измерения параметров поля поражения сигнала/ЛГехнические средства судовождения и связи на внутренних судоходных и морских путях: Сб. науч. трудов.-Л.:ЛИВТ, 1990.-С.42-52

29. Вишневский Ю.Г., Сикарев A.A. Применение понятия поля поражения сигнала к оценке электромагнитной совместимости радиолиний декаметровой

• связи // Технические средства судовождения и связи на внутренних судоходных и морских путях: Сб. науч. трудов-СПб.: СПГУВК, 1993.- С.81-92

30. Вишневский Ю.Г., Торяник H.H. О возможности применения теории массового обслуживания к решению некоторых задач электромагнитной совместимости сетей связи с подвижными объектами// Технические средства судовождения и связи на морских и внутренних водных путях: МСНТ. Вып. 3/ Под ред. д.т.н., проф. A.A. Сикарева. - СПб.: СПГУВК, 2002. - С. 151-152

31. Вишневский Ю.Г., Торяник H.H. Об оценке эффективности АСУДС// Технические средства судовождения и связи на морских и внутренних водных путях: МСНТ. Вып. 4/ Под ред. д.т.н., проф. A.A. Сикарева. - СПб.: СПГУВК,

■ 2003 .-с. 68-75

32. Вишневский Ю.Г., Торяник H.H. Поля поражения сигналов и оптимальные решения в условиях неопределенности электромагнитной обстановки на

: внутренних водных путях// Технические средства судовождения и связи на морских и внутренних водных путях: МСНТ. Вып. 4.. Под ред. д.т.н., проф. A.A. Сикарева. - СПб.: СПГУВК, 2003. - С. 60-67

33. Вишневский Ю.Г., Торяник H.H., Еременко Н.В. Моделирование процедуры определения коэффициента простоя линии радиосвязи на основе вычисления площади поля поражения сигнала // Информатика и прикладная математика: МСНТ. - Рязань: РГПУ, 2002. - С. 37-38

34. Вишневский Ю.Г., Почивалов В.В. Об оценке ЭМЗ линий радиосвязи и радионавигации // Технические средства судовождения и связи на морских и внутренних водных путях: МСНТ. Вып.З/ Под ред. д.т.н. проф. A.A. Сикарева. -СПб.: СПГУВК, 2002. - с.88-92

35. Вишневский Ю.Г., Гарайс 0.К.06 использовании систем персональной ; спутниковой связи для управления транспортным процессом на море.

Технические средства судовождения и связи на морских и внутренних водных путях: МСНТ. Вып. 6 / Под ред. проф. A.A. Сикарева - СПб.: СПГУВК, 2005 -с.48-49

36. Вишневский Ю.Г., Гарайс O.K. Об использовании низкоорбитальных спутниковых систем (LEO) для персональной связи и местоопределения морских и речных судов. Технические средства судовождения и связи на морских и

внутренних водных путях. МНТС. Вып. 6/ Под ред. проф. A.A. Сикарева - СПб.: СПГУВК, 2005 -с.49-51

37. Вишневский Ю.Г. Интеграционная оценка качества информационных каналов в условиях неопределенности электромагнитной обстановки. Научно-технический сборник «Проблемы риска в техногенной и социальной сферах», Вып. 4. Риск информационной опасности /Под ред. проф. Яковлева В.В,СП6ГПУ, 2005-С.139 -143

38. Вишневский Ю.Г., Сикарев A.A. Оценка эффективности сигналов дискретно-адресных систем связи в каналах со взаимными помехами радиосредств. // Техника средств связи. Сер. ТРС, вып.4, 1982 , с.11-18.

39. Вишневский Ю.Г., Сикарев A.A. Поля поражения сигналов и проблемы повышения электромагнитной защищенности мобильных телекоммуникационных систем// Инфоком, Труды MAC - 2005, №2 - С.22-28

" 40. Вишневский Ю.Г., Сочнев A.M. Сравнительный анализ помехоустойчивости алгоритмов когерентного приёма при воздействии - флюктуационных, сосредоточенных и импульсных помех (депонир. статья). Организация п/я А-1420, №Д04163, MPC «ТТЭ» сер «ЭР», вып.17,1980, с.9 - 20

41. Вишневский Ю.Г., Никулин Н.Б., Сочнев A.M. Оценка проигрыша в помехоустойчивости алгоритмов, оптимальных в условиях импульсных помех, при отсутствии или неполной адаптации относительно времени прихода импульсной помехи (депонир.статья). Организация п/я А-1420, № Д04449, MPC, «ТТЭ», сер. «ЭР», вып. 35, 1980, с.21-30.

42.Вишневский Ю.Г., Горчаков A.A., Свиридов Г.В. Оценка помехозащищённости УКВ-радиолиний по полю поражения сигнала (депонир.статья). Организация в/ч 11520, №А 24104, «Указатель поступлений информационных материалов», вып. 6 (33), 1991 г. Серия А

43. Ю.Г. Вишневский, Фам Ки Куанг: О выборе критериев для оценки влияния электромагнитной защищённости информационных каналов ШДПСна навигационную безопасность мореплавания. «Мобильные телекоммуникации» №2, М.,2008, с.15-19.

44. Вишневский Ю.Г.: Автоматизированная система радиосвязи - важный компонент речной АСУДС. «Мобильные телекоммуникации» №2, М., 2008,с.17 - 21

Учебные пособия:

45. Вишневский Ю.Г., Зуев В.Ф., Евменов В.Ф.Теоретические основы радиотехники и электроники, ч.1. СПб, СПГУВК,2001,160 с.

46. Вишневский Ю.Г., Зуев В.Ф. Теоретические основы радиотехники и электроники, ч.2,3. СПб, СПГУВК,.2002,104 с.

47. Вишневский Ю.Г., Зуев В.Ф., Сикарев A.A. Морская радиосвязь и телекоммуникации. Судовое радиооборудование. СПб, СПГУВК, 2006,50 с.

48. Вишневский Ю.Г., Евменов В.Ф., Сикарев A.A. РНП и радиосвязь. Судовые средства радиосвязи. СПб, СПГУВК, 1999, 48 с.

49. Вишневский Ю.Г., Зуев В.Ф., Евменов В.Ф., Сикарев А.А..«Радиотехника и электроника»», СПб, СПГУВК,1999, 36 с.

Труды Всесоюзных, Международных, отраслевых научно-технических и научно-методических конференций

50-Вишневский Ю.Г., Сикарев A.A. Применение понятия поля поражения сигнала к оценке электромагнитной совместимости радиолиний декаметровой связи. Материалы Всесоюзного научно-технического семинара «Автоматизированные системы декаметровой радиосвязи». Куйбышев, ноябрь 1988 , с. 10-11.

51 -Вишневский Ю.Г., Сикарев A.A. Оценка качества линий радиосвязи на основе измерений параметров полей поражения сигналов. Материалы Всесоюзной научно-технической конференции «Развитие и внедрение новой техники радиоприемных устройств и обработки сигналов». М.: Радио и связь, 1989,с.52.

52. Вишневский Ю.Г., Пащенко И.В. Условия использования информационных сетей спутниковой связи в АСУДС на внутренних водных путях // Материалы МНТК "Транском-2004" - СПб.: СПГУВК, 2004, с.200-201.

53.Вишневский Ю.Г., Пащенко И.В. Многоуровневая система взаимодействия открытых автоматизированных систем радиосвязи (АСРС) УКВ- диапазона // Материалы МНТК "Транском- 2004" - СПб.: СПГУВК, 2004, с.201-202.

54. Вишневский Ю.Г., Сикарев A.A. Модификация подхода к определению количества радиолиний на ВВП, отвечающих требованиям ЭМС. Труды научно-методической конференции-98. Часть II. СПб.: СПГУВК, 1998.C.177.

55. Вишневский Ю.Г., Сикарев A.A. Новый подход к оценке ЭМС судовых средств радиосвязи и радионавигации на морском и речном флоте. Труды Международной научно-технической конференции "Транском-97".СПб,СПГУВК, 1997, с.101-102.

56. Вишневский Ю.Г., Сикарев A.A. Поле поражения сигнала - конструктивный критерий для оценки эффективности линий радиосвязи и радионавигации. Труды Международной научно-технической конференции "Транском-97".СПб, СПГУВК, 1997, с.102-103.

57. Вишневский Ю.Г. Вопросы выбора оптимального ансамбля сигналов для дискретно-адресных систем связи при воздействии преднамеренных помех . Труды XIIIВНТК КВВИУС. ч. 2, Киев: КВВИУС, 1980, с.4 -5.

58. Вишневский Ю.Г. Исследование влияния структуры сложных сигналов различных классов на эффективность функционирования дискретно-адресных радиолиний в условиях воздействия помех. Труды XXVI ВНТК молодых специалистов академии. Л., ВАС, 1980, с.З - 4.

59. Вишневский Ю.Г. Оптимизация выбора сложных сигналов в дискретно-адресных радиолиниях с комплексным воздействием помех. Материалы XXVII ВНТК Академии. Л., ВАС, 1981, с.6-7.

60. Вишневский Ю.Г. Выбор сложных сигналов для синхронных дискретно-адресных систем связи при воздействии ретранслированных и сосредоточенных по спектру помех. Труды XIV ВНТК КВВИУС, 4.1, Киев: КВВИУС, 1983, с.5-6.

61. Вишневский Ю.Г., Сикарев A.A. Поля поражения сложных сигналов при воздействии узкополосных помех. Труды XVI ВНТК КВВИУС, ч.1, Киев, КВВИУС, 1987, с.8-9.

62. Вишневский Ю.Г. Метод конструирования эффективных сигналов для систем радиосвязи и радионавигации морского и речного флота. Труды Международной научно-технической конференции "Транском-97". СПб, СПГУВК, 1997, с. 103 - 104.

63. Вишневский Ю.Г. Оценка качества линий радиосвязи на основе измерений параметров полей поражения сигналов. Материалы 9-й ВНТК СПВВИУС, СПб., 1998,с.8 - 9.

64. Вишневский Ю.Г. Новый подход к определению потенциального количества пространственно совместимых радиолиний в системах сотовой радиосвязи. Материалы 10-й ВНТК СПВВИУС., СПб., 1999,с.11-12.

65. Вишневский Ю.Г., Сикарев A.A. Метод исследования ЭМЗ дифференциальной радионавигационной системы ВСП ЕГС России. Материалы МНТК «Транском-99» СПГУВК, СПб,1999, с.23-24.

66. Вишневский Ю.Г., Сикарев A.A. Пути повышения ЭМЗ зональных систем в диапазоне 1500-1600 МГц. Материалы НМК, посвященной 190-летию транспортного образования. Часть 1, СПб, СПГУВК, 1999, с.206-207.

Печатается в авторской редакции

Подписано в печать 17.09.08 . Сдано в производство 17.09.08.

Лицензия № 000283 от 19.10.98. Формат 60x84 1/16 Усл.-печ.л.3,02. Уч.-изд. л. 3,57. Тираж 60 экз. Заказ №116

Отпечатано в типографии ФГОУВПО ВПГУВК

198035, Санкт - Петербург, Межевой канал, 2 £

/

Основные сокращения и обозначения

Введение.

ГЛАВА 1. ИНТЕГРАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ИНФОРМАЦИОННЫХ

СЕТЯХ СВЯЗИ И ОБСЕРВАЦИИ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

1.1. Интеграционные процессы в информационных сетях связи и обсервации, используемых в АСУДС.

1.2. Причины создания СУДС и их функции.

1.3. Классификация и зоны действия СУДС.

1.4. Системотехнические аспекты построения АСУДС.

1.5. Пути развития АСУДС.

ГЛАВА 2. ЭМЗИК В АСУДС И ОЦЕНКА КАЧЕСТВА СИГНАЛОВ.

2.1. Проблемы обеспечения ЭМС судовых, береговых РЭС и РЭС на контрольно-корректирующих станциях.

2.2. Роль частотно-временных структур сигналов, используемых в информационных сетях связи и обсервации.

2.2.1. Классификация сложных сигналов в телекоммуникационных комплексах АСУДС и оценка их качества.

2.2.2. Источники радиопомех и краткая их характеристика.

2.2.3. Математическая модель сигналов и помех на физическом уровне и учёт взаимного влияния их ЧВС с помощью КВР.

2.2.4. Учет влияния ЧВС полезных сигналов и взаимных помех при использовании понятия «поле поражения сигнала» на ЭМЗИК в АСУДС.

2.3. Поля поражения параллельных сложных сигналов при воздействии взаимных помех типа ретранслированных (РП).

2.4. Поля поражения последовательных сложных сигналов при воздействии взаимных помех.

2.5.По ля поражения последовательно-параллельных сложных сигналов при воздействии взаимных помех.

2.6.Сопоставительная оценка свойств различных классов сложных сигналов в условиях воздействия взаимных помех по критерию "поле поражения сигнала".

2.7 Поля поражения сложных сигналов в условиях воздействия узкополосных помех (УП)

ГЛАВА 3. СИНТЕЗ ОПТИМАЛЬНЫХ И КВАЗИОПТИМАЛЬНЫХ СЛОЖНЫХ СИГНАЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ИНФОРМАЦИОННЫХ КАНАЛАХ В АСУДС.

3.1. Формулирование задачи синтеза сложных сигналов по критерию минимума площади поля поражения сигналов (ПППС).

3.2. Синтез оптимальных параллельных сложных сигналов в условиях воздействия взаимных помех типа РП.

3.3. Синтез оптимальных параллельных сложных сигналов в условиях воздействия узкополосных помех.

3.4. Эффективность использования оптимальных сложных сигналов.

3.5. Техническая реализация устройств оценки качества сигналов (схемные решения).

ГЛАВА 4. МЕТОДЫ И ПОКАЗАТЕЛИ ОЦЕНОК

ПОМЕХОЗАЩИЩЁННОСТИ (ПЗ) И ЭМС ЛИНИЙ РАДИОСВЯЗИ И РАДИОНАВИГАЦИИ В АСУДС.

4.1. Традиционные методы и показатели оценок ПЗ и ЭМС линий радиосвязи и местоопределения.

4.2. Алгоритм оценки ЭМЗИК с помощью коэффициента Кэмз.

4.3. Самодостаточность комплексного показателя Кэмз.

4.4 Анализ возможностей использования автоматизированной УКВ и транкинговой радиосвязи в информационных сетях речных АСУДС в условиях взаимных и индустриальных помех (ВПиИП).

4.5. Многоуровневая модель взаимодействия открытых автоматизированных систем радиосвязи (АСРС) УКВ-диапазона.

4.6. Особенности воздействия взаимных и индустриальных помех на канальном и сетевом уровнях для УКВ и транкинговой связи в речных АСУДС.

4.7. Возможности применения спутниковых систем радиосвязи и навигации в АСУДС на внутренних водных путях (ВВП).

4.7.1. Развитие спутниковых систем радиосвязи.

4.7.2. Условия использования информационных сетей спутниковой связи в

АСУДС на ВВП.

4.7.3. Возможности применения спутниковых радионавигационных систем

GPS и ГЛОНАСС в речных АСУДС при воздействии помех.

ГЛАВА 5. МНОГОУРОВНЕВАЯ ЭМЗИК В АСУДС ПРИ

ВОЗДЕЙСТВИИ ВЗАИМНЫХ И ИНДУСТРИАЛЬНЫХ ПОМЕХ.

5.1. Классификация моделей электромагнитной защищенности информационных каналов в АСУДС.

5.2. Математическая (имитационная) модель ЭМЗИК речных АСУДС в условиях воздействия взаимных и индустриальных помех

5.3. Уточнение потенциального количества совместимых линий связи и местоопределения.

5.4. Основные способы электромагнитной защиты информационных каналов в АСУДС на ВВП от взаимных и индустриальных помех в УКВ-диапазоне на физическом, канальном и сетевом уровнях.

5.4.1. Обеспечение электромагнитной защищённости протоколов физического, канального и сетевого уровней.

5.4.2. Борьба со взаимными (сосредоточенными по спектру) помехами .323 5.4.3 Электромагнитная защищённость информационных каналов УКВ радиосвязи от индустриальных помех.

5.4.4. Обеспечение электромагнитной защищённости информационных каналов спутниковых линий связи и местоопределения в АСУДС на ВВП.

5.4.5. Классификация методов обеспечения ЭМЗИК в АСУДС.

ГЛАВА 6. ВЛИЯНИЕ ЭМЗИК ЛИНИЙ РАДИОСВЯЗИ И

МЕСТООПРЕДЕЛЕНИЯ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ АСУДС.

6.1.06 эффективности АСУДС.

6.2. О структурной эффективности АСУДС.

6.3. О влиянии ЭМЗИК на своевременность прохождения информации в

АСУДС.

6.4. О влиянии ЭМЗ на достоверность принимаемых сообщений в АСУД

6.5. Повышение эффективности АСУДС за счет улучшения ЭМЗИК

ЛДПСи АИС.

Актуальность проблемы. Стремительное нарастание процессов глобализации экономики повышает роль и значение различных средств коммуникации, что сопровождается высокими темпами развития инфокоммуникационных технологий, ставших одним из главных государственных ресурсов.

При этом автоматизированные цифровые системы радиосвязи и спутниковые системы связи и радионавигации составляют техническую основу управления транспортным процессом на море и внутренних водных путях (ВВП), обеспечивающего безопасность плавания. Высокая надежность техники, помехоустойчивость и электромагнитная защищенность информационных каналов являются гарантией эффективного использования автоматизированных систем управления движением судов (АСУДС).

Возрастание сложности задач управления движением судов приводит к разработке и внедрению новых инфокоммуникационных технологий. Технический уровень и темпы развития информационно-телекоммуникационных систем зарубежных государств, устремляющихся на внутренние водные пути России, заставляют пересмотреть оценки и пути развития отечественных АСУДС на организационном, техническом и функциональном уровнях. Тенденция к интегрированию помехозащищенных средств УКВ-радиосвязи наземного и космического базирования, средств сотовой и транкинговой связи, а также спутниковых радионавигационных систем с целью формирования общего информационного пространства и обеспечения единства управления движением судов обуславливает необходимость рассмотрения протоколов обмена информацией в АСУДС, а также количественного обоснования принимаемых инженерных решений в области защищенности функционирования информационных каналов в условиях взаимных и индустриальных помех.

Опыт реализации, мониторинга и управления в АСУДС на ВВП, полученный в странах Европы, США, Канады и России, свидетельствует о том, что подобные автоматизированные системы обычно имеют в своём составе такие информационные подсистемы телекоммуникаций и мониторинга, как подсистемы УКВ-радиосвязи, транкинговой и сотовой радиосвязи, автоматизированные идентификационные системы (АИС), системы видеонаблюдения и радиолокационного контроля. Координация функционирования указанных систем обеспечивается центром управления движением судов, важнейшей составляющей которого является информационно-диспетчерская служба. Для регионов с крупными озёрами или озёрными объединениями (например, Ладожское и Онежское озеро в России, объединение Великих озёр в США и Канаде) возможно включение в состав речной АСУДС так называемых Речных региональных спасательно - координационных центров (РРСКЦ), обеспечивающих приём от судов сигналов бедствия и организацию оперативных поисково-спасательных работ. Помимо отмеченного, вся структура речной АСУДС, как правило, бывает погружена в радионавигационное поле ГЛОНАССАлР8 и его подсистему высокоточных дифференциальных радионавигационных поправок ДГ ЛОНАСС/ТЮР8.

Электромагнитная защищённость каналов передачи информации различного целевого назначения от радиопомех представляет собой одну из важнейших проблем, возникающих как при разработке, так и при использовании радиоэлектронных средств в системах радиосвязи, радиолокации, радионавигации. С момента открытия радио нашим великим соотечественником А. С. Поповым и до настоящего времени постоянно имела и имеет место необходимость решения указанной проблемы.

Исследованию характеристик основных видов помех в радиоканалах: флюктуационных шумов, сосредоточенных и импульсных помех, а также особенностей воздействия таких помех на различного рода системы радиосвязи, радиолокации и радионавигации и построению различного вида устройств защиты от помех, включая такой влиятельный инструмент, как адаптацию к помеховой ситуации структуры применяемых сигналов, их демодуляторов и т.п., посвящены работы многих отечественных и зарубежных учёных.

Рассмотрение электромагнитной защищённости информационных каналов (ЭМЗИК) всех отмеченных выше систем в структуре АСУДС на ВВП и прилегающих морских и озёрных акваториях, а также каналов их радионавигационного обеспечения представляется актуальным и своевременным.

Научная проблема. Повышение эффективности речных АСУДС на основе совершенствования инфокоммуникационных технологий многоуровневой электромагнитной защищённости информационных каналов УКВ-сетей связи и обсервации в условиях влияния непреднамеренных помех.

Данная проблема направлена на развитие информационных и телекоммуникационных технологий в АСУДС и требует нового методологического подхода к исследованию защищённости функционирования информационных каналов.

Центральным моментом этой проблемы является совершенствование технологий построения информационных каналов в УКВ-сетях радиосвязи и радионавигации, входящих в АСУДС, на основе диалектического преобразования введённой профессором А. А. Сикаревым количественной оценки в виде коэффициента взаимного различия сигналов и помех в такой конструктивный комплексный показатель, каким является поле поражения сигнала.

При этом требуется системный анализ и системный подход к формированию моделей и алгоритмов, которые отражали бы влияние частотно-временных структур (ЧВС) сигналов и помех на ЭМЗИК и доминирующее влияние последней на общую эффективность АСУДС, включающую, кроме того, и структурную эффективность, и своевременность доставки информации.

Многоуровневая качественная защищенность функционирования информационных каналов УКВ-радиолиний в условиях непреднамеренных помех в речных АСУДС может быть достигнута на основе минимизации площади поля поражения сигнала (ПППС) -§г и максимизации коэффициента электромагнитной защищённости информационных каналов Кэш на физическом, канальном и сетевом уровнях, что будет способствовать повышению помехоустойчивости и эффективности АСУДС в целом.

Цель работы и задачи исследования. Цель работы заключается в разработке методов, моделей и алгоритмов, обеспечивающих аргументированную оценку качества информационных каналов, способствующую улучшению их электромагнитной защищённости за счёт адаптивной минимизации площади поля поражения сигнала (ПППС) и максимизации коэффициента электромагнитной защищённости (Кэмз) на физическом, канальном и сетевом уровнях для повышения функциональной эффективности речной АСУДС.

В соответствии с указанной целью в работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Сформулированы новые критерии оценки качества сигналов в информационных сетях АСУДС в виде поля поражения сигнала и коэффициента электромагнитной защищённости информационных каналов Кэмз, отличающиеся научной новизной;

2. Реализована концепция системного подхода при теоретическом обосновании инфокоммуникационных технологий для моделирования многоуровневой электромагнитной защищённости информационных каналов в АСУДС.

3. Разработано математическое обеспечение решения задачи оптимизации частотно-временных структур (ЧВС) сигналов при воздействии взаимных А помех по критерию минимума площади поля поражения сигнала Бг;

4. Предложен комплекс математических моделей и алгоритмов оценки эффективности использования по размерам поля поражения оптимальных сложных (широкополосных) сигналов и оценки электромагнитной защищённости информационных каналов (ЭМЗИК) в АСУДС;

5. Разработана имитационная модель электромагнитной защищённости информационных каналов в речных АСУДС в условиях воздействия взаимных и индустриальных помех;

6. Разработана методика оценки общей эффективности АСУДС с использованием частных показателей: коэффициента электромагнитной защищённости информационных каналов, своевременности прохождения информации и структурной эффективности;

7. Внедрены новые научно-обоснованные технические и технологические решения по использованию инфокоммуникационных технологий ЭМЗИК в речных АСУДС.

Объектом исследования являются информационные каналы в АСУДС, функционирующие в условиях воздействия взаимных и индустриальных помех, а также инфокоммуникационные технологии обеспечения их электромагнитной защищённости.

Предметом исследования являются технологические процессы электромагнитной защиты информационных каналов в АСУДС с учётом тенденции к интегрированию помехозащищённых средств УКВ-радиосвязи наземного и космического базирования, средств сотовой и транкинговой связи, а также спутниковых радионавигационных систем (СРНС) с целью формирования общего информационного пространства и обеспечения единства управления движением судов.

Методы исследования. Методологической и общетеоретической основой исследования являются положения, базирующиеся на сочетании основных оптимизационных принципов статистической теории связи и аппроксимации взаимных и других сосредоточенных помех радиосредств квазидетерминированными случайными процессами, что позволяет одновременно учитывать влияние вероятностных характеристик, структуры и интенсивности полезных применяемых сигналов и воздействующих вместе с флюктуационными сосредоточенных помех.

Теоретической основой развития и повышения эффективности информационных сетей в АСУДС и самих АСУДС являются системология, теория сигналов, статическая теория связи, теория оценок, теория алгоритмов, теория математического и, в частности, имитационного моделирования, математическая теория надёжности, теория графов, теория игр, теория массового обслуживания, теория принятия решений. Основные теоретические результаты подтверждены экспериментально при физическом моделировании и при проведении научно-исследовательских работ.

Научная новизна. В результате проведенных исследований осуществлено теоретическое, экспериментальное и модельно-прогнозируемое обоснование и решение ключевых задач проблемы, имеющей важное значение для экономики страны, ~ создание комплекса инфокоммуникационных технологий ЭМЗИК подсистем УКВ и транкинговой связи, подсистем АИС, а также систем спутниковой связи и местоопределения в речных АСУДС.

Электромагнитная эффективность (ЭМЭ) АСУДС оценивается по ряду параметров, важнейшими из которых является площадь поля поражения сигнала и коэффициент ЭМЗИК. Через Кэмз определяется и своевременность (оперативность) прохождения навигационной и другой информации. Показано доминирующее влияние электромагнитной эффективности на общую эффективность речных АСУДС. Разработан метод количественных оценок структурной эффективности АСУДС.

Рассмотрены роль и значение ЧВС сигналов, используемых в информационных сетях связи и обсервации.

Осуществлён синтез оптимальных и квазиоптимальных сложных сигналов, используемых в АСУДС.

Исследованы возможности применения СРНС GPS и ГЛОНАСС в речных АСУДС при воздействии взаимных и индустриальных помех.

Произведено уточнение определения потенциального количества совместимых линий связи и обсервации. Разработаны основные способы ЭМЗИК в АСУДС на ВВП при воздействии взаимных и индустриальных помех в УКВ-диапазоне на физическом, канальном и сетевом уровнях при использовании семиуровневой эталонной модели взаимодействия открытых систем.

Основные результаты, полученные в работе и выносимые на защиту:

1. Новые конструктивные критерии оценки качества сигналов и информационных каналов в речных АСУДС - поле поражения сигнала и коэффициент электромагнитной защищённости информационных каналов.

2. Концепция системного подхода при теоретическом обосновании инфокоммуникационных технологий для моделирования многоуровневой ЭМЗИК в речных АСУДС.

3. Математическое обеспечение моделирования и оптимизации частотно-временных структур (ЧВС) сигналов при воздействии взаимных помех по л критерию минимума площади поля поражения сигнала Sr .

4. Комплекс математических моделей и алгоритмов оценки эффективности использования оптимальных по размерам поля поражениясложных сигналов и оценки при этом ЭМЗИК в речных АСУДС.

5. Имитационная модель ЭМЗИК речных АСУДС в условиях воздействия взаимных и индустриальных помех.

6. Методика оценки общей эффективности АСУДС с использованием частных показателей: коэффициента ЭМЗИК, своевременности прохождения информации и структурной эффективности.

7. Новые научно-обоснованные технические и технологические решения по использованию инфокоммуникационных технологий ЭМЗИК в речных АСУДС.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы нашли практическое применение при разработке и производстве процессорных устройств для оценки сигналов в ФГУП НИИ «Рубин», в фирме «Комин».

Оценка и учёт взаимного влияния УКВ- радиолиний при воздействии на них индустриальных помех используется в БУС ГБУ «Волго-Балт».

Материалы диссертационной работы использованы в «Концепции создания и использования дифференциальных подсистем ГЛОНАСС / GPS на речном транспорте», разработанной в соответствии с Федеральной целевой программой по использованию Глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС в интересах гражданских потребителей, утвержденной Постановлением Правительства РФ от 15 ноября 1997 г. №1435, Санкт-Петербургским государственным университетом водных коммуникаций. Кроме того, результаты диссертационной работы использованы в СПГУВК при подготовке специалистов по направлениям 180402.65.

Апробация работы. Основные положения работы по мере её выполнения представлялись на Всесоюзных и Международных конференциях, семинарах, в т.ч.:

- на Всесоюзном научно-техническом семинаре «Автоматизированные системы декаметровой радиосвязи», Куйбышев, ноябрь 1988г.

- на Всесоюзной НТК «Развитие и внедрение новой техники радиоприёмных устройств и обработки сигналов», Горький, 1989г.

- на Международной НТК «Транском -97», СПб, 1997г.

- на Международной НТК «Транском-99»,СПб, 1999г.

- на Международной НТК «Транском-2004»,СПб,2004г.

- на Международной НТК «Транском-99»,СПб, 1999г.

- на Международной НТК «Транском-2004»,СПб,2004г.

- на Научно-методической конференции-98,СПб, СПГУВК, 1998г.

- на НМК, посвященной 190-летию транспортного образования, СПб, СПГУВК, 1999г.

- на постоянно действующем семинаре НТО РТЭ им. А.С.Попова

- на научно-технических конференциях военных училищ связи и Военной академии связи, Киев-1980,1983,1987, Ленинград - 1980,1981, СПб - 1998,1999.

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 66-ти научно - технических изданиях, в том числе, в двух монографиях, двух учебниках: «Радиотехника» и «Морская радиосвязь и телекоммуникации», 9-ти статьях в журналах, рекомендованных ВАК для докторантов, в 3-х изобретениях (имеются авторские свидетельства), в 28-ми статьях (кроме «ваковских»), в 5-ти учебных пособиях и 17-ти докладах (труды Всесоюзных, Международных и отраслевых научно - технических и научно- методических конференций).

Структура и объём работы. Диссертация представлена в форме рукописи, состоящей из введения, шести глав и заключения. Общий объём работы составляет 391 страницу, в т.ч. 103 рисунка, 62 таблицы и список используемых источников из 244 наименований.

Выводы по 6-й главе

1. Выбор в качестве критериев эффективности АСУДС таких показателей, как структурная эффективность, своевременность прохождения информации и электромагнитная защищённость радиолиний, при ограничении на достоверность, явился плодотворным, т.к. позволил получить достаточно объективные числовые характеристики качества системы.

2. Выбор предпочтительных структур СУДС и порядок целесообразного перехода от одной структуры к другой при повышении уровня автоматизации обусловлен стремлением к достижению наиболее высокой эффективности АСУДС.

3. Предложен метод оценки эффективности структуры АСУДС при использовании топологического подхода на основе представления структуры системы в виде графа, где в качестве вершин приняты подсистемы (элементы) АСУДС, а в качестве ветвей - связи между элементами. Располагая графом системы, можно оценить долю средних потерь информации в системе из-за деформации структуры, вызванной ненадёжностью её элементов и воздействием взаимных помех, а также оценить информативную значимость любого из входов (каналов) системы.

4. Относительная величина потерь информации в системе с учётом структурных коэффициентов может служить иерой структурной эффективности АСУДС. Структурная эффективность является важным показателем при оптимизации АСУДС как сложных информационно-технических систем.

5. Своевременность прохождения информации в АСУДС находится почти в линейной зависимости от ЭМЗИК радиолиний ЛДПС, АИС, УКВ и транкинговой связи. Вероятность своевременного прохождения информации в системе (Рсвоевр.) принимает значения, превышающие 0,9 , в том случае, если К Эмз составляет более 0,98.

Причём, при увеличении КЭмз от 0,97 до 0,98, т.е. на 1% РСвоевР. увеличивается примерно на 4,3 % ( от 0,864 до 0,907), если допусти-мое время прохождения информации в системе составляет 2 часа, а выход из строя элементов сети и их восстановление начинаются через 1 час после длительной и безотказной работы.

6. ЭМЗИК в АСУДС влияет и на достоверность принимаемых сообщений: при ужесточениии требований к допустимой вероятности ошибки ( Рош.доп.) на порядок ( от Рош доп. = 10"1 до Рош.доп.= Ю ~2 ) ЭМЗИК системы снижается на 26%, а при изменении Рош.Доп.= Ю до Рош.доп. =Ю ещё на 32% (в случае равенства дистанции дифпоправок и взаимных помех). Иначе можно сказать, что при улучшении ЭМЗИК системы примерно на 30 % достоверность принимаемых сообщений возрастает в 10 раз.

7. Общая эффективность АСУДС, учитывающая структурную эффективность, своевременность прохождения информации и электромагнитную эффективность, возрастает, прежде всего, за счёт улучшения ЭМЗИК в АСУДС, причём зависимость эта почти линейная до значения Кэмз = 0,96, а при Кэмз>0,96 наблюдается более резкий её подъём. Кроме того, рост общей эффективности АСУДС оказывается тем выше, чем большая значимость, по сравнению с другими показателями, придаётся электромагнитной защищённости радиолиний .Так, приКэмз=0,7 эффективность системы Э] = 0,560 (ai=0,l); при КЭмз = 0,98 эффективность системы 3i = 0,805 (ai = 0,1 ). Если at = 0,5, то при КЭмз =0,7 эффективность системы 3V = 0,572, а при Кэмз= 0,98 - Эу = 0,921. Значительный «удельный вес» ЭМЗ радиолиний обеспечивается специальными организационно-техни-ческими мероприятиями. При этом предполагается постоянство достоверности:

Рош=Ю'2.

Заключение

В настоящей работе на основании выполненных исследований осуществлено теоретическое обобщение и решение крупной научной проблемы повышения эффективности АСУДС, имеющее важное значение для экономики страны и существенно определяющей эффективность мониторинга и управления речным и смешанным «река-море» флотом на ВВП России.

Решение этой проблемы осуществлено на основе использования новых инфокоммуникационных технологий электромагнитной защищенности информационных каналов и новых методов оптимизации частотно-временных структур применяемых сигналов. Кроме того, осуществлена практическая реализация методов моделирования и оптимизации ЭМЗИК на физическом, канальном и сетевом уровнях. Вместе с тем, реализованы системные методы, математические модели и алгоритмы статистической теории связи и теории принятия решений при выборе способов обеспечения, прежде всего, электромагнитной эффективности информационных сетей АСУДС.

Научные результаты, полученные в работе, представляют методологические основы инфокоммуникационных технологий ЭМЗИК на базе системного подхода к обеспечению их многоуровневой функциональной защиты в условиях воздействия взаимных и индустриальных помех.

В ходе анализа предметной области, научных и прикладных исследований по моделированию технологических процессов ЭМЗИК в речных АСУДС, а также выполненных статистических исследований по реализации экспертных оценок общей эффективности автоматизированной системы управления движением судов при принятии решений получены следующие результаты:

1. Сформированы конструктивный показатель электромагнитной защищённости информационных каналов в АСУДС - «поле поражения сигнала», позволяющее объединить в одном критерии и структурные различия полезных сигналов и взаимных помех, и статистические параметры канала, и оценку решающей схемы приемника, а также коэффициент ЭМЗИК, отличающиеся научной новизной.

2. Предложена и разработана методология моделирования и оптимизации частотно-временных структур сигналов при воздействии помех.

3. Осуществлен синтез оптимальных и квазиоптимальных сложных сигналов параллельной структуры путем прямого перебора на компьютере 2Ы"2 кодовых последовательностей, обеспечивающих в условиях ретранслированных и узкополосных помех минимальные и близкие к минимальным площади полей поражения §г . При этом имеет место взаимосвязь с таким частным критерием, как пикфактор: П<2, и обеспечивается локальное решение задачи академика Л.И.Мандельштама и возможность автоматического выбора ансамбля рациональных сигналов, что существенно повышает электромагнитную защищенность и эффективность информационных каналов в АСУДС.

4. Разработан комплекс математических моделей и алгоритмов оценки эффективности использования оптимальных сложных (широкополосных) сигналов и оценки электромагнитной защищённости информационных каналов в АСУДС.

5. Предложена и разработана имитационная модель ЭМЗИК речных АСУДС в условиях воздействия взаимных и индустриальных помех.

6. Реализована концепция системного подхода при теоретическом обоснованииинфокоммуникационных технологий для моделирования многоуровневой электромагнитной защищённости информационных каналов в АСУДС.

7. Разработана методика количественной оценки структурной эффективности речной АСУДС.

8. Предложена методика оценки влияния ЭМЗИК на своевременность прохождения информации в АСУДС.

9. Разработана методика экспертных оценок общей эффективности АСУДС с использованием частных показателей: коэффициента ЭМЗИК, своевременности прохождения информации и структурной эффективности при условии фиксированной достоверности принимаемых сообщений.

10. Осуществлена реализация теоретических исследований и внедрение разработанных математических комплексов при проведении научно-исследовательских работ по Федеральной целевой программе «ГЛОНАСС» в Санкт-Петербургском государственном университете водных коммуникаций, в фирме спутниковой связи «КОМИН», в ФГУП НИИ «Рубин», в учебном процессе при подготовке специалистов по направлению 180402.65, а также при эксплуатации УКВ-радиолиний в БУС ГБУ «Волго-Балт».

Полученные результаты подтвердили эффективность и практическую реализуемость системной методики в инфокоммуникационных технологических процессах многоуровневой ЭМЗИК в речных АСУДС.

1. Апорович А.Ф. Статистическая теория электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств. - М.: Наука и техника, 1984.

2. Бабков В.Ю., Вознюк М.А., Дмитриев В.И. Системы мобильной связи. Под ред. М.А. Вознюка. СПб: ВУС, 1998. - 330с.

3. Бахвалов Н.С. Численные методы, т.1. М.: Наука, 1973.

4. Барадеи Ареф, Торяник H.H. Критерии эффективности автоматизированной системы управления движением судов (АСУДС)//Труды Международной научно-практической конференции молодых ученых, студентов и аспирантов

5. Анализ и прогнозирование систем управления» СПб.: СЗТУ, 2003. - С. 118-121.

6. Барадеи Ареф, Вишневский Ю.Г. Структурная эффективность автоматизированных СУДС.// Технические средства судовождения и связи на морских и внутренних водных путях. МСНТ. Вып.4./ Под ред. д.т.н., проф. Сикарева A.A. СПб.: СПГУВК, 2003. - С. 14-19.

7. Бродский E.JI. Информационные системы на внутренних водных путях Европы // Информост средства связи. - 2001. - № 2 (15)

8. Бродский E.JT., Сикарев A.A., Комплексирование и интеграционные процессы в информационных системах связи и местоопределения подвижных объектов речных региональных структур «Речные информационные службы»// Наукоёмкие технологии. 2003. - №8. - С.13-19.

9. Бродский E.JI. Пять лет в ГБУ «Волго-Балт»: первые итоги, проблемы, перспективы // Информост радиоэлектроника и телекоммуникации. - 2003. - № 1(25). - С.8-11.

10. Бродский E.JI. Состояние перспективы развития речных информационных служб на внутренних водных путях Европы// Информост -радиоэлектроника и телекоммуникации. 2004. - № 1 (31) - С.18-19.

11. Буга H.H., Конторович В.Я., Носов В.И. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств. М.: Радио и связь, 1993.

12. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: Наука, 1978. - 399с.

13. Бутов A.C., Гаскаров Д.В. О проектировании систем транспортных комплексов в условиях неоднозначности// Информационные системы натранспорте: Сб. науч. трудов/Под ред. проф. A.C. Бутова. СПб.: Судостроение, 2002. - С. 3-11.

14. Бутов A.C., Гаскаров Д.В., Егоров А.Н., Круженина Н.В. Транспортные системы. Моделирование и управление./ Под ред. A.C. Бутова. СПб.: Судостроение, 2001. - 552с.

15. Бутов A.C., Кока Н.Г. Имитационное моделирование работы флота на ЭВМ, -М.: Транспорт, 1987 111с.

16. Бушуев С.Н., Осадчий A.C., Фролов В.М.Теоретические основы создания информационно-технических систем СПб.: ВАС, 1998 - 404с.

17. Болдин В.А., Харисов В.Н., Перов А.И. Глобальная спутниковая радионавигационная система. М.: ИПРМФ, 1999. - 999с.

18. Берж К. Теория графов и её применение. М.:ИЛ, 1962.

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

20. Варакин Л.Е. Теория систем сигналов. М.: Сов. радио, 1978. - 304с.

21. Варакин Л.Е. Теория сложных сигналов. М.: Сов. радио, 1970. - 376с.

22. Венскаускас К.К. и др. Системы и средства радиосвязи морской подвижной службы. Л.: Судостроение, 1986. -432с.

23. Венскаускас К.К. Радиопомехи и борьба с ними. М.: Знание, 1988. 64с.

24. Виноградов Е.В., Винокуров В.И., Харченко И.П. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств. Л.: Судостроение, 1986.

25. Винокуров В.И., Пащенко Е.Г., Харченко И.П. Электромагнитная совместимость судового радиооборудования. Л.: Судостроение, 1977. -232с.

26. Вишневский Ю.Г. Описание изобретения «Устройство для оценки сигналов» SU 174 3009А2 к авторскому свидетельству от 22.02.1992.

27. Вишневский Ю.Г., Сикарев A.A. Описание изобретения «Устройство для оценки сигналов» SU 1674390 AI к авторскому свидетельству от 01.05.1991.

28. Вишневский Ю.Г., Пащенко И.В. Обеспечение электромагнитной защищенности информационных каналов (ЭМЗИК) спутниковых радиолиний в АСУДС на ВВП Межвуз. сб. науч. трудов. Вып.5. под ред. д.т.н. проф. A.A. Сикарева.- СПб.: СПГУВК, 2004,- С.49-53

29. Вишневский Ю.Г., Пащенко И.В. Имитационная модель электромагнитной совместимости спутниковых радиолиний в условиях индустриальных помех.- Межвуз. сб. науч. трудов. Вып. 4 . Под ред. д.т.н. проф. A.A. Сикарева. -СПб.: СПГУВК, 2003. С.76-78

30. Вишневский Ю.Г., Пащенко И.В. Многоуровневая система взаимодействия открытых автоматизированных систем радиосвязи (АСРС) УКВ- диапазона.- Межвуз. сб. науч. трудов. Вып. 5 / Под ред. д.т.н. проф. A.A. Сикарева. -СПб.: СПГУВК, 2004. С.53-59

31. Вишневский Ю.Г., Пащенко И.В. Условия использования информационных сетей спутниковой связи в АСУДС на внутренних водных путях // Материалы МНТК "Транском-2004" СПб.: СПГУВК, 2004. - С.200-201.

32. Вишневский Ю.Г., Пащенко И.В. Многоуровневая система взаимодействия открытых автоматизированных систем радиосвязи (АСРС) УКВ- диапазона // Материалы МНТК "Транском- 2004" СПб.: СПГУВК, 2004. - С.201-202.

33. Вишневский Ю.Г., Сикарев A.A. Модификация подхода к определению количества радиолиний на ВВП, отвечающих требованиям ЭМС. Научно-методическая конференция 98. Тезисы докладов. Часть II. СПб.: СПГУВК, 1998.- 197с.

34. Вишневский Ю.Г., Сикарев A.A., Соболев В.В. Оценка эффективности сложных сигналов систем передачи дискретных сообщений в каналах с сосредоточенными помехами. // Изв. Вузов MB и ССО СССР. Радиоэлектроника. 1984. - Том 27, № 4. - С.20-26

35. Вишневский Ю.Г., Торяник H.H. Об оценке эффективности АСУДС// Технические средства судовождения и связи на морских и внутренних водных путях: МСНТ. Вып. 4/ Под ред. д.т.н., проф. A.A. Сикарева. СПб.: СПГУВК, 2003.-С. 68-75

36. Вишневский Ю.Г., Торяник H.H., Еременко Н.В. Моделирование процедуры определения коэффициента простоя линии радиосвязи на основе вычисления площади поля поражения сигнала // Информатика и прикладная математика: МСНТ. Рязань: РГПУ, 2002. - С. 37-38

37. Владимиров В.И. и др. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и систем. Под ред. Царькова Н.М.,- М.: Радио и связь, 1985. 272с.

38. Гаскаров Д.В. и др. Вычислительная техника и микропроцессорные системы в управлении объектами водного транспорта. Л., 1986.

39. Гаскаров Д.В., Истомин Е.П., Ваничев А.Ю. Аналитическое моделирование систем обработки информации// Методы прикладной математики в транспортных системах: Сб. науч. трудов. Вып. 8/ Под ред. д.т.н., проф. Ю.М. Кулибанова. СПб.: СПГУВК, 2002. - С.95-100

40. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС. Интерфейсный контрольный документ. КНИЦ ВКС, 3-я редакция. Москва, 1995.

41. ГОСТ 23872 79. Совместимость радиоэлектронных средств электромагнитная. Номенклатура параметров и классификация технических характеристик.

42. ГОСТ 23611 79. Совместимость радиоэлектронных средств электромагнитная. Термины и определения. - М.: Издательство стандартов, 1979.-8с.

43. ГОСТ Р 50397 92. Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения. - М.: Издательство стандартов, 1993.

44. ГОСТ Р 51317.6.3-99 (СИСПР МЭК 61000-6-3-96).

45. ГОСТР 51318.11-99 (СИСПР 11-97).

46. ГОСТ Р 51318.14.2-99 (СИСПР 14.2-97).

47. ГОСТ Р 51318.22-99 (СИСПР 22-97).

48. ГОСТ Р 51664-2000. Системы и аппаратура автоматического управления каналами радиосвязи. Основные параметры.

49. Дарымов Ю.П.Дрыжановский Г.А. и. др. Автоматизация процессов управления воздушным движением. М.: Транспорт, 1981.

50. Доровских A.B., Сикарев A.A. Сети связи с подвижными объектами. Киев: Техника. - 160с.

51. Дьяконов В. Mathcad 2001: учебный курс. СПб.: Питер, 2001. - 624с.

52. Евменов В.Ф., Ракитин В.Д., Сикарев A.A. Автоматизация судовождения и связи. С-Пб.: СПбГУВК, 1997. - 200с.

53. Зайцев С.С., Кривунов М.И., Ротанов С.В. Сервис открытых информационных сетей: Справочник. М.: Радио и связь, 1990. - 234с.68.3юко А.Г. и др. Помехоустойчивость и эффективность систем передачи информации. М.: Радио и связь, 1985. - 272с.

54. Зюко А.Г. Эффективность систем связи с корректирующими кодами. Статистическая теория связи и ее практические приложения. Вып. 13./ Под ред. д.т.н., проф. Б.Р.Левина -М.: Связь, 1979. С.97-101.

55. Иванов В.А., Ильинский Л.Я., Фузик М.И. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств. К.: Техника, 1983.

56. Интернет: http://www. MARSAT.ru /44.php. Новые перспективные СУДС.

57. Интернет: www.MAR.SATsignet.ru. Технико-эксплуатационные требования к СУДС № МФ-29/53-48.

58. Интернет: www.MARSAT ru /44 1 hton-Типовые положения о СУДС.

59. Интернет: http://www.sciteclebrary.ru. (Источник: НПО космического приборостроения), 2000.

60. Интернет: http: //users, odessa.net /~ uports / Pu /0401 /bezop-3.htm 25.04.03.

61. Калман Р., Фалб П., Арбиб М. Очерки по математической теории систем. /Пер. с англ. под ред. Я.З. Цыпкина- М.: «Мир», 1971.

62. Каплин Е.А., Кузьмин Б.И., Шаров А.Н., Штефан В.И. Принципы построения и основы функционирования пакетных радиосетей в нестационарных средах передачи сообщений// Электросвязь. 1994. - № 9. - С.6- 10.

63. Князев А.Д. Элементы теории и практики обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств. М.: Радио и связь, 1984. - 336с.

64. Князев А.Д., Кечиев Л.Н., Петров Б.В. Конструирование радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры с учетом электромагнитной совместимости. М.: Радио и связь, 1989. - 223с.

65. Козлов Б.А., Ушаков И.А. Справочник по расчету надежности аппаратуры радиоэлектроники и автоматики. М.: Сов. радио, 1975. - 472с.

66. Конвенция СОЛАС, Глава 5, Правило 12 «Службы управления движением судов»

67. Клячко JI.M. Перспектива развития АСУДС «Плёс» на речном транспорте. //Информост «Средства связи» - 2003. - №15

68. Кудрявцев И.В., Волынкин А.И., и др. под ред. Шебшаевича. Бортовые устройства спутниковой радионавигации. М.: Транспорт, 1988.

69. Каратаев О.Г. Проблемы электромагнитной совместимости.- М.:Радио и связь, 1988.

70. Комарович В.Ф., Липатников В.А. Многоуровневая защита радиолиний декаметровой связи: Учебное пособие. СПб.: ВУС, 2003. - 248с.

71. Кулибанов Ю.М. Методы прикладной математики в транспортных системах. -СПб.: СПГУВК, 2000.

72. Кулибанов Ю.М. Основы создания сложных информационных систем. -СПб.: СПГУВК, 1998. 71с.

73. Кулибанов Ю.М. Проектирование АСУ объектами водного транспорта. Л.: ЛИВТ, 1985,- 110с.

74. Курносов В.И., Лихачев A.M. Методология проектных исследований и управление качеством сложных технических систем электросвязи. СПб.: Тирекс, 1998.-496с.

75. Лезин Ю.С. Оптимальные фильтры и накопители импульсных сигналов. -М.: Сов. радио, 1969. 448с.

76. Литвяк E.H., Пащенко И.В. Определение электромагнитной защищенности информационных сетей в АСУДС // Материалы НТК студентов и аспирантов СПГУВК СПб: СПГУВК, 2004.

77. Маркелов М.А. О результатах испытаний авиационных систем GPS и ГЛОНАСС на помехоустойчивость. Доклад на заседании Научно-технического координационного совета по проблемам спутниковых систем посадки. ГОСНИИ «Аэронавигация», 11.11.1997.

78. Безопасность информации в телекоммуникационных системах: Сборник статей под ред. В.Ф.Комаровича. СПб.: ВУС, 2001. - 120 с

79. Международный стандарт МЭК 60945

80. Международный стандарт МЭК 60533

81. Международный стандарт МЭК 61993-29 8. Между народный стандарт ISO 7498

82. Международный стандарт МЭК 61000-4-5-95 (ГОСТ Р 51317-4-5-99).

83. Никитенко Ю.И., Устинов Ю.М. Глобальная спутниковая радионавигационная система «Навстар». Учебное пособие. М.: Мортехинформреклама, 1991.

84. Нечипоренко В.И. Структурный анализ и методы построения надёжных систем. М.: Советское радио, 1968.

85. Окунев Ю.Б., Плотников В.Г. Принципы системного подхода к проектированию в технике связи. М.: Связь, 1976. - 184с.

86. Основы современной системотехники. Под ред. М.Рябинина. Пер. с английского под ред. Е.К.Масловского. М.: Мир, 1975.

87. ГОСТ 45.172- 99. Система обеспечения информационной безопасности Взаимосвязанной сети Российской Федерации. Термины и определения.

88. Отчет по НИР «Разработка предложений по корректировке норм и методик испытаний радио и навигационного оборудования на ЭМС» (шифр договора РС-50/99). СПб.: ЦНИИ МФ, 1999.

89. Отчёт по НИР «Нева 2000», СПб.: СПГУВК - 2000.

90. Отчёт по НИР « Разработка методических указаний и процедуры для проверки ЭМС электронных систем и оборудования на борту судов.». СПб.: ГМТУ, 2003.

91. Очков В.Ф. MathCad PTUS 6.0 для студентов и инженеров. М.: Компьютер-пресс, 1996.-239с.

92. Правила Российского Речного Регистра для судов внутреннего плавания. Часть XI. Радиооборудование. М.,1995.

93. Павловский Ю.Н. Имитационные системы и модели. М.: Знание, 1990. -48с.

94. Протоколы и методы управления в сетях передачи данных: Пер. с англ. / Под ред. Ф.Ф.Куо. М.: Радио и связь, 1980. - 423с.

95. Протоколы информационно-вычислительных сетей: Справочник/ Под ред. И.А.Мизина и А.П.Кулешова. М.: Радио и связь, 1990. - 510с.

96. Прохоренко В.А., Смирнов А.Н. Прогнозирование качества систем. Минск: Наука и техника, 1976.

97. Петровский В.И., Седельников Ю.Е. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств. -М.: Радио и связь, 1988.

98. Построение судового радиооборудования (комплексирование и учет априорной информации) / Под ред. Винокурова В.И. Л.: Судостроение, 1982-232с.

99. Радиосвязь. Термины и определения. ГОСТ 24375-80, М 1980.

100. РД 31.64.26-82. Требования по размещению на судне комплекса традиционной и спутниковой радиоэлектронной аппаратуры. Методы обеспечения электромагнитной совместимости судовой РЭА. Правила и нормы проектирования. -М.: В/о Мортехинформреклама, 1984.

101. РД 212.0000-02. Общие технические условия. Береговые системы управления движением судов. М.: ЦНИИЭВТ - 2002.

102. РД 212.00000 02. Типовое положение о системе управления движением судов- М.: ЦНИИЭВТ - 2002.

103. Резолюция ИМО А.857(20) Руководство по СУДС.от 27.11.1997.

104. Резолюция ИМО А. 529 (13): 1983 Стандарты точности судовождения.

105. Резолюция ИМО А.815 (19): 1995 Глобальные радионавигационные системы.

106. Резолюция ИМО А.819 (19): 1995 Технико - эксплуатационные требования к судовой ПА системы GPS.

107. Руководство по службам движения судов (IALA.VTS.MANUAL 2002) Владивосток: ЗАО НОРФЕС, 2002

108. Семенов К.А. и др. Автоматизированная связь с судами. Л.: Судостроение, 1989. - 224с.

109. Сикарев A.A. Интеграционные процессы на рубеже XX и XXI веков в глобальных и региональных информационных сетях связи и местоопределения подвижных объектов // Труды международной академии связи. -2001.-№ 1 (17).-С. 27-29

110. Сикарев A.A., Лебедев О.Н. Микроэлектронные устройства формирования и обработки сложных сигналов. М.: Радио и связь, 1983. -216с.

111. Сикарев A.A., Соболев В.В. О влиянии фазовой структуры сигналов на эффект подавления сосредоточенных по спектру помех // Техника средств связи. Сер. Техника радиосвязи. 1979. - Вып.6. - С.65-75.

112. Сикарев A.A., Фалько А.И. Оптимальный прием дискретных сообщений. М.: Связь, 1978. - 328с.

113. Системы управления движением судов. Технико-эксплуатационные требования № МФ 02-22/848-70. М.: 2002. - 30с.

114. Соболь И.М. Метод Монте Карло. - М.: Наука, 1968.

115. Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации. М.: Эко-Трендз, 2000.-234с.

116. Срубас А. СУДС это безопасность мореплавания. // Морской флот. -1999. -№ 1.-С.27

117. Современные средства судовождения и компьютерные программы для судоводителей. Учебное пособие. Сикарев A.A., РакитиН В.Д., Зуев В.Ф. СПб: СПГУВК, 2001.

118. Столлингс В. Компьютерные системы передачи данных. 6-е издание. Харьков: Вильяме, 2002. 928с.

119. Шинкоренко В.П. Связь на реке // Информост. 2003. - № 1. - С.4-7

120. Широков A.M. Оценка характеристик качества радиоэлектронных систем. Минск: МВИЗРУ, 1970.

121. Щербо В.К. Стандарты вычислительных сетей. Взаимосвязи сетей. Справочник -« М.КУДИЦ» ОБРАЗ, 2000 - 272с

122. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и непреднамеренные помехи. Составитель Дональд Р.Ж. Уайт. Выпуск 1. Общие вопросы ЭМС. Межсистемные помехи. М.: Советское радио, 1977.

123. Spilker J. Signal Structure and Performance Characteristics, Navigation, №2, 1978.

124. Butch F. GPS and GLONASS Radio Interference in Germany. ION GPS-97, Nashwille, 1997.

125. Певницкий В.П., Полозок Ю.В Статистические характеристики индустриальных радиопомех М.: Радио и связь, 1988

126. Сикарев A.A., Сочнев A.M. Оптимальный когерентный приём дискретных сообщений в условиях флуктуационных, сосредоточенных и импульсных помех. //Радиотехника- 1980, т. 35, №7. С.

127. Сикарев A.A., Сочнев A.M. Помехоустойчивость некогерентного приёма при комплексном воздействии помех // Известия вузов СССР -Радиоэлектроника 1980. - №4. -С.

128. Головин О.В.„ Чистяков Н.И., Петрович Н.Т. и др. Использование КВ-диапазона по взаимосвязанной сети связи Российской Федерации. -Корпоративные системы спутниковой и КВ-связи. / Под редакцией А.А.Смирнова. М.: Эко-Трендз, 1998. - 132с.

129. Финк J1.M. Теория передачи дискретных сообщений. М.: Советское радио, 1970.-728с.

130. Невдяев Л.М. Мобильная спутниковая связь. Справочник. М.: МЦНТИ, 1998г- 155с.

131. Вишневский Ю.Г., Почивалов В.В. Об оценке ЭМЗ линий радиосвязи и радионавигации // Технические средства судовождения и связи на морских и внутренних водных путях: МСНТ. Вып.З/ Под ред. д.т.н. проф. A.A. Сикарева. СПб.: СПГУВК, 2002. - С.88-92

132. Каплин Е.А., Кузьмин Б.И., Шаров А.Н., Штефан В.И. Принципы построения и основы функционирования пакетных радиосетей в нестационарных средах передачи сообщений.// Электросвязь. 1994. - С.6-10

133. Зюко А.Г., Коробов Ю.Ф., Теория передачи сигналов: Учебник для вузов. -М.: Связь, 1972. -282с.

134. Комарович В.Ф., Сосунов В.Н. Случайные радиопомехи и надёжность КВ-связи.—М.: Связь», 1977. 136с.

135. Андрианов В.И.,Соколов A.B. Средства мобильной связи.-СПб.: BHV Санкт-Петербург, 1998 - 256с.

136. Челомбитько В.И. Основы обеспечения электромагнитной совместимости радиолиний. Л.: ВАС, 1976. - 50с.

137. Бенджамин. Последние достижения в технике генерирования и обработки радиолокационных сигналов. // Зарубежная радиотехника, 1965, №7. С.22-48

138. Вакман Д.Е., Седлецкий Г.М. Вопросы синтеза радиолокационных сигналов. -М.: Советское радио, 1973

139. Вакман Д.Е. Сложные сигналы и принцип неопределенности в радиолокации. М.: Советское радио, 1965. - 304с.

140. Варакин JI.E. К вопросу о критерии синтеза сложных сигналов// Известия вузов СССР. Радиоэлектроника. 1970. - т. 13, №2. - С. 10-15

141. Варакин Л.Е. Оптимальные фазоманипулированные сигналы.// Радиотехника.- 1971.-т. 26, № 11.- С.45-49

142. Варакин Л.Е. О применении ортогональных сигналов в системах передачи информации.// Труды МЭИС. 1969, вып1.

143. Варакин Л.Е., Пышкин И.М. К вопросу применения сложных сигналов в адресных системах связи.// Электросвязь. 1967. - т.21 , №1. - С.22-28

144. Вишневский Ю.Г., Сикарев A.A. Оценка эффективности сигналов дискретно-адресных систем связи в каналах со взаимными помехами радиосредств. // Специальная техника средств связи. Сер. ТРС. 1982, вып.4.

145. Глобус И.А. Двоичное кодирование в асинхронных системах. М.: Связь, 1972.- 108с.

146. Глобус И.А. Регулярный метод синтеза некоторых классов ЧВМ сигналов.// Радиотехника. 1977 -т.32, №8 - с. 11-17.

147. Дегтярев Ю. И Методы оптимизации. М.: Сов. Радио, 1980.

148. Джеффрис Г., Свирлс Б. Методы математической физики.: Пер. с англ. М.: Мир, 1969 - с.36-37.

149. Диксон Р.К. Широкополосные системы. М.: Связь, 1979. - 302с.

150. Кириллов Н.Е. Помехоустойчивая передача сообщений по линейным каналам со случайно изменяющимися параметрами. М.: Связь, 1971. - 256с.

151. Колмогоров А.Н., Ромин С.В. Элементы теории функций и функционального анализа, М.: «Наука», 1968, 496с.

152. Финк Л.М. Сигналы, помехи, ошибки. -М.: Связь, 1978. -272с.

153. Котельников В.А. Теория потенциальной помехоустойчивости. М.: Госэнергоиздат, 1956. - 152с.

154. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. М.: Наука, 1968. - 119с.

155. Кук Ч., Бенфельд М. Радиолокационные сигналы. М.: Сов. радио, 1971. -568с.

156. Ланнэ A.A., Сикарев A.A. Задача Л.И. Мандельштама в радиотехнике и электросвязи.// Известия вузов СССР. Серия «Радиоэлектроника». 1979, №5. - С.3-19.

157. Липкин И. А. Основы статистической радиотехники, теории информации и кодирования. М.: Сов. радио, 1978. - 240с.

158. Бусленко Н.М., Галенко Д.И., Соболь И.М. Метод статистических испытаний, (метод Монте-Карло)/ Под. ред. Ю.А. Шрейдера. М.: Физматгиз, 1962.

159. Окунев Ю.Б., Яковлев Л.А. Широкополосные системы связи с составными сигналами. М.: Связь, 1968. - 168с.

160. Пелехатный М.И., Голубев Е.А. Автокорреляционные свойства некоторых типов двоичных последовательностей// Проблемы передачи информации. -1972. т.8, №1. - С.

161. Петрович Н.Т., Размахин М.К. Системы связи с шумоподобными сигналами.- М.: Сов. радио, 1969. 232с.

162. Питерсон У., Уэлдон Э. Коды, исправляющие ошибки: Перевод с англ./ Под. ред. P.JI. Добрушина и С.И. Самойленко. М.: Мир, 1976. - 594с.

163. Свердлик М.Б. Оптимальные дискретные сигналы. -М.: Сов. радио, 1975.

164. Сикарев А. А., Соболев В.В. О влиянии фазовой структуры сигналов на эффект подавления сосредоточенных по спектру помех// Сер. ТСС. 1979. -вып.6 - С.65-75.

165. Сикарев А. А. Устройства формирования и демодуляции сложных сигналов. -Д.: ВАС, 1979.-80с.

166. Симонов М.В. Эффективность систем связи JL: ВАС, 1977. - 56с.

167. Статическая теория связи и ее практические приложения./ Под. ред. Б.Р. Левина. -М.: Связь, 1979.-288с.

168. Тихонов В. И. Статистическая радиотехника. М.: Сов. Радио, 1966. - 678с.

169. Трахтман В.А. Дискретный согласованный фильтр для сигналов в виде функций Юмиа.// Радиотехника. 1973. - т.28, №10. - С.42-46.

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

171. Филлипов Л.И. Теория передачи дискретных сигналов: Учеб. пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1981. - 176с.

172. Френке Л. Теория сигналов. М.: Сов. радио, 1974. - 344с.

173. Хармут Х.Ф. Передача информации ортогональными функциями: Перевод с англ. -М.: Связь, 1975.

174. Ширман Я.Д. Разрешение и сжатие сигналов. М.: Сов. Радио, 1974. - 360с.

175. Шумоподобные сигналы в системах передачи информации/ Под. ред. В.Б. Пестрякова. М.: Сов. Радио, 1973 - 424с.

176. Возбинас С.Ю. Предельные возможности анализа сигналов и вопросы их оптимального синтеза.// VIII Всесоюзная конференция по теории кодирования и передачи информации. Тезисы докладов, ч.У, Москва-Куйбышев. 1981. - С.46-51.

177. Вишневский Ю.Г., Сикарев A.A. Поля поражения сигналов и электромагнитная защищенность информационных каналов в АСУДС// Инфоком, Труды MAC 2005, №2 - С.22-28

178. Голиков О.Б., Сикарев A.A. Частотно- временные и корреляционные свойства финитных параллельных сложных сигналов// Известия вузов СССР. Серия «Радиоэлектроника». 1981, №4. - С.34-39.

179. Луганская Х.И., Хевролин В.Я. Решение одной задачи синтеза// Радиотехника. 1987, №4, С. 8-11

180. ЮЗ Градштейн И.С., Рыжик И.С. Таблицы интегралов сумм рядов и произведений. М.: Физматгиз, 1963. - 1100с.

181. Папалекси Н.Д. Радиопомехи и борьба с ними. М.: Гостехиздат, 1942.

182. Момот Е.Г. Проблемы и техника синхронного приёма М.: Связьиздат, 1961.

183. Миддлтон Д. Введение в статистическую теорию связи. М.: Сов. радио. -т. 1 - 1961, 782с, т.2 - 1962, 832с.

184. Хелстром К. Статистическая теория обнаружения сигналов. М.: Иностранная литература, 1963. - 432с.

185. Агеев Д.В. Основы теории линейной селекции.// Научно-технический сборник ЛИИС 1935, №10. - С.35-41.

186. Агеев Д.В., Бабанов Ю.Н. Радио приём амплитудно-модулированных сигналов при налагающихся частотных спектрах полезных и мешающих сигналов// Радиотехника и электроника 1964, №7, т. IX - С. 1143 - 1148.

187. Харкевич A.A. Борьба с помехами М.: Физматгиз, 1963.

188. Защита от радиопомех/ Под ред. М.В.Максимова. М.: Сов.радио, 1976. -496с.

189. Варакин Л.Е., Анфилофьев С.А., Калмыков В.В., Шинаков Ю.С., Ярлыков М.С. СДМА: прошлое, настоящее, будущее М.: Международная академия связи, 2003. - 602с.

190. Варакин Л.Е. Теория сложных сигналов. М.: Сов.радио, 1970. - 374с.

191. Келли Дж. Общая топология: Пер. с англ. Архангельского A.B. 2-е изд. -М.: Наука, 1981.-432с.

192. Палий А.М. Радиоэлектронная борьба.(Средства и способы подавления и защиты радиоэлектронных систем) М.: Воениздат, 1971 - 320с.

193. Бабенко А.Н., Мозговой A.B., под ред. Селихова Ю.И. Теоретические основы техники радиопомех радиосвязи: Учебник. Л.: ВАС, 1974.

194. Арзуманян Ю.В. Использование структурно-корреляционных модемов для борьбы с сосредоточенной по спектру помехой.// Труды учебных институтов связи. 1974, вып. 64. - С. 63-73.

195. Иощенко А.Н. Помехоустойчивость широкополосных систем связи при различных методах подавления сосредоточенных по спектру помех. -«Труды учебных институтов связи».1971, вып.55,с. 19 30.

196. Андронов И.С., Финк Л.М. Передача дискретных сообщений по параллельным каналам. М.: Советское радио, 1971. - 406с.

197. Семёнов А.М., Сикарев A.A. Широкополосная радиосвязь. М.: Воениздат, 1970.-287с.

198. Фалько А.И. К вопросу подавления сосредоточенных помех в широкополосных системах связи// Электросвязь 1969, №7 - С.9-14.

199. Теплов Н.Л. Анализ оптимальных схем приёма дискретных сигналов на фоне сосредоточенных (по спектру или во времени) помех// Электросвязь. 1968, №12. - С.1-10

200. Финк Л.М. и др. Расчет помехоустойчивости дискретных сообщений. М.: Радио и связь, 1981.- 232с.

201. Белецкий А.Ф., Громов Ю.М., Лебедев А.Т. Многополюсные согласованные фильтры и их синтез// Электросвязь. 1974, №6.

202. Лебедев А.Т. Синтез согласованных фильтров на сосредоточенных элементах. // Труды академии, ВАС. 1964, №103.

203. Тартаковский Г.П., Репин В.Г. Статистический синтез адаптивных систем// Радиотехника. 1971, т.26, №4. - С.8-19.

204. Хворостенко Н.П. Статистическая теория демодуляции дискретных сигналов. -М.: Связь, 1968.-336с.

205. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. Книга первая. М.: Советское радио, 1966. - 728с.

206. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. Книга вторая. -М.: Советское радио, 1968. 504с.

207. Ю Лекции по теории систем связи/ Под редакцией Е.Дж.Багдади. М.: Мир, 1964.-402с.

208. И Сикарев A.A. О методе исследования влияния помех в каналах передачи дискретной информации// Радиотехника. 1968, т.23, №8. - С.83-90.

209. Каплин Е.А., Сикарев A.A., Цыганков В.В. Оптимальный некогерентный приём в каналах с сосредоточенными помехами// Вопросы радиотехники, серия «Техника радиосвязи». 1974, вып. 6. - С.22-35.

210. Вишневский Ю.Г., Сикарев A.A. Поля поражения сигналов и электромагнитная защищённость информационных каналов в АСУДС.-СПб, Судостроение, 2006, 371с.

211. Вишневский Ю.Г.Поля поражения сигналов СБМА.-СПб: СП6ГПУ,2008, 62с.

212. Вишневский Ю.Г. Оценка эффективности структуры АСУДС «Программные продукты и системы» №2, Тверь, 2008, с.75 76.

213. Вишневский Ю.Г., Фам Ки Куанг. Оценка общей эффективности АСУДС. «Программные продукты и системы» №2, Тверь, 2008, с.59 60.

214. Вишневский Ю.Г. Оптимизация частотно-временных структур сигналов, используемых в речных АСУ движением судов. «Речной транспорт (XXIвек)» №1, М., 2008, с.76 80

215. Вишневский Ю.Г. Моделирование электромагнитной защищённости информационных каналов радиосвязи и радионавигации на системном уровне в речных АСУДС. «Речной транспорт (XXI век)»№1, М., 2008,с.76

216. Вишневский Ю.Г. Оценка влияния ЛЭП на радиолинию дифференциальных поправок «ККС- судно».«Морская радиоэлектроника»№1, СПб, 2008,с.38 -40

217. Вишневский Ю.Г., Сикарев И.А. Электромагнитная защищённость цифровых информационных каналов спутниковых радионавигационных систем. «Проблемы информационной безопасности. Компьютерные системы» №2, СПб, 2008, 96 100.

218. Вишневский Ю.Г., Мисник Е.А. Обеспечение электромагнитной защищённости информационных каналов спутниковых линий связи и обсервации». «Морская радиоэлектроника» №4, СПб, 2007, с.36-37

219. Вишневский Ю.Г. Взаимосвязь электромагнитной защищённости информационных каналов и достоверности принимаемых сообщений. «Морская радиоэлектроника» №4, СПб, 2007,с. 22-24

220. Вишневский Ю.Г., Фам Ки Куанг. О выборе критериев для оценки влияния электромагнитной защищённости информационных каналов ШДПС на навигационную безопасность мореплавания. «Мобильные телекоммуникации» №10, М.,2008, с.61 62.

221. Вишневский Ю.Г. Автоматизированная система радиосвязи важный компонент речной АСУДС. «Мобильные телекоммуникации» №9, М., 2008,с.69 - 70.