автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Методика и устройство формирования сигналов частотно-временной матрицы

КУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Г Г 5 ОД / 6 \т Г':.}

На правах рукописи УДК 621.391.3

ПИМЕНОВ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ

МЕТОДИКА И УСТРОЙСТВО «ОГМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ ЧАСТОТ!Ю-ВРЕМЕННОЙ МАТРИЦЫ

Специальность 05.13.05 - "Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления."

А вт ореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

курс« - 1908

Работа выполнена на кафедре электротехники и электроники Курского государственного технического университета.

Научные руководители: доктор физико-математических наук, профессор Захаров Иван Сафонович, кандидат технических наук, доцент Некрасов Игорь Сергеевич.

Официальные бппоненты: доктор технических наук, профессор Сигов A.C.

кандидат технических наук, доцент Иванов В.И.

Еедудзя организация: СКБ "Авиаавтоматика", г. Курск.

Ззщита состоится "30" коня 1998 г. в " " часов на заседании специализированного совета Д 054.50.02 в Курском государственном техническом университете, 305039, г. Kypci:, уд. 50 лет Октября, 94.

С диссертацией модно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан "28" мая 1938 г. Ученый секретарь

специализированно! о совета, ¡t,

капидат технических наук А / B.U. Довгаль

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работ. Концепция развития перспективных систем передачи информации в России в значительной степени определяется ювременным состоянием мировой индустрии информационных технологий, которые в настоящее время претерпевают период радикального изменения.

В связи с широким использованием технических средств для несанкционированного доступа к передаваемой информации специалиста делают вывод о необходимости введения в любом новом поколении средств передачи информации не только еэ засекречивания, но и некоторых методов электронного противодействия.

За рубежом уже определены программы обеспечения сетей передачи информации и систем управления средствами, предотвращающими нарушение их Функций электронными метгдамн. Несколько фирм по своей инициативе приступили к разработке и производству такой аппаратуры-Хотя новые требования распространяются на все технические средства сбора, хранения и обработки информации в настоящее время основное инимание уделяется аппаратуре, применяемой в системах управления для передачи команд и сигналов.

Особое внимание заслуживают исследовательские работы по совершенствованию как обычных систем передачи информации с Фиксированными частотами, так и по созданию перспективных систем, использующих методы с псевдослучайным или скачкообразным переключением рабочей частоты. В этом случае при временном кодировании сигнала передача информации осуществляется короткими импульсами с непредсказуемой во времени последовательностью.

При этом требуется сложная аппаратура, способная передавать данные с чрезвычайно большой скоростью. Между тем технические трудности изготовления и связанная с этим высокая стоимость сладят под сомнение возможность ее применения в каналах передачи информации с большой плотностью.

Более перспективным для систем передачи информации является метод передачи' сигнала типа частотно-временной матрицы (ЧЕМ) с использованием псевдослучайной послег вательности в широком диапазоне частот. ,

Такие методы находят применение не только потому, "что в г 'ом случае трудно организовать несанкционированный доступ к ин^срмац;:;!. но в равной степени существует и трудности в эашунлении этих

- 3 -

сигналов искусственной помехой или их имитации. Единственный спосоС нарушить работу канала передачи информации с сигналами ЧВМ и кодированной сетксй частот - это создать мощную искусственную помеху е широкой полосе частот (что практически невыполнимо) или использовать следящую систему генерации помех, которая в настоящее врем* находится в стадии разработки. Ее появление предполагается в начале следующего века.

В настоящее время в периодической и специальной литературе имеется ряд публикаций по формированию сигналов ЧВМ. Между тем ря; задач в этой области еще не решен. Не до конца решена задача формирования и стабилизации когерентных ЧМ сигналов, используемых для синтеза сигналов ЧВМ. задача синхронизации источников и терминалоь при обмене информацией и задача увеличения скорости передачи цифровой информации. При этом существующие технические средства не удовлетворяют современным требованиям. Поэтому создание методики и устройств формирования и передачи сигналов ЧВМ на основе программируемых генераторов и исследование характеристик этих устройств, с целью максимизации помехозащищенности и скорости обработки и передачи информации в цифровых каналах, являются весьма актуальной к перспективной задачей.

Целью диссертационной работ является разработка методики формирования сигналов ЧВМ, синтез сигнала ЧВМ с изменяющейся структурой. разработка устройства формирования сигналов ЧВМ с помощью когерентных ЧМ колебаний, расчет и оценка погрешностей формирования этих сигналов при различных законах частотной модуляции, исследование возможности улучшения параметров сигналов ЧВМ за счет стабилизации девиации частоты ЧМ колебаний, а также способор к^дкр^мния элементов ЧВМ с целью увеличения скорости передачи цифровой информации.

К основным задачам исследования отосяжя:

1. Разработка методики формирования сигналов ЧВМ с использованием когерентных ЧМ колебаний. Для чего необходимо сформулировать принципы синтеза когерентных ЧМ колебаний, оценить погрешность и> формирования и разработать метод коррекции модуляционной характеристики формирователя.

2. Синтез сигнала ЧВМ по заданному спектру и разработка новоГ схемы формирования сигналов ЧЕМ с программируемыми параметрами".

позволяющей повысить помехозащищенность систем передачи инорччции.

3. Исследование возможности увеличения скорости передачи информации с помощью сигналов ЧВМ и стабилизации девиации частоты при передаче аналоговой информации.

4. Оценка эффективности разработанного устройства формирования сигнала ЧВМ по помехоустойчивости к узкополосным и широк ;олосным помехам.

Методы исследований. При решении поставленных задач использовались методы математического моделирования, теория вероятностей, теория аппроксимации непрерывных функций, а также спектральные и статистические методы.

Научная новизна работ состоит в следующем:

- разработана методика формирования сигналов ЧВМ с помощью когерентных ЧМ колебаний;

- предложена схема синтезатор*, частотно-модулированных когерентных колебаний с программируемым законом ЧМ;

- проведен синтез сигнала ЧВМ с изменяющейся сруктурой;

- разработана структурная схема синтезатора сигналов ЧВМ:

- установлена возможность увеличения скорости передачи цифровой информации с помощью кодирования элементов ЧВМ.

Практическая ценность заключается в том. что ее результаты могут быть непосредственно использованы:

- при разработке требований к тактико-техническим характеристикам модернизируемых, разрабатываемых и перспективных устройств Формирования сигналов ЧВМ;

- для обоснования и выбора параметров вновь проектируемых систем при заданных требованиях к ним:

- для расчета и оценки погрешности формирования сигналов с различными законами частотной модуляции;

- для стабилизации периодов модуляции ЧМ колебаний;

- для определения целесообразных способов применения устройств. использующих сигналы ЧЕМ и работавши в раз,.лчных режимах.

Реализация и внедрение результатов исследований.

Полученные в.диссертационной гяботе результаты реализованы на предприятии "Моспроминформ" и использованы в учебном процессе. Акты внедрения и использования прилагаются к материалам диссертации.

На Защиту выносятся:

1. Методика формирования сигналов частотно-временной матрицы.

2. Устройство передачи аналоговой и цифровой информации с помощью сигналов ЧЕМ.

3. Результаты повышения помехозащищенности при передаче аналоговой и цифровой информации сигналами ЧЕМ с изменяющимся периоде) частотны:-: посылок.

Апробация и публикации результатов работы.

Основные результаты диссертационной работы доложены на: Всероссийской науч.- техн.конф."Направления развития средств радиосвязи" (г. Еоронеж, 1996); Всероссийской науч.- техн. конф."Радио 1 волокно-оптическая связь, локация и навигация" (Еоронеж, 1997); ■ Всероссийской научной, конф. "Проблемы создания и развития информационно- телекоммутационных систем специального назначения" (Орел 1337}.

По результатам работы опубликовано 14 статей в периодически: изданиях и учебных пособиях, получено положительное решение по заявке на изобретение N 36116909 "Передатчик сигналов типа частотно-временной матрицы", поданы заявки на изобретение N 9710344» "Схема автоматической подстройки девиации частоты", с приоритетт от 20.05.97 г., N 98100690 "Демодулятор частотно-манипулировании сигналов", с приоритетом от 26.01.98 г.

Спрушура и объем работ.

Работа состоит из введения четырех глав, заключения, содержит 120 страниц машинописного текста, 18 рисунков, список литературы на 10 листах, приложения на 30 листах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЯАНИЕ РАБОТЫ

Ео введении дана общая характеристика и обоснованы актуальность, цель и задачи работы, показаны направления и методы исследований, научная новизна и практическая ценность полученных результатов, представлены основные положеши диссертационной работы, выносимые на защиту.

В перзхгй глава проведен анализ использования сигналов частот нэ-временней матрицы в системах передачи информащп!, показаны прии мужества использования этих сигналов по сравнении с узкополосным простыми сигналами в помехозащищенности и возможности предотвраще кия несанкционированного доступа к передаваемой информации. По ре зультагам анализа сделан вывод, что рассматриваемый метод передач сообщений с помощью сигналов ЧЕМ ь режиме псевдослучайной перест ренки рабочей частоты (ППРЧ) позволяет рещкть задачу нормально?

- 3 -

приема сигналов при нал;гчии весьма мощных помех в полосе ..ропуска-ния п позволяет Солее рационально использовать диапазоны частот, отводимые для обмена информацией в системах управления.

Проведен обзор литературных и патентных материалов по современным устройствам формирования и передачи сложных сигналов с программной перестройкой рабочей частоты (ПЛЯЧ). Установлено, .о время нахождения на одной частоте, время перестройки и длительность периода ППРЧ, в этих устройствах, единожды выбранные разработчиком, остаются постоянными. Это является конструктивным недостатком современных синтезаторов сигналов, применяющихся при разработке систем передачи информации с ППРЧ, приводящее к уменьшению помехозащищенности передаваемой информации. Следовательно задача синтеза сигналов ЧЕМ с изменяющейся структурой и разработка устройства их формирования является актуальной. Лги этом, для синтеза с:!Гналов ЧЕМ с изменяющейся структурой необходимо учитывать, вопросы стабилизации девиации частоты колебаний, с помощью которых Форм1!руется сигнал ЧЕМ, т.к. девиация влияет нз формирование переднего фронта частотных посылок в сигнале ЧЕМ при передаче аналоговой информации.

Определены пути повышение помехозащищенности передаваемой информации в системах управления с. помощью сигналов ЧЕМ с изменяющейся структурой, которые могут формироваться как с помощью когерентны;-: так и не когерентных ЧМ колебаний. ¡1ри этом были выбраны когерентные 41.1 колебания, обладающие хорощими автокорреляционными свойствами, равномерностью спектральной плотности сигнала, хорошими взаимокорреллцноннкми свойствами, большим ансамблем кедов, периодичностью расширяющей функции. Таким образом результаты исследовании, полученные в этой главе диссертации позволяют сделать заключение о необходимости и целесообразности при выполнении дзнной работы решить следующие задачи:

1. Разработать методику формирования сигналов ЧЕМ с использованием когерентных ЧМ колебании. Для этого необходимо сформулировать принципы синтеза когерентных ЧМ колебаний, оценить погрешность их формирования и разработать метод коррекции' модуляционной характеристики формирователя.

2. Для повышения помехезащищенности систем управления синтезировать сигнал ЧЕМ с изменяющейся структурой и равномерна* спектр см.

3. По результатам синтеза разработать схе:.г/ формирователя сигналов ЧЕМ с программируемыми параметрами, изменяющейся структурой и

равномерным спектром, позволяющую повысить помехозащищенность систем передачи информации.

4. Исследовать возможность увеличения скорости передачи цифровой информации с помощью кодирования частотных посылок сигналов ЧЕМ и стабилизации девиации частоты при передаче аналоговой информации.

5. Оценить эффективность разработанного устройства по помехо-зацищенности сформированного сигнала ЧЕМ.

Вторая глава посещена вопросам формирования когерентных ЧМ колебаний с программируемым законом частотной модуляции и непрерывной фазой.

Предложена и исследована схема (рис.1) синтезатора (генератора) ЧМ сигналов с когерентностью несущего и модулирующего колебаний, обеспечивающая возможность гибкого изменения закона частотной модуляции при формировании сигналов ЧЕМ.

Ucu I Ucnl ЗП/ЧТ | Dil |С 1 Da

Рис. 1. Структурная схема синтезатора когерентных 4M сигналов с дополнительной обратной связью В этом устройстве программируемый генератор опорных часто: (ПГОЧ) охвачен цепью аналого-цифровой обратной связи, содержаще] формирователь СИ и счетчик СЧ импульсов, делитель частоты ДЧ, бдо памяти БЛ и шфро-аналоговый преобразователь ЦАП. Роль функционального преобразователя закона модуляции выполняют последовательно' соединение блоки СЧ, БП и ПАП. Синхронизация начального момент, частотной ксдуляции производится сигналсм, подаваемым на ехс, "Уст.О" счетчика СЧ, вход "Репер" которого предназначен для остано га рагЕертки 4M н может быть использован, например, при разпозчаьа

- а -

нии источника кнформацш!.

Еходы иоп и Чем случат для согласования по уровню выходного напряжения ПАП и ПГОЧ. Блок памяти БП имеет входы записи/чтения ЗП/'ЧТ и входы данных 01, а счетчик СЧ - вход записи V и входы данных 02 (рис.1).

В процессе анализа схемы синтезатора решена задача разработки новых режимов работы управляемых источников колебаний, позволяющих совместить преимущества функциональных генераторов по ширине диапазона модуляции частоты и скорости ее перестройки с высокой точностью гадания произвольного закона частотной модуляции цифровыми способами.

Предложена методика расчета и оценки погрешности формирования сигналов с различными законами частотной модуляции.

Показано, что непрерывная юдель аналогового формирователя в предела;', одного цикла модуляции описывается системой уравнений для функции фазы несущего колебания ФС^): ( сЙ/сИ - 2Л Б в; { (1)

где 3 - крутизна управления частотой ПГОЧ, Гц/В;

е - управляющее напряжение на входе ПГОЧ, В;

Г(С) - характеристика функционального преобразователя.

Для рзечета функции Г(Ф) необходимо по заданной функции изменения частоты Ш(и найти функцию фазы

Т

• ®а> - / » <« л, (2)

о

подставить ее в (1) и решить эту систему уравнений. Если существует дифференцируемая обратная функция НФ), то можно получить:

2 л Б ? - МЦ®) / ¿ФГ1 (3)

Проведена оценка точности формирования заданного закона модуляции сигнала устройством (рис. 1), погрешность котсого связана с дискретизацией по времени функции изменения фазы и квантованием уровня модулирующего напряжения, определяемых соответственно разрядностью счетчика Ней И цифра-аналь/овего преобразователя Нцад.

Находя по (2) функцию фазы сигнала, мажко разить уравнение для определения моментов времени - 1...2Нси переключения счетчика: 0^,) 2я (4)

где Ид - коэффициент деления делителя частоты ДЧ, и рассчитать дискретное представление функциг изменения частоты

f3 - Мл / ( ь, - ). (5)

Для практического подтверждения результатов анализа устройств; ¿рис. 1) проведены экспериментальные исследования и разработан метод коррекции искажении характеристик формирователей когерентны? частотно-модулированных сигналов. Результаты эксперимента показали, что нелинейность модул, дионной характеристики ПГОЧ на порядок выше нелинейности коэффициента преобразования ЦАП.

Установлено, что расширение диапазона перестройки частоты вызывает сильную нелинейность модуляционной характеристики, приводящую к искажешзо Форш модулирующего колебания.

Разработан метод коррекции, позволяющий восстанавливать линейную форму изменения напряжешш е (Ъ).

Учитывая, что е(1) - № + ео, ФСе(1)] будет равно е;

ф[еа)3 - 2яА | 1 (е)с!е, (6)

ео

где I(е) - модуляционная характеристика синтезатора.

Множитель А можно найти, исходя из условия

Ф(Т) - 2Л 2Ыси (7)

Далее, по интерполяционный формулам решены уравнения для нахождения моментов переключения счетчика.

Для д!ша).(ического контроля точности формирования ЧМ сигнала в схеме предусмотрен дешифратор, формирующий импульсы длительностью Т3, обратно пропорциональной частотам :: дискретизации.

Метод данной коррекции заключается в следующем. Изменял гад К, в Слске памяти ЕП, добиваются мнн;:мального отклонения измеренного зкачен-.м от расчетного Т}р. Результатом коррекции являются новые кеды соответствующие полученным таким образом длительностям

ТЛ

Практическое использование такого метода обеспечивает снижение лэгрешкости нелинейности формирователей Ч).( сигналов более чем на г.:рядск по сравнению с исходной.

Для обеспечения равномерного спектра сигнала с псевдослучай-к:;'. г.ерестрсйксп спорной частоты необхед'^а организация равнемер- . кг;: платности вероятности появления различных частот в полосе час-

тотной перестройки.

Е процессе расчетов установлено, что минимальной неравномерностью спектра обладают сигналы, имеющие аналогичный с сигналом линейной ЧМ набор частот, порядок появления которых задается генератором случайных чисел.

Коррекция искажений характеристик несущего колебания рассмотрена при анализе разработанного устройства (рис. 2).

Fue. 2. Структурная схема формирования и измерения параметров когерентных ЧМ сигналов Проведен расчет кодов для обеспечения псевдослучайной перестройки рабочей частоты с минимизированной неравномерностью спектра е полосе перестройки частот и оценена погрешность формирования сигналз.

Было показано, что наименьшей неравномерностью спектра обладает сигнал в виде:

U(t) . U sin 2nfj(t - Tj-i), (8)

где Tj-i < t < T3; J> - 1...H,

При этом огибающую спектра такого сигнала можно определить формулой:

5(1)1

1/Tju(t)e-J2nftdt О

ГГ2 fiv , f-2 ft' -.1/2

(3)

Учитывал, что f,(t - T3-i) - кд - целое число, получим: N

U V ÍJ

СС) - - > —5-(cos 2nfTj-i - cos 2nfTj); ПО)

2,iT La t) 1 J-i

ti .

5(f) - —— У —p-' (sir, ZTiil- sin Zníl,). (11)

2r.T i,z - iz 3-1

Пршеняя формулы (10) и (11), можно рассчитать неравномерность спектра и оценить качество формируемого сигнала.

Третья глава посвящена анализу методов синтеза сигналов ЧЕМ и по результатам анализа проведен синтез сигнала ЧЕМ с изменяющейся структурой по заданному спектру мощности методом приближения искомого спектра мощности S(t) к заданному 50pt'(t). В качестве критерия приближения использовался критерий минимума среднего квадрата рассогласования б2. Это объясняется как математическими удобствами, так. и получением технически легко реализуемых результатов.

■ко

öM I30pt(t)-S(t)|zdf. (12)

-00

Было показано, что синтезировать сигнал ЧЕМ, спектр которого S(t) удовлетворяет равенству (12) можно по заданной величине сред-некьадратического отклонения б2 и заданному спектру S0pt(t). В результате было получено выражение для S(t), которое имеет вид:

' aokfcjectCt-(k-l)(T„tAx)3exp{jtwo(t-.(k-i)(xMiAx))+

>(t) - +9o+(Nk-»n)^(t-(k-l))(x„±Ax)]> при 0Cta<t„*At)j

0 при t<0; t>L(XH±AX),

где йш - шаг по частоте (минимальный частотный сдвиг); L - число элементов числовой последовательности; Ilk ~ значение числовой последовательности; Njj ' постоянное число; wo - несущая частота; 90 г начальная фаза сигнала; (хи4Дх) - длительность частотной посылки.

По результатам синтеза была предложена схс-ма формирователя сигналов ЧЕМ с изменяющейся структурой, которая приведена на рис.3. В предложенной устройстве генератор тактовых импульсов ГТИ

синхронизирует работу основного частотного модулятора, распределителя импульсов и делителя частоты ДЧ, стробирующего генератора кодовых посылок ГКП, по команда».: которого изменяется частота на выходах программируемого генератора опорных частот ПГОЧ. При этом псевдослучайно изменяется последовательность переключения логических схем совпадения И1 - 114, и, соответственно, переключается частота выходного сигнала группового усилителя ГУ, подаваемого на выход синтезатора. Для ускорения вхождения в синхронизм приемнпкз' информации в ПГОЧ предусмотрен дополнительный частотный сигнал.

HT1Í i III

Вход

Основной

частотный

модулятор

Распределитель »шпульсов

-ДЧ

гоч

И1

112

ИЗ

► ГКП

Блок АПСП

И4

ГУ

Выход

Вых. блок

Электронный коммутатор - |

Рис. '3. Структурная схема формирователя сигналов ЧЕМ

Для повышения точности подстройки девиации частоты и уменьшения нелинейности характеристики преобразования управляемых генераторов предложена схема автоматической стабилизации девиации частоты (рис. 4).

Устройство содержит импульсный эталонный генератор .ЭГ стабильней частоты и делитель частоты ДЧ, выход которого подключен к входу синхронизации управляемого генератора импульсов УТИ, сумматору частотных сигналов СМ и к входу синхронизации преобразователя

частоты в напряжение ПЧН. В процессе работы на выходе цпфроь

вычитающего устройства ЦЕУ формируется сигнал, пропорциональный разности частот УГИ и функционального генератора ®Г. Преобразователем частоты ь напряжение ПНЧ и низкочастотным фильтром Ф из данного сигнала формируется напряжение поправки, которое усиливается при помощи усилителя переменного напряжения УН и вычитается из входного сигнала' 11вх аналоговым еычнтзющим устройством АЕУ.

Рис. 4. Схема автоматической подстройки девиации частоты

Повышение стабильности девиации частоты в устройстве (р;;с.4) обеспечивается за счет применения высокоточного УГИ и использования цифро-аналоговой цепи обратной связи.

Разработанное устройство формирования сигналов ЧЕМ (рис.З) мо-а-т применяться не толь ко для скрытной помехоустойчивой передачи аналоговых сигналов, но и для кодирования и сжатия информации в цифре* ы:-: система:', связи. При этом осуществляется манипуляция двумя переменными параметрами - интервалами времени и частотой. Этими манипуляциями обеспечивается как цифрование и смена кодов передаваемых цифроьых данных, таг-: и увеличение скорости передачи информации.

Зто достигается, при условии, что для кодирования четырех бит данных используются частоты ± М1) < (1'г ± Д?2) < 1 < < ± ± причем, каждой из этих частот присваивался весовые

коэффициенты по условиям:

Ц - 2; - 1; f2 - 8; Мг - 4;

. 1^3 - 32; Мз - 16; {4 • 128; ДГ4 - Б4, тогда для передач^ двоичного кеда в диапазоне чисел Н - (0...255) достаточно четырех, а не еосьми бит информации.

Сочетание "процесса манипуляции длительности битов с уменьвен-

ным количеством передаваемых частотных сигналов позволяет обеспечить дополнительное шифрование цифровой информации при одновременном повышении скорости передачи данных.

Четвертая глава посвящена оценке эффективности разработанного устройства по помехозащищенности передаваемого сообщения, практическому обоснованию технических решений и экспериментальному исследованию формирователя сигналов типа частотно-временной матрицы.

Показано, что полученный сигнал с помощью разработанного уст-' ройства формирования сигналов частотно-временной матрицы обеспечивает повышенную помехозащищенность по сравнению с аналогичными широкополосными сигналами без программируемой сетки оперных частот со стабильной структурой. Причем, преимущество составляет 17 дБ.

Приведены результаты эксперимента с применением предложенной новой схемы формирователя сигналов ЧЕМ в системе передачи информации Р-423-2. Результаты эксперимента подтвердили теоретические исследования в области расширения спектра передаваемого сигнала и эффективной помехозащищенности.

В процессе проведения анализа принципиальной схемы модема системы Р-422-2 блока 11-247 при подключения Формирователя сигнала ЧЕМ, оформленного блоком апериодической псевдослучайной последовательности (АПСП) установлено, что конструкция такого модема позволяет реализовать сопряжение блока АПСП, при минимальных аппаратных затратах и достичь увеличения информационной базы сигнала при работе со скоростью 9,6 килобод и ниже.

Из анализа принципиальной схемы модема И-247 следует, что бе'з блока АПСП система передачи и приема информации помехозащитен не обеспечена. Для оценки выигрыша в помехозащищенности систем передач за счет применения блока АПСП выполнен расчет с пемощью ЭВМ. В ходе расчета установлено, что достоверность приема информации в условиях воздействия помех составляет Рев - 0,05 Исходные данные:

1) расстояние передачи данных - 190 км;

2) линейная скорость передачи данных - 480 Иод/с:

3) информационная скорость передачи - 9,6 Кбит/с.

Данные расчета представлены в таблице 1.

Таблица 1

Бремя года Зима Лето

Козфф. помехозащиты, дБ 8 14 17 8 14 17

Панорама помехи 360° 360°

Еер.достов.приема информ ,09 0,62 0,98 0,33 0,74 0,99

Время эксперим. в часах 100 100

Для оценки выигрыша в помехозащищенности, достигаемым применением блока АПСП, использована "дуэльная" ситуация.

Из расчета видно, что при работе комплекса в скоростном режиме ,9,6 Кбит/с применение блока АПСП позволяет получить коэффициент помс-хозащиты 17 дБ. Для расчета помехозащищенности при обмене информацией в условиях помех введены следующие ограничения:

1) работа комплекса осуществляется в зимни/, условиях в феврале месяце;

2) панооама помехи достигает 360°;

3) протяженность передачи данных 400 км;

4) мощность сигнала помехи соответствует 23 дБ (400 Вт).

На основании проведенного эксперимента, подтвердившего результаты теоретических расчетов, можно сделать выводы:

1) применение блока АПСП обеспечивает коэффициент помехо-защнты 17 дБ е скоростном режиме 9,6 кбит/с;

2) работа комплекса с включенным блоком АПСП обеспечивает надежную передачу информации с вероятностью 99 в летне? время и 98 % зимой.

ЕЬЕОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

1» Проанализированы особенности современного этапа развития систем передачи информации на базе функциональных генераторов.

Установлено, что формирование сложных сигналов является актуальной задачей современных систем передачи и обработки информации. Микропроцессорное управление параметрами сигналов в функциональных генератора", существенно расширяет их возможности, улучшает метрологические характеристики и позволяет создавать автоматизированные системы формирования запрограммированной (закодированной) опорной сетки частот при производстве аппаратуры различного назначения.

2. Разработаны основные аспекты формирования сигналов ЧЕМ с г.,-м:шлс когерентных ЧМ колебаний, предложено техническое решение

повышения стабильности девиации частоты ЧМ-генераторов за счет использования параллельного канала преобразования на основе эталонного программно-управляемого генератора импульсов. Показана возможность повышения помехозащищенности при передачи аналоговой и цифровой информации за счет применения сигналов ЧЕМ с изменяющейся структурой и уменьшении времени синхронизации технических средств.

3. Установлено, что за счет коррекции модуляционной характеристики по разработанном:/ методу в предложенном синтезаторе ЧМ сигналов с программируемым законом частотной модуляции и когерентностью несущего и модулирующего колебании обеспечиваются широкие функциональные возможности и универсальность применения при высокой точности преобразования

3. Синтезирован сигнал ЧЕМ с изменяющейся структурой и на основании этого разработана и исследована структурная схема формирователя сигналов частотно-временной матрицы с изменяющейся структурой, реализуемая на современных быстродействующих микросхемах.

4. Поставлен эксперимент, результаты которого подтвердили эф- ■ фективность предложенной методики повышения помехозащищенности - передаваемой информации с помощью синтезированного и сформированного сигнала ЧЕМ с изменяющейся структурой.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Некрасов И.С., Пименов В.А.,Сиызков А.Н. Метод оценки помехоустойчивости взаимскорреляциснного приема сигналов частотно- временной матрицы в каналах с сосредоточенными по частотному 'спектру помехами.■ Сборник научных трудов ВИПС. - Орел, 1396 г. -' С. 130 - 136.

2. Пименов ЕС.А.# Симаков А.Н. Анализ условий вхождения ззаи-мскорреляционного приемного'устройства в синхронизм с полезны.!. сигналом. Материалы межвузовской областной конференции мзледых ученых "Проблемы современной науки". - Орел, 1ЭЭ6 г. - С. 217 -218.

3. Пименов В.А. Определение оптимального типа сигнала частотно* временной матриц» парно- доминантным методом. Сборник научны;', трудов ВИПС. Екп. 5.- Орел, 1956 г. -'С. 90 - 92.

4. Пименса Е.А., Иванов В.А.,Симаков А.Н. Еекторнкн вероят-

костный выбор типа сигнала частотно-временной матрицы при использовании математического программирования. Сборник научных трудов БИТС. Еып. 5.- Орел, 1996 г.- С. 106 - 112.

5. ПпмензЕ Е.А. Формирование сигналов произвольной формы с применением частотно-временного разделения. Материалы научн.-техн. кокф. "Радио и ' волоконно-оптическая связь, локация и навигация". Т1. - Бороне», 1997 г. - С. 402 - 403.

6. Пименов Е.А. Исследование'вопросов повышения точности автоматической подстройки девиации частоты. Материалы научн.-техн. конф. "Радио и волоконно-оптическая связь, локация и навигация" Т 1. - Еоронеж, 1997 г. - С. 1053 - 1054.

« 7. П;шенов Е.А. ЕыСор типа сигнала частотно-временной матрицы. , Сборник научных трудов ЕИПС. Еып. 6,- Орел, 1997 г. - С. 93 -«

98.

8. Пименов Б.А. Схема формирования шумоподобных сигналов типз частотно-временной матрицы и ее применение: Тезисы докладов Всероссийской научной конф. - Орел, ЕИПС, 19Э7 г. - С. 234 - 235.

9. Пименов В.А. Математическая модель анализа системы стабилизации периода модуляции: Тез. докладов Всероссийской научной конф. - Орел, ЕИПС, 19Э7 г. -С. 236 - 237.

10. Пименов Б.А. Частотный модулятор с параллельной цифро-аналоговой коррекцией характеристики преобразования: Тез. дои. Есероссийской научной конф. - Орел, ЕИПС, 1997 г. - С. 267 - 268.

11. Пименов Е.А. Некоторые вопросы построения программного обеспечения генераторов сложных сигналов. - Сб. научн. трудов. -Орел, 1997 Г. - С. 452 - 458.

12. Пименов Е.А. "Передатчик сигналов типа частотно-временной матрицы". Положительное решение на выдач'/ патента по еаяьке на изобретение ÎJ 06116209 от 20.03.96 г.

13. Пименов В.А. "Схема стабилизации девиации частоты". Заявка на изобретение; N 97106446, приоритет от 20.05.97 г,

14. Пименов В.А,, Алексеенков А.Е., Некрасов И.С. "Демодулятор частотно-манипулироьаннкх сигналов", N'98100690 с приоритетом от 26.01 .-93 г.