автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.04, диссертация на тему:Методы обеспечения семантического доступа к речевым сообщениям при радиоперехвате сигналов диапазона ВЧ с амплитудной однополосной модуляцией в режиме псевдослучайной перестройки рабочей частоты

кандидата технических наук
Калмычков, Игорь Евгеньевич
город
Санкт-Петербург
год
2012
специальность ВАК РФ
05.12.04
цена
450 рублей
Диссертация по радиотехнике и связи на тему «Методы обеспечения семантического доступа к речевым сообщениям при радиоперехвате сигналов диапазона ВЧ с амплитудной однополосной модуляцией в режиме псевдослучайной перестройки рабочей частоты»

Автореферат диссертации по теме "Методы обеспечения семантического доступа к речевым сообщениям при радиоперехвате сигналов диапазона ВЧ с амплитудной однополосной модуляцией в режиме псевдослучайной перестройки рабочей частоты"

На правах рукописи

X_

Калмычков Игорь Евгеньевич

Методы обеспечения семантического доступа к речевым сообщениям при радиоперехвате сигналов диапазона ВЧ с амплитудной однополосной модуляцией в режиме псевдослучайной перестройки рабочей частоты

Специальность 05.12.04 - Радиотехника, в том числе системы и устройства

телевидения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 7 МДМ 2012

Санкт-Петербург - 2012

005043361

Работа выполнена в федеральном государственном казённом вое] образовательном учреждении высшего профессионального образов «Военная академия Министерства обороны Российской Федерации» (фш г. Череповец, Вологодская область) на кафедре 12.

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент Нохрин <

Александрович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Ипатов Валерий Павлович, Caí Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТ им. В. И. Ульянова (Ленина), профессор кафедры радиотехнических систем;

кандидат технических наук, доцент Сауков Александр Михайло! Военная академия Министерства обороны Российской Федерации (фиш г. Череповец, Вологодская область), начальник НИЛ 1.

Ведущая организация - ОАО «НИИ «Вектор».

Защита диссертации состоится « 6 » ш^аил 2012 года в i часов на заседании диссертационного совета Д 212.238.03 Cas Петербургского государственного электротехнического университ «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) по адресу: 197376, г. Санкт-Петерб; ул. Проф. Попова, 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сак Петербургского государственного электротехнического универст «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина).

Автореферат разослан « 2.0 » aripzust 2012. года. Ученый секретарь

диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Несмотря на высокий темп развития средств спутниковой, тропосферной и радиорелейной связи, характерный для последних десятилетий, во многих отраслях народного хозяйства продолжают использоваться системы радиосвязи диапазона ВЧ (далее - ВЧ связь). Существенным недостатком систем ВЧ связи является низкая энергетическая скрытность источников радиоизлучения (ИРИ), что обусловило применение в средствах связи специальных методов, снижающих возможности средств радиоперехвата по добыванию информации. Одним из таких методов является использование режима псевдослучайной перестройки рабочей частоты (ППРЧ). Однако в ряде случаев существует объективная необходимость ведения радиоперехвата, в том числе сигналов, излучаемых в этом режиме.

В настоящее время на линиях ВЧ связи режим ППРЧ используется как при излучении радиосигналов с дискретным модулирующим сигналом, так и радиосигналов с аналоговой амплитудной однополосной модуляцией и полностью подавленной несущей частотой (АОМ-ППН). Анализ основных параметров радиосигнала АОМ-ППН, излучаемого в режиме ППРЧ, (АОМ-ППН/ППРЧ) показал, что его формирование осуществляется без применения методов шифрования речи (таблица 1). Это обусловило возможность получения семантического доступа к речевым сообщениям при радиоперехвате таких сигналов. В данном случае под семантическим доступом понимается добывание информации на основе анализа смыслового содержания перехваченного речевого сообщения.

Таблица 1 - Основные параметры радиосигнала АОМ-ППН/ППРЧ

Ширина адресной группы частот Длительность излучения на одной частоте Полоса частот речевого сигнала Подавление несущей частоты Способ шифрования

256 кГц 200 мс 270...2800 Гц Не менее 50 дБ Без шифрования

Однако достоверное понимание смыслового содержания перехваченного речевого сообщения возможно только при обеспечении требуемой разборчивости речи. Известно, что при приеме радиосигнала АОМ-ППН разборчивость речи зависит от точности настройки радиоприемного устройства (РПУ) на несущую частоту сигнала. Однако при

г ;

и .

радиоперехвате, как правило, отсутствуют априорные сведения о несущих частотах отдельных элементов радиосигнала (ОЭР) с ППРЧ, соответствующих излучению на одной частоте. Это обусловливает необходимость оценивания несущих частот при обработке ОЭР с точностью и достоверностью, обеспечивающей требуемую разборчивость речи при радиоперехвате.

Особенности частотно-временной структуры радиосигнала АОМ-ППН/ППРЧ такие, как малая длительность излучения на одной частоте и высокое подавление несущей частоты (таблица 1), не позволяют использовать существующие методы для оценивания несущих частот отдельных элементов рассматриваемого радиосигнала. Тем не менее, соответствие частотной структуры ОЭР АОМ-ППН/ППРЧ частотной структуре речевого сигнала (РС), переданного на его длительности, создает предпосылки для расчета несущей частоты на основе измеренного значения частотного параметра РС. Существующие методы измерения частотных параметров РС подробно рассмотрены в работах Л. Р. Рабинера и Дж. Д. Маркела. Однако их применение требует предварительного устранения априорной неопределенности о времени начала излучения и приближенном значении частотных границ ОЭР.

Существующие методы устранения априорной неопределенности о параметрах радиосигнала с ППРЧ, подробно рассмотренные в работах В. И. Борисова, А. И. Замарина, А. М. Рембовского, не позволяют в условиях высокой загрузки полосы пропускания (ПП) РПУ, характерной для диапазона ВЧ, достичь требуемой разборчивости речи при радиоперехвате сигналов АОМ-ППН/ППРЧ (здесь и далее под высокой загрузкой ПП РПУ понимаются значения загрузки равные или большие 35 %).

Таким образом, существует проблемная ситуация, суть которой заключается в использование режима ППРЧ при излучении радиосигналов АОМ-ППН на линиях ВЧ связи и отсутствие методов, обеспечивающих семантический доступ к речевым сообщениям при радиоперехвате таких сигналов.

Цель работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы является обеспечение требуемой разборчивости речи при радиоперехвате сигналов АОМ-ППН/ППРЧ в условиях высокой загрузки ПП РПУ. Для достижения цели исследований сформулирована научная задача

по разработке методов, позволяющих оценить значения несущих частот отдельных элементов радиосигнала АОМ-ППНЛШРЧ в условиях высокой загрузки ПП РПУ с точностью и достоверностью, обеспечивающей семантический доступ к речевым сообщениям. В процессе исследований проведена декомпозиция научной задачи, выделены и решены следующие частные задачи:

разработка метода обнаружения радиосигналов, позволяющего в условиях высокой загрузки ПП РПУ выполнить требование к измерению частотных параметров речевого сигнала;

разработка метода оценивания несущих частот ОЭР АОМ-ППНЛШРЧ, позволяющего оценить значение несущей частоты на основе измеренного значения частотного параметра речевого сигнала с точностью и достоверностью, необходимой для достижения требуемой разборчивости речи в перехваченном сообщении;

разработка методики обеспечения семантического доступа к речевым сообщениям, позволяющей достичь требуемой разборчивости речи при радиоперехвате сигналов диапазона ВЧ с АОМ-ППН/ППРЧ на основе совместного применения разработанных методов обнаружения радиосигналов и оценивания несущих частот.

Объектом исследований являются радиосигналы АОМ-ППН/ППРЧ, предметом исследований - методы обнаружения и идентификации радиосигналов с ППРЧ, методы распознавания радиосигнала АОМ-ППН по виду модуляции, методы измерения несущей частоты, методы измерения частотных параметров речевого сигнала.

Основные методы исследования. При проведении теоретических исследований использованы положения акустической теории речеобразования, теории передачи сигналов, теории распознавания образов, теории спектрального анализа, теории вероятностей и математической статистики. Оценивание рабочих характеристик разработанных методов произведено на основе математического и имитационного моделирования. Оценивание возможности практического применения разработанных методов и методики выполнено на основе полунатурных и натурных экспериментов.

Научная новизна. В ходе исследования получены новые научные результаты, к которым относятся:

разработанные методы обнаружения радиосигналов и оценивания несущих частот, основанные на использовании результатов спектрального анализа и закономерностей в формировании речевого сигнала, позволяющие обеспечить необходимую точность и достоверность оценивания несущих частот ОЭР АОМ-ППН/ППРЧ для достижения требуемой разборчивости речи;

разработанная методика обеспечения семантического доступа, основанная на использовании разработанных методов, позволяющая достичь требуемой разборчивости речи при радиоперехвате сигналов диапазона ВЧ с АОМ-ППН/ППРЧ.

Основные положения, выносимые на защиту:

метод обнаружения радиосигналов, отличающийся использованием в качестве порога решения сглаженной оценки энергетического спектра, позволяет в условиях высокой загрузки ПП РПУ выполнить требование к измерению частотных параметров речевого сигнала;

метод оценивания несущих частот отдельных элементов радиосигнала АОМ-ППН/ППРЧ, отличающийся использованием измеренного значения первой формантной частоты речевого сигнала, позволяет обеспечить требуемую разборчивость речи в принятом сообщении;

методика обеспечения семантического доступа к речевым сообщениям, отличающаяся совместным использованием разработанных методов обнаружения радиосигналов и оценивания несущих частот, позволяет достичь требуемой разборчивости речи при радиоперехвате сигналов диапазона ВЧ с АОМ-ППН/ППРЧ.

Практическая ценность диссертационной работы состоит в том, что разработанное на основе полученных научных результатов специальное программное обеспечение, повышает результативность добывания информации от ПРИ, использующих режим ППРЧ при излучении радиосигналов АОМ-ППН, за счет обеспечения требуемой разборчивости речи при радиоперехвате.

Внедрение результатов работы. Результаты диссертационных исследований использованы при выполнении опытно-конструкторской работы «Жасмин-СПВ» и при модернизации комплекса «Патруль-М». Перечисленные работы выполняет ОАО «НИИ «Вектор»

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и получили положительную оценку на 35-й военно-научной конференции во 2-м ЦНИИ МО РФ (г. Тверь, 2009 г.), 19-й межвузовской конференции в ЧВИИРЭ (г. Череповец, 2010 г.), 11-й межвузовской заочной научно-практической конференции молодых ученых в ЧГУ (г. Череповец, 2010 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, из них 3 статьи в изданиях рекомендованных ВАК, 4 публикации в материалах конференций, 1 патент на изобретение «Способ обнаружения множества узкополосных радиосигналов в широкой полосе частот».

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения и списка использованных источников. Она изложена на 134 страницах текста, содержит 33 рисунка, 15 таблиц и список использованных источников, включающий 102 наименования.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи работы, научная новизна и практическая ценность полученных результатов, а также научные положения, выносимые на защиту.

Первый раздел посвящен обзору технических проблем добывания информации при радиомониторинге систем ВЧ связи.

На основе ГОСТ Р 50840-95 сформулировано требование к слоговой разборчивости речи, при выполнении которого обеспечивается достоверное понимание перехваченного сообщения

5га> 40%, (1)

где БРП - слоговая разборчивость речи в перехваченном сообщении.

Сформулированы требования к методам устранения априорной неопределенности о параметрах радиосигнала АОМ-ППН/ППРЧ, выполнение которых позволит достичь требуемого значения Брп- В частности на основе сведений представленных в работе М. В. Верзунова, а также в работах ряда авторов, посвященных обработке радиосигналов с ППРЧ, сформулированы требования к точности (А/яес) и достоверности оценивания несущих частот ОЭР АОМ-ППН/ППРЧ (ронУ-

|Д/жс|<300Гц; Рон >0,52.

(2) (3)

На основе анализа особенностей обнаружения радиосигналов с ППРЧ в диапазоне ВЧ установлено, что повысить достоверность обнаружения ОЭР позволяет применение в комплексах радиомониторинга ненаправленных антенн и РПУ с полосой пропускания, соответствующей или превышающей ширину адресной группы частот радиосигнала с ППРЧ. Однако в этом случае требуется решить задачу обнаружения ОЭР АОМ-ППН/ППРЧ при загрузке ПП РПУ до 90 % и отношении мощности сигнала к мощности помехи (ОСП) в ПП РПУ до -100 дБ.

Кроме того, показано, что при обработке радиосигнала АОМ-ППН/ППРЧ измерение частотных параметров РС на основе существующих методов возможно только при выполнении требования

где Д/щ7 - разрешающая способность измерителя по частоте.

На основе сформулированных требований (1-4) выполнено оценивание возможности включения в разрабатываемую методику существующих методов обнаружения радиосигналов с ППРЧ, методов, используемых для решения задачи идентификации и селекции ОЭР с ППРЧ, методов оценивания несущей частоты радиосигнала, методов измерения частотных параметров речевого сигнала. Результат оценивания позволил сформулировать цель, научную задачу, а также выбрать и обосновать основные направления исследования.

Во втором разделе представлен метод, применение которого позволяет выполнить требование к измерению частотных параметров речевого сигнала при обнаружении радиосигналов в условиях высокой загрузки ПП РПУ. Разработанный метод включает четыре этапа обработки входного случайного процесса (ВСП), поступающего с выхода РПУ.

На первом этапе разработанного метода производится вычисление энергетического спектра выборки ВСП. Результат вычисления позволяет производить обнаружение радиосигналов в частотной области.

На втором этапе осуществляется расчет порога решения для каждой спектральной составляющей энергетического спектра. Отличительной особенностью предложенного подхода к вычислению порога решения

4/1,я <200Гц,

(4)

является расчет его значений на основе медианной оценки энергии спектральных составляющих в скользящем по оси частот окне сглаживания

Хаи(Л) = Ме{Х(у)}1 (5)

где Хсгл(к) ~ значения отсчетов сглаженного энергетического спектра (порог решения), к - номер спектрального отсчета для которого рассчитан порог решения, Ме{-} - функция вычисления медианного значения последовательности отсчетов энергетического спектра Х(у),

уе [к-(Ксгл-1)/2, к+(Ксгл —1)/2], КСгл - число отсчетов в окне

сглаживания.

Целесообразность использования в качестве основы для расчета порога решения медианной оценки обусловлена тем, что значение порога решения будет являться оценкой энергии шума во всех случаях при выполнении условия:

Я ШУМ ^ Чсиг > (6)

где qcиг^ Чшум - соответственно число сигнальных и шумовых отсчетов в окне сглаживания.

Известно, что при уменьшении КСгл вероятность попадания в окно сигнальных составляющих, принадлежащих мешающим излучениям, уменьшается. Однако при значения ксгл < 2добн, где (¡обн - число отсчетов в энергетическом спектре обнаруживаемого сигнала, на величину порога решения оказывает влияние энергия обнаруживаемого сигнала, что снижает помехоустойчивость обнаружителя. Поэтому при наличии априорных сведений о ширине спектра обнаруживаемого сигнала наименьшее влияние загрузки ПП РПУ на вероятность правильного решения (ровн) достигается при выполнении следующего условия

ксгл=2дош+1, (7)

При расчете порога решения на основе формулы (5) и выборе КСГл в соответствии с условием (7) его величина зависит только от энергии спектральных составляющих в окне сглаживания и не зависит от энергии спектральных составляющих за пределами окна (рисунок 1). Это снижает зависимость ровн от загрузки ПП РПУ, а также обусловливает возможность обнаружения радиосигналов при значениях ОСП, характерных для диапазона ВЧ (до-100 дБ), в том случае, если мешающий сигнал с энергией,

превышающей энергию обнаруживаемого сигнала, не попадет в окно сглаживания.

V 2

x, (ивс) -

, 2

хсгх^мвс) -

Рисунок 1 - Энергетический спектр и порог решения

Однако из определения медианы известно, что при расчете порога решения на основе выражения (5), вероятность его превышения шумовой составляющей энергетического спектра {рш) равна 0,5. Это обуславливает высокую вероятность ложной тревоги при принятии решения об обнаружении сигналов на основе сравнения энергии спектральных составляющих с величиной порога.

Снизить вероятность ложной тревоги (рлт) ДО допустимого значения (Рлт = 0,001) и при этом сохранить возможность обнаружения сигналов в условиях высокой загрузки ПП РПУ позволяет мажоритарная обработка. Для ее реализации на третьем этапе метода формируется массив с результатами сравнения энергии спектральных составляющих с величиной порога решения, полученными при таком числе последовательно обработанных выборок ВСП (Ь), при котором выполняется условие

Рш^Рж/Кэс, (8)

где Кэс - число отсчетов в энергетическом спектре ВСП.

Решение об обнаружении сигнала принимается на четвертом этапе метода в соответствии со следующим правилом:

^ Гбсиг' ПРИ X{к)>Хсгл [к) во всех Ь выборках;

1 £>шум, при X (к) < Хсгл (к) хотя бы в одной из Ь выборок. ^

где <2ся/, <2 шум - множество сигнальных и шумовых отсчетов энергетического спектра.

В диссертационной работе показано, что при выборе значения Ь учитывается с одной стороны необходимость достижения допустимого значения рлт, с другой стороны то, что суммарная длительность выборок, используемых при мажоритарной обработке, не должна превышать длительности ОЭР с ППРЧ, иначе в соответствии с правилом (9) это приведет к его пропуску.

Выполненный в ходе диссертационного исследования расчет позволил установить, что при обнаружении радиосигналов с АОМ-ППН/ППРЧ достичь рлт =0,001 возможно при ¿ = 22 выборкам, при этом максимально допустимое значении ¿ = 24 выборкам. Кроме того, выполнены расчеты, позволившие оценить помехоустойчивость обнаружителя, реализованного на основе разработанного метода. Результаты теоретических расчетов подтверждены экспериментально (рисунок 2, а). Кроме того, выполнено экспериментальное оценивание зависимости р0Бн от загрузки ПП РПУ (рисунок 2, б) при изменении ОСП в ПП от -100 до 0 дБ, в результате которого установлено, что разработанный метод удовлетворяет требованиям по загрузке ПП РПУ и ОСП в ПП РПУ. При проведении экспериментов разрешающая способность обнаружителя по частоте составила 122 Гц, что соответствует требованию (4).

Рисунок 2 - Зависимости ровн от а) отношения мощности сигнала к мощности шума (/г) и б) загрузки ПП РПУ (2пп)

При проведении расчетов и экспериментов приняты следующие

допущения: для приема радиосигнала с АОМ-ППН/ППРЧ используется РПУ

с полосой пропускания 500 кГц; дискретизация ВСП осуществляется при

частоте дискретизации 500 кГц на основе квадратурного метода, выборка ВСП содержит 4096 отсчетов; отношение мощности сигнала к мощности шума (ОСШ) измерялось в полосе частот обнаруживаемого сигнала.

Таким образом, во втором разделе решена частная научная задача по разработке метода обнаружения радиосигналов, позволяющего в условиях высокой загрузки ПП РПУ выполнить требование к измерению частотных параметров речевого сигнала. При этом помехоустойчивость обнаружителя, реализованного на основе разработанного метода, не хуже помехоустойчивости обнаружителей, реализованных на основе существующих методов.

Совместное применение разработанного метода обнаружения и известных методов, используемых при идентификации ОЭР с ППРЧ, позволяет приближено оценить частотные и временные границы ОЭР АОМ-ППН/ППРЧ. Однако на основе этих оценок невозможно достичь требуемой точности измерения несущей частоты (2). Поэтому третий раздел посвящен разработке метода оценивания несущих частот ОЭР АОМ-ППН/ППРЧ, на основе которого возможно достичь требуемой точности (2) и достоверности (3) оценивания несущих частот. Разработанный метод включает пять этапов обработки энергетического спектра ВСП.

На первом этапе метода уточняются временные границы ОЭР АОМ-ППН/ППРЧ. Для этого оценка времени начала излучения ОЭР, полученная при его обнаружении сравнивается с границами временной сетки. Основу для формирования временной сетки составляют априорные сведения о длительности ОЭР и синхросигнала, излучаемого главной станций радиосети. Правило, в соответствии с которым осуществляется уточнение временных границ, имеет следующий вид:

iгр < 'о/>7/ < '/741' •*НАЧ=ХГР'' (10)

}ок ~ ?гр+1'

где ¡гр - время, соответствующее границе временной сетки, предшествующей моменту обнаружения ОЭР, 1ГР+1 - время, соответствующее следующей границе временной сетки, - оценка времени начала излучения ОЭР, полученная при его обнаружении, ¡ок - уточненные оценки времени

начала и окончания излучения ОЭР АОМ-ППН/ППРЧ.

На втором этапе метода выполняется расчет усредненного энергетического спектра ОЭР. Целью данного этапа является повышение достоверности измерения частотного параметра РС при воздействии шума, а также оценивание его среднего значения на длительности ОЭР.

На третьем этапе метода выполняется измерение первой формантной частоты (ПФЧ) РС. Выбор ПФЧ для оценивания несущей выполнен на основе сравнительного анализа статистических характеристик частотных параметров РС. При проведении анализа использованы плотности распределения основных частотных параметров РС, представленные в работах М. А. Сапожкова и В. Г. Михайлова. В ходе анализа установлено, что наилучшим образом оценить несущую частоту возможно на основе частоты основного тона. Однако при формировании рассматриваемого радиосигнала его энергия в допустимой полосе частот этого параметра (120 - 240 Гц) подавляется более чем на 40 дБ, что не позволяет использовать данный параметр для оценивания несущей при ОСШ, характерных для линий ВЧ связи (9-15 дБ).

В ходе дальнейшего анализа установлено, что при заданной точности |А//,£с| - 300 Гц достичь наибольшей достоверности оценивания возможно при расчете несущей частоты на основе ПФЧ. Однако известно, что формантная структура наилучшим образом проявляется для вокализованных звуков речи. Тем не менее, сравнение длительности и вероятности встречаемости вокализованных и невокализованных звуков речи показало целесообразность использования ПФЧ для оценивания несущей.

Основу для измерения ПФЧ составил известный подход к измерению частотных параметров РС. Его суть заключается в параболической интерполяции энергии трех спектральных отсчетов в допустимой частной области ПФЧ: Хмлх, Хмах-ъ Хмах+ ь где ХМАХ - значение спектрального отсчета с максимальной энергией, Хмлх.\, ХМАХ+\ - значения спектральных отсчетов, расположенных соответственно слева и справа от ХМАХ.

На четвертом этапе метода осуществляется расчет несущей частоты

ОЭР

1нЕС=1пФЧ~М{1ПФЧ}, (11)

где /НЕС - рассчитанное значение несущей частоты ОЭР, /ПФЧ - измеренное значение ПФЧ РС, М { /ПФЧ} =500 Гц - математическое ожидание ПФЧ.

На пятом этапе разработанного метода формируется матрица, содержащая значения 1НАЧ и /НЕС для каждого отдельного элемента обработанного радиосигнала.

Оценивание достоверности измерения несущих частот ОЭР АОМ-ППН/ППРЧ выполнено на основе имитационного моделирования. При оценивании учтено, что измерение ПФЧ на основе существующих подходов возможно только для сегментов речевого сигнала, соответствующих вокализованному звуку речи, а также то, что на длительности ОЭР совместно с вокализованным звуком могут передаваться: невокализованный звук, невокализованный звук и пауза, или пауза. Результаты имитационного моделирования представлены на рисунке 3, где твз - длительность вокализованного звука, переданного на длительности ОЭР, тоэр -длительность ОЭР.

Рисунок 3 - Зависимость р0н от ОСШ

Анализ зависимости, представленной на рисунке 3, показывает, что при ОСШ равном 7 дБ и более, разработанный метод позволяет оценить несущие частоты ОЭР АОМ-ППН/ППРЧ с точностью, удовлетворяющей требованию (2), при достоверности, удовлетворяющей требованию (3), при длительности вокализованного звука не менее половины длительности ОЭР. Однако известно, что длительность и вероятность встречаемости вокализованных звуков значительно превышает длительность и вероятность встречаемости невокализованных. Это позволило сделать вывод о

возможности достижения требуемой разборчивости речи (1) на основе разработанного метода.

В четвертом разделе представлена методика, включающая разработанные методы и позволяющая достичь на их основе требуемой разборчивости речи при радиоперехвате рассматриваемых сигналов в условиях высокой загрузки ПП РПУ, характерной для диапазона ВЧ. Разработанные методы включены во 2-й и 4-й этап методики (рисунок 4).

— 1 этап-

Ввод исходных данных:

реализация ВСП;

словарь признаков распознавания радиосигналов с ППРЧ и ФРЧ; словарь признаков распознавания вида модуляции радиосигнала АОМ-ППН.

Обнаружение ОЭР ЛОМ-ПТІН/ППРЧ

Метод обнаружения радиосигналов, позволяющий в условиях высокой загрузки ПП РПУ выполнить требование к измерению частотных параметров речевого сигнала

— 3 этап-

Идентификация и селекция ОЭР АОМ-ППН/ППРЧ

3.1 Метод распознавания радиосигналов с ППРЧ и ФРЧ на основе оценки направления на ПРИ.

3.2 Совместное применение метода распознавания вида модуляции на основе | статистических моментов и метода адаптивного распознавания сигналов со сложным спектром.

• 4 этап ■

Оценка несущих частот ОЭР АОМ-ППН/ППРЧ

Метод оценивания несущих частот ОЭР АОМ-ППН/ППРЧ, основанный на использовании измеренного значения ПФЧ РС

— 5 этап ■

Демодуляция и регистрация ОЭР АОМ-ППН/ППРЧ

5.1 Умножение ВСП на сигнал с опорной частотой /НЕС (гшч).

5.2 Низкочастотная фильтрация ВСП.

О

Рисунок 4 - Схема разработанной методики

На основе анализа методов, включенных в разработанную методику, установлено, что слоговая разборчивость речи в перехваченном сообщении

зависит не только от достоверности обнаружения ОЭР и достоверности оценивания его несущей частоты, но и от достоверности правильной идентификации ОЭР АОМ-ППН/ППРЧ. При этом последовательное решение перечисленных частных задач обуславливает следующую зависимость 8РП от параметров характеризующих методы, включенные в разработанную методику

$гп = РобнхРппгч *Ррвм ХРон х100% , (12)

где рппрч - вероятность правильного распознавания радиосигнала с ППРЧ, принадлежащего одному ИРИ, характеризует достоверность правильного распознавания радиосигналов с ППРЧ и ФРЧ, а также достоверность правильного различения ИРИ, использующих режим ППРЧ; ррви -вероятность правильного распознавания вида модуляции ОЭР.

На основе формулы (12) рассчитана потенциальная слоговая разборчивость речи, достигаемая при различных значениях ОСШ. При проведении расчетов использованы значения рппрч> представленные в работе А. О. Чемарова, значения рРВМ, представленные в работе Л. А. Гигало, теоретическая зависимость р0вн от ОСШ (рисунок 2, а), зависимость р0н от ОСШ, рассчитанная при условии твз /тдар = 1 (рисунок 3).

Экспериментальное оценивание помехоустойчивости разработанной методики (рисунок 5, а), а также зависимости слоговой разборчивости от загрузки ПП РПУ (рисунок 5, б) произведено на основе артикуляционного метода и метода парных сравнений. Требования к проведению экспериментов на основе перечисленных методов подробно представлены в ГОСТ Р 50840-95 «Передача речи по трактам связи. Методы оценки качества, разборчивости и узнаваемости». При проведении эксперимента требования ГОСТ выполнены в полном объеме.

Анализ зависимостей, представленных на рисунке 5, показывает, что использование в методике разработанных методов обнаружения и оценивания несущих частот ОЭР АОМ-ППН/ППРЧ позволяет в условиях высокой загрузки ПП РПУ (до 90 %) получить выигрыш в слоговой разборчивости речи до 40 % при величине ОСШ 9 дБ и более. Это свидетельствует о решении научной задачи и достижении цели исследования.

О,' ,0

брп, %

Разработанная методика і—;

Методика на основе ранее существовавших методов

10 20 30 40 50 60 70 80 гпп. % б)

Рисунок 5 - Зависимость БрП от а) ОСШ и б) загрузки ПП РПУ

В заключении кратко изложены общие выводы о проделанной работе и приведены основные результаты диссертационных исследований.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработан метод обнаружения радиосигналов, основанный на использовании в качестве порога решения сглаженной оценки энергетического спектра, позволяющий в условиях высокой загрузки ПП РПУ (до 90 %) выполнить требование к измерению частотных параметров речевого сигнала.

2. Разработан метод оценивания несущих частот отдельных элементов радиосигнала АОМ-ППН/ППРЧ, основанный на использовании измеренного значения первой формантной частоты речевого сигнала, позволяющий обеспечить требуемую разборчивость речи в принятом сообщении (более 40 %).

3. Разработана методика обеспечения семантического доступа к речевым сообщениям, включающая разработанные методы обнаружения радиосигналов и оценивания несущих частот, позволяющая достичь требуемой разборчивости речи при радиоперехвате сигналов диапазона ВЧ с АОМ-ППН/ППРЧ.

4. Разработано и реализовано в комплексах радиомониторинга специальное программное обеспечение, позволяющее повысить результативность добывания информации при радиоперехвате сигналов диапазона ВЧ с АОМ-ППН/ППРЧ.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ НАУЧНЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ В изданиях, рекомендованных ВАК

1. Калмычков, И. Е. Селекция сигналов с частотной манипуляцией / И. Е. Калмычков, О. А. Нохрин, В. В. Печурин // Наукоемкие технологии. - 2009. -Т. 10, № 12.-С. 11 - 14.

2. Калмычков, И. Е. Метод расчета порога обнаружения при параллельном обзоре полосы частот / И. Е. Калмычков, О. А. Нохрин // Наукоемкие технологии. -

2010.-Т. 11, №9.-С. 14-19.

3. Калмычков, И. Е. Методика приема радиосигналов с аналоговой однополосной модуляцией, излучаемых в режиме псевдослучайной перестройки рабочей частоты / И. Е. Калмычков, О. А. Нохрин // Наукоемкие технологии. -

2011.-Т. 12,№8.-С. 14- 17.

Патент на изобретение

4. Пат. 2429494 РФ, МПК G 01 R 23/18. Способ обнаружения множества узкополосных радиосигналов в широкой полосе частот / И. Е. Калмычков [и др.] -№ 2010124535/28; заявлено 15.06.2010; опубл. 20.09.2011.

В других изданиях

5. Калмычков, И. Е. Селекция радиосигналов с аналоговым модулирующим сигналом, передаваемых в режиме псевдослучайной перестройки рабочей частоты / И. Е. Калмычков // Материалы XXXVIII Военно-научной конференции молодых специалистов института. - Череповец, 2010. - С. 104 - 109.

6. Калмычков И. Е. Обнаружение радиосигналов с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты при обзоре полосы частот параллельным методом в условиях высокой загрузки полосы пропускания радиоприемного тракта // Материалы XI Межвузовской заочной научно-практической конференции молодых ученых / Отв. ред. В. В. Заболотина. - Череповец: ГОУ ВПО ЧГУ, 2010. - С. 7 - 15.

7. Калмычков, И. Е. Метод восстановления несущей радиосигнала с аналоговой однополосной модуляцией, передаваемого в режиме псевдослучайной перестройки рабочей частоты / И. Е. Калмычков // Материалы XIX межвузовской военно-научной конференции: 25 - 26 ноября 2010 года. Часть 3. - Череповец: фил. BKA им. А. Ф. Можайского, 2011. - С. 24 - 29.

8. Калмычков И. Е. Методика обнаружения и демодуляции радиосигналов с аналоговой однополосной модуляцией, передаваемых в режиме псевдослучайной перестройки рабочей частоты / И. Е. Калмычков // Материалы XIX межвузовской военно-научной конференции: 25 - 26 ноября 2010 года. Часть 3. - Череповец: фил. BKA им. А. Ф. Можайского, 2011. - С. 29 - 35.

Подписано в печать 19.04.12. Формат 60*84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 35.

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии Издательства СПбГЭТУ "ЛЭТИ"

Издательство СПбГЭТУ "ЛЭТИ" 197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Калмычков, Игорь Евгеньевич

Перечень условных обозначений.

Введение.

1 Анализ технических проблем добывания информации при ведении радиомониторинга, постановка задачи исследования.

1.1 Системы радиосвязи диапазона ВЧ как источники добывания информации при радиомониторинге.:.

1.2 Обоснование требований к методам устранения априорной неопределенности о параметрах радиосигнала АОМ-ППН/ППРЧ.

1.2.1 Особенность обнаружения радиосигналов АОМ-ППН/ППРЧ при ведении радиомониторинга.

1.2.2 Требования к методу обнаружения радиосигналов с ППРЧ в диапазоне ВЧ по загрузке полосы пропускания РПУ и отношению мощности сигнала к мощности помехи.

1.2.3 Требования к методам идентификации отдельных элементов радиосигнала АОМ-ППН/ППРЧ.

1.2.4 Требование к разборчивости речи при радиоперехвате сигналов АОМ-ППН/ППРЧ.

1.2.5 Требования к точности и достоверности оценивания несущих частот ОЭР АОМ-ППН/ППРЧ.

1.3 Оценивание возможности применения существующих методов к решению частных задач устранения априорной неопределенности о параметрах радиосигнала АОМ-ППН/ППРЧ.

1.3.1 Методы оценивания несущей частоты радиосигнала.

1.3.2 Метод измерения частотных параметров речевого сигнала.

1.3.3 Методы обнаружения ОЭР с ППРЧ.

1.3.4 Методы идентификации ОЭР с ППРЧ.

1.4 Постановка задачи исследования.

Выводы по разделу.

2 Метод обнаружения радиосигналов, позволяющий в условиях высокой загрузки полосы пропускания РПУ выполнить требование к измерению частотных параметров речевого сигнала.

2.1 Роль разрабатываемого метода в методике обеспечения семантического доступа к речевым сообщениям при радиоперехвате сигналов диапазона ВЧ с АОМ-ППН/ППРЧ.

2.2 Причины снижения вероятности правильного решения при увеличении загрузки 1111 РПУ.

2.3 Усовершенствованный подход к расчету порога решения.

2.4 Снижение вероятности ложной тревоги на основе мажоритарного метода.

2.5 Метод на основе совместного применения усовершенствованного подхода к расчету порога решения и мажоритарной обработки.

2.6 Описание экспериментов.

2.6.1 Математическая модель входного случайного процесса.

2.6.2 Условия и результаты проведенных экспериментов.

Выводы по разделу.

3 Метод оценивания несущих частот отдельных элементов радиосигнала АОМ-ППН/ППРЧ.

3.1 Роль разрабатываемого метода в методике обеспечения семантического доступа к речевым сообщениям при радиоперехвате сигналов диапазона ВЧ с АОМ-ППНУППРЧ.

3.2 Выбор частотного параметра для оценивания несущих частот ОЭР АОМ-ППН/ППРЧ.

3.2.1 Анализ статистических характеристик основных частотных параметров речевого сигнала.

3.2.2 Измерение частотных параметров речевого сигнала при обработке ОЭР АОМ-ППН/ППРЧ.

3.2.3 Достоверность оценивания несущих частот ОЭР АОМ-ППН/ППРЧ на основе измеренного значения первой формантной частоты.

3.2.4 Расчет потенциально достижимой слоговой разборчивости речи при оценивании несущих частот ОЭР АОМ-ППН/ППРЧ на основе измеренного значения первой формантной частоты.

3.3 Оценивание временных границ ОЭР АОМ-ППН/ППРЧ.

3.4 Метод на основе совместного применения рассмотренных подходов к оцениванию первой формантной частоты и временных границ ОЭР АОМ-ППН/ППРЧ.

3.5 Описание экспериментов.

Выводы по разделу.

4 Методика обеспечения семантического доступа к речевым сообщениям при радиоперехвате сигналов диапазона ВЧ с

АОМ-ППН/ППРЧ.

4.1 Описание основных этапов разработанной методики.

4.1.1 Исходные данные, допущения и ограничения, принятые при разработке методики.

4.1.2 Структура разработанной методики.

4.2. Оценка результативности разработанной методики.

4.3 Практическая реализация разработанной методики.

Выводы по разделу.

Введение 2012 год, диссертация по радиотехнике и связи, Калмычков, Игорь Евгеньевич

В настоящее время успешное выполнение любого вида хозяйственной деятельности немыслимо без использования информационно-коммуникационных систем. Важной частью таких систем являются средства передачи информации, в том числе средства радиосвязи. При этом, несмотря на высокий темп развития средств спутниковой, тропосферной и радиорелейной связи, во многих отраслях народного хозяйства продолжают использоваться системы радиосвязи диапазона ВЧ (далее - ВЧ связь) [1 - 5].

Существенным недостатком систем ВЧ связи является энергетическая доступность источников радиоизлучения (ИРИ) для средств радиомониторинга [2; 3]. Это обусловило проведение исследований направленных на разработку и внедрение методов, повышающих скрытность таких систем связи. Однако в ряде случаев существует объективная необходимость ведения радиомониторинга, в том числе систем ВЧ связи. К таким случаям относятся контроль радиоэлектронной обстановки в ходе контртеррористических и других операций, проводимых силовыми ведомствами, контроль использования радиочастотного спектра, выявление каналов несанкционированного съема информации [6 - 12].

Одним из методов повышения скрытности систем ВЧ связи является применение режима псевдослучайной перестройки рабочей частоты (ГТПРЧ) при излучении радиосигналов [2; 3; 13; 14]. Повышение скрытности в этом случае обусловлено отсутствием априорных сведений о положении адресной группы частот (АГЧ) в контролируемом диапазоне, ее составе и законе изменения рабочей частоты сигнала. Кроме того, существующая при радиомониторинге априорная неопределенность о параметрах сигнала с ППРЧ в совокупности с малой длительностью его отдельного элемента, соответствующего излучению на одной частоте, затрудняет обнаружение и оценку параметров сигнала.

В настоящее время режим ППРЧ используется как при излучении радиосигналов с дискретным модулирующим сигналом, так и радиосигналов с аналоговой амплитудной однополосной модуляции и полностью подавленной несущей частотой (АОМ-ППН) [15; 16]. Радиосигналы АОМ-ППН в режиме ППРЧ (АОМ-ППН/ППРЧ) применяются в системах ВЧ связи развернутых на базе радиостанций HF-90M. В 2008 году эти радиостанции приняты на вооружение миротворческих контингентов миссий ООН [17]. При этом отсутствие ограничений на продажу таких радиостанций, а также простота реализации режима ППРЧ для излучения радиосигналов АОМ-ППН в современных радиостанциях, изготовленных на основе принципа архитектуры открытых систем [18], свидетельствуют о возможности их широкого применения в системах ВЧ связи. Это обусловливает необходимость использования в средствах радиомониторинга специальных методов, позволяющих производить обработку радиосигналов АОМ-ППН/ППРЧ при радиомониторинге.

Из технических характеристик радиостанции HF-90M [15; 16] следует, что формирование радиосигнала АОМ-ППН/ППРЧ осуществляется без применения методов шифрования речи, что обусловливает возможность получения семантического доступа к речевым сообщениям при радиоперехвате таких сигналов. В данном случае под семантическим доступом понимается добывание информации на основе анализа смыслового содержания перехваченного речевого сообщения. Однако достоверное понимание смыслового содержания речевого сообщения возможно только при обеспечении требуемой разборчивости речи.

В работе М. В. Верзунова [19] показано, что разборчивость речи в принятом сообщении зависит от погрешности измерения несущей частоты. Поэтому при радиоперехвате сигнала АОМ-ППН/ППРЧ необходимо осуществить оценивание несущих частот его отдельных элементов. При этом точность и достоверность оценивания должны обеспечивать требуемую разборчивость речи при радиоперехвате.

В работах ряда авторов [20 - 22] подробно рассмотрены существующие методы измерения несущей частоты. Их применение позволяет решать задачи оценивания несущей частоты как радиосигнала с фиксированной рабочей частотой (ФРЧ), так и отдельных элементов радиосигнала (ОЭР) с дискретным модулирующим сигналом, излучаемого в режиме ПГТРЧ. Однако анализ основных параметров радиосигнала АОМ-ППН/ППРЧ показал, что данные методы не могут использоваться для оценивания несущих частот отдельных элементов такого радиосигнала.

Тем не менее, существующие закономерности в частотной структуре речевого сигнала (РС) создают предпосылки для оценивания несущих частот ОЭР АОМ-ППН/ППРЧ на основе измеренного значения частотного параметра РС. Существующие методы измерения частотных параметров РС, подробно рассмотренные в работах Л. Р. Рабинера и Дж. Д. Маркела [23; 24]. Однако их применение требует предварительного устранения априорной неопределенности о параметрах радиосигнала с ППРЧ.

При оценивании возможностей существующих методов устранения априорной неопределенности о параметрах радиосигнала с ППРЧ, подробно рассмотренных в работах ряда авторов [8; 13; 14; 21; 22; 25 - 29] выявлено наличие существенных ограничений. Эти ограничения не позволяют в условиях высокой загрузки полосы пропускания (ПП) радиоприемного устройства (РПУ), характерной для диапазона ВЧ, достичь требуемой разборчивости речи при радиоперехвате сигналов АОМ-ППН/ППРЧ (здесь и далее под высокой загрузкой ПП РПУ понимаются значения загрузки равные или большие 35 %).

Таким образом, существует проблемная ситуация, суть которой заключается в использование режима ППРЧ при излучении радиосигналов АОМ-ППН на линиях ВЧ связи и отсутствие методов, обеспечивающих семантический доступ к речевым сообщениям при радиоперехвате таких сигналов. Данное противоречие обусловило необходимость проведения исследования, целью которого является обеспечение требуемой разборчивости речи при радиоперехвате сигналов АОМ-ППН/ППРЧ в условиях высокой загрузки 1111РПУ.

Для достижения цели исследований сформулирована научная задача по разработке методов, позволяющих оценить значения несущих частот отдельных элементов радиосигнала АОМ-ППН/ППРЧ в условиях высокой загрузки 1111 РПУ с точностью и достоверностью, обеспечивающей семантический доступ к речевым сообщениям.

Актуальность научной задачи обусловлена тем, что в настоящее время отсутствуют методы, на основе которых возможно оценить значение несущих частот ОЭР АОМ-ППН/ППРЧ. Кроме того, проведенное в рамках диссертационной работы оценивание показателей качества существующих методов устранения априорной неопределенности о параметрах радиосигнала с ППРЧ подтвердило необходимость их совершенствования для использования в условиях высокой загрузки ПП РПУ.

В процессе исследований проведена декомпозиция научной задачи, выделены и решены следующие частные задачи: вскрытие проблемных задач добывания информации при радиоперехвате сигналов диапазона ВЧ с АОМ-ППН/ППРЧ и оценивание возможности применения существующих методов устранения априорной неопределенности о параметрах радиосигнала с ППРЧ для их решения; разработка метода обнаружения радиосигналов, позволяющего в условиях высокой загрузки 1111 РПУ выполнить требование к измерению частотных параметров речевого сигнала; разработка метода оценивания несущих частот ОЭР АОМ-ППН/ППРЧ, позволяющего оценить значение несущей частоты на основе измеренного значения частотного параметра речевого сигнала с точностью и достоверностью, необходимой для достижения требуемой разборчивости речи в перехваченном сообщении; разработка методики обеспечения семантического доступа к речевым сообщениям, позволяющей достичь требуемой разборчивости речи при радиоперехвате сигналов диапазона ВЧ с АОМ-1И1Н/ППРЧ на основе совместного применения разработанных методов обнаружения радиосигналов и оценивания несущих частот.

Объектом исследований являются радиосигналы АОМ-1111Н/1И1РЧ, предметом исследований - методы обнаружения и идентификации радиосигналов с ППРЧ, методы распознавания радиосигнала АОМ-ППН по виду модуляции, методы измерения частотных параметров речевого сигнала.

При проведении теоретических исследований использованы положения акустической теории речеобразования, теории передачи сигналов, теории распознавания образов, теории спектрального анализа, теории вероятностей и математической статистики. Оценивание рабочих характеристик разработанных методов произведено на основе математического и имитационного моделирования. Оценивание возможности практического применения разработанных методов и методики выполнено на основе полунатурных и натурных экспериментов.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения и списка использованных источников.

Заключение диссертация на тему "Методы обеспечения семантического доступа к речевым сообщениям при радиоперехвате сигналов диапазона ВЧ с амплитудной однополосной модуляцией в режиме псевдослучайной перестройки рабочей частоты"

Выводы по разделу

1. Разработанная методика позволила достичь цели исследования. Основу методики составляет метод оценивания несущих частот ОЭР АОМ-1 И1Н/ППРЧ. Однако обеспечить возможность применения данного метода для обработки сигналов диапазона ВЧ возможно только при включении в методику разработанного метода обнаружения радиосигналов, позволяющего в условиях высокой загрузки ПП РПУ выполнить требование к измерению частотных параметров речевого сигнала.

2. На основе теоретических расчетов установлено, что совместное применение в методике разработанных методов обнаружения радиосигналов и оценивания несущих частот ОЭР АОМ-1И1Н/1И1РЧ позволяет в условиях высокой загрузки 1111 РПУ (до 90 %) получить выигрыш в слоговой разборчивости речи не менее 40 % при значениях ОСШ 9 дБ и более, а также при отношении мощности сигнала к мощности помехи в 1111 РПУ до -100 дБ. Результаты теоретических расчетов подтверждены экспериментально.

3. Практическую значимость разработанной методики подтверждает ее реализация в комплексах средств радиомониторинга «Жасмин-СПВ» и «Патруль-М». В настоящее время ОАО «НИИ «Вектор» наладило серийный выпуск перечисленных комплексов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе представлены результаты исследований в области теории и практики обработки радиосигналов АОМ-1111Н/ППРЧ. Решена актуальная научная задача по разработке методов, позволяющих оценить значения несущих частот отдельных элементов радиосигнала АОМ-1111Н/ППРЧ в условиях высокой загрузки полосы пропускания РПУ с точностью и достоверностью, обеспечивающей семантический доступ к речевым сообщениям. Доказана теоретическая и практическая возможность применения разработанных методов для обеспечения семантического доступа к речевым сообщениям при радиоперехвате сигналов диапазона ВЧ с АОМ-ППН/ППРЧ.

В ходе проведенных исследований достигнута цель диссертационной работы, заключающаяся в обеспечение требуемой разборчивости речи при радиоперехвате сигналов АОМ-ППН/ППРЧ в условиях высокой загрузки полосы пропускания РПУ.

Цель диссертационной работы достигнута на основе практической реализации новых научных результатов, полученных в ходе исследования. К данным научным результатам относятся:

1. Метод обнаружения радиосигналов, основанный на использовании в качестве порога решения сглаженной оценки энергетического спектра, позволяющий в условиях высокой загрузки ПП РПУ выполнить требование к измерению частотных параметров речевого сигнала.

2. Метод оценивания несущих частот отдельных элементов радиосигнала АОМ-ППН/ППРЧ, основанный на использовании измеренного значения первой формантной частоты речевого сигнала, позволяющий обеспечить требуемую разборчивость речи в принятом сообщении.

3. Методика обеспечения семантического доступа к речевым сообщениям, включающая разработанные методы обнаружения радиосигналов и оценивания несущих частот, позволяющая достичь требуемой разборчивости речи при радиоперехвате сигналов диапазона ВЧ с АОМ-ППН/ППРЧ.

При проведении экспериментов установлено, что требуемая слоговая разборчивость речи (не менее 40 %) достигается при значениях ОСШ, характерных для линий ВЧ связи (не менее 9 дБ), в том числе при условии высокой загрузки ПП РПУ (до 90 %) и наличии в ПП мешающих излучений с высокой энергией (ОСП до -100 дБ).

Практическая значимость новых научных результатов подтверждена их реализацией в комплексах средств радиомониторинга «Жасмин-СПВ» и «Патруль-М». В настоящее время ОАО «НИИ «Вектор» наладило серийный выпуск перечисленных комплексов.

В целом практическая ценность работы состоит в том, что внедрение разработанных методов и методики в комплексы средств радиомониторинга позволило повысить результативность добывания информации при радиоперехвате сигналов диапазона ВЧ с АОМ-ППН/ППРЧ.

Дальнейшему исследованию подлежат вопросы, которые не нашли отражения в диссертационной работе, а именно обеспечение семантического доступа к речевым сообщениям при радиоперехвате сигналов АОМ-ППН/ППРЧ в условиях отсутствия априорных сведений о длительности ОЭР, а также повышение достоверности оценивания несущих частот ОЭР при отсутствии возможности различения радиосигналов с ППРЧ на основе пространственных характеристик ИРИ.

Библиография Калмычков, Игорь Евгеньевич, диссертация по теме Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения

1. Головин, О. В. Системы и устройства коротковолновой радиосвязи / О. В. Головина, С. П. Простое; под ред. О. В. Головина. М.: Горячая линия - Телеком, 2006. - 598 е.: ил. - ISBN 5-93517-192-9.

2. Кузьмин, В. Д. Зарубежные информационно-телекоммуникационные системы / В. Д. Кузьмин. СПб.: ВАС, 2005. - 404 е.: ил.

3. Григорьев, В. А. Зарубежная связь: Учеб. пособие / Под ред. В. А. Григорьева, С. В. Григорьев. СПб.: ВАС, 2004. - 476 е.: ил.

4. Митрофанов, Д. Б. Развитие технологии изготовления средств и систем радиосвязи на фоне дефицита радиочастотного ресурса / Д. Б. Митрофанов // Технология и оборудование производства электронных средств. 2008. - № 1. - С. 68 - 73.

5. Куприянов, А. И. Радиоэлектронные системы в информационном конфликте / А. И. Куприянов, А. В. Сахаров. М.: Вузовская книга, 2003. -528 е.: ил. - ISBN 5-9502-0037-3.

6. Радзиевский, В. Г. Теоретические основы радиоэлектронной разведки / В. Г. Радзиевский, А. А. Сирота. 2-е изд., испр. и доп. - М.: Радиотехника, 2004. - 432 е.: ил. - ISBN 5-93108-067-8.

7. Рембовский, А. М. Радиомониторинг: задачи, методы, средства / Под редакцией А. М. Рембовского, А. В. Ашихмин, В. А. Козьмин. М.: Горячая линия - Телеком, 2006. - 492 е.: ил. - ISBN 5-93517-326-3.

8. Управление радиочастотным спектром и электромагнитная совместимость радиосистем. Учебн. пособие / А. JI. Бузов и др.; под ред. д.т.н. М. А. Быховского. М.: Эко-Трендз, 2006. - 376 е.: ил. -ISBN 5-88405-067-4.

9. Васильев, Д. И. Контроль общей электромагнитной обстановки в зоне ответственности узла связи пункта управления / Д. И. Васильев, П. И. Хибенков, М. А. Вознюк // Информост. 2007. - № 3. - С. 44 - 46.

10. Васильев, Д. И. Радиоразведка в задачах антитеррора / Д. И. Васильев, М. А. Вознюк // Информост. 2008. - № 1. - С. 28 - 29.

11. О Военной доктрине Российской федерации: Указ Президента Российской Федерации от 5 февраля 2010 г. №146 // Российская газета, февраль, 2010.-М., 2010.-С. 17-21.

12. Еремеев, И. Ю. Структурный анализ сигналов со скачками частоты. Часть 1: Теоретические основы / И. Ю. Еремеев, А. И. Замарин. -Архангельск: Изд-во Архангельской медицинской академии, 1999. 140 с. -ISBN 5-86279-105-1.

13. Q-Mac HF-90M Frequency Hopping HF SSB Transceiver Electronic resource. / Q-Mac Electronics Pty Ltd 2003. - Mode of access: http://www.aerospace-index.com/images/qmac/HF-90M%20Transceiver МагОЗ web.pdf- Title screen -(21.10.2010).

14. Q-Mac HF-90 Frequency Hopping Option Electronic resource. / Q-Mac Electronics Pty Ltd 2004. - Mode of access: http://www.aerospace-index.com/images/qmac/HF-90%20Frequencv%20Hopping%20QptionAug% 2004 web.pdf-Title screen -(21.10.2010).

15. Integrated HF Radio system for armoured vehicles Electronic resource. / ATEN. 2008. - Mode of access: http://www.army-guide.com/eng/article/article.php?forumID=935 - Title screen -(21.10.2010).

16. Название с экрана -(30.11.2010).

17. Верзунов, М. В. Однополосная модуляция в радиосвязи / М. В. Верзунов. М.: Воениздат, 1972. - 296 с.

18. Дикарев, В. И. Методы и технические решения приема и обработки радиосигналов / В. И. Дикарев. СПб.: BKA им.

19. A. Ф. Можайского, 2000. 534 е.: ил.

20. Пат. 2280326 РФ, МПК Н 04 В 1/10, Н 04 L 27/26. Способ приема сигналов с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты и устройство для его осуществления / А. И. Замарин и др. № 2004123575/09; заявлено 27.07.2004; опубл. 27.01.2006.

21. Березин, О. В. Метод одноканального обнаружения передач вида ППРЧ / О. В. Березин, Ё. Ю. Бородин // Вопросы радиоэлектроники, сер. -2009.-№2.-с. 65-71.

22. Рабинер, JI. Р. Цифровая обработка речевых сигналов/ P. J1. Рабинер, Р. В. Шафер; пер. с англ. под ред. М. В. Назарова, Ю. Н. Прохрова. -М.: Радио и связь, 1981. -496 е.: ил.

23. Маркел, Дж. Д. Линейное предсказание речи: Перевод с англ. / Дж. Д. Маркел, А. X. Грей; пер. с англ. под ред. Ю. Н. Прохорова,

24. B. С. Звездина. М.: Связь, 1980. - 308 е.: ил.

25. Пат. 2292121 РФ, МПК Н 04 В 17/00. Устройство для контроля работы радиостанций с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты / И. Ю. Еремеев и др. № 2005121095/09; заявлено 05.07.2005; опубл. 20.01.2007.

26. Бородин, Ё. Ю. Разработка и исследование алгоритмов обнаружения сигналов в условиях априорной неопределенности при панорамном обзоре широкой полосы частот: автореферат дис.канд. техн. наук: 05.12.04 / Бородин Ё. Ю. Санкт-Петербург, 2008. - 15 с.

27. Ковалев, Н. А. Определение типа модуляции радиосигнала на коротких выборках / Н. А. Ковалев // Общие вопросы радиоэлектроники. -Растов-на-Дону, 2009. С. 100 - 106.

28. Акт реализации результатов диссертационной работы Калмычкова И. Е., утвержденный заместителем генерального директора ФГУП «НИИ «Вектор» по научной работе Ю. В. Супян от 18 октября 2010 года.

29. Акт реализации результатов диссертационной работы Калмычкова И. Е., утвержденный генеральным директором ОАО «НИИ «Вектор» О. Г. Петкау от 30 марта 2011 года.

30. Калмычков, И. Е. Селекция сигналов с частотной манипуляцией / И. Е. Калмычков, О. А. Нохрин, В. В. Печурин // Наукоемкие технологии. -2009.-Т. 10, № 12.-С. 11-14.

31. Калмычков, И. Е. Метод расчета порога обнаружения при параллельном обзоре полосы частот / И. Е. Калмычков, О. А. Нохрин // Наукоемкие технологии. 2010. - Т. 11, № 9. - С. 14-19.

32. Калмычков, И. Е. Методика приема радиосигналов с аналоговой однополосной модуляцией, излучаемых в режиме псевдослучайной перестройки рабочей частоты / И. Е. Калмычков, О. А. Нохрин // Наукоемкие технологии.-2011.-Т. 12, №8. -С. 14-17.

33. Пат. 2429494 РФ, МПК G 01 R 23/18. Способ обнаружения множества узкополосных радиосигналов в широкой полосе частот / И. Е. Калмычков и др. № 2010124535/28; заявлено 15.06.2010; опубл. 20.09.2011.

34. Григорьев, В. А. Сигналы современных зарубежных систем электросвязи: Учебник / В. А. Григорьев. СПб. : ВАС, 2007. - 368 с.

35. AN/PRS-117G(V) 1 (С) Electronic resource. / Harris Corporation. -New York, 2009. Mode of access: http://www.rfcomm.harris.com/media/ AN PRC-117G tcm26-9017.pdf- Title screen - (21.10.2010).

36. AN/PRS-117G Mission Modules Electronic resource. / Harris Corporation. New York, 2009. - Mode of access: http:// www.rfcomm.harris.com/capabilities/tactical-radios-networking/an-prc 117g/an-prc-117g-mission-modules.asp - Title screen - (21.10.2010).

37. FALCON II RF-5800H-MP Electronic resource. / Harris Corporation. New York, 2006. - Mode of access: http://www.rfcomm.harris.com /media/RF-5800H-MPtcm26-9116.pdf- Title screen - (31/10/2010).

38. Этапы структурного анализа радиосигналов при радиомониторинге систем связи со скачкообразным изменением несущей частоты / И. Ю. Еремеев и др. // Общие вопросы радиоэлектроники. -Растов-на-Дону, 2009. С. 71 - 80.

39. Тихонов, В. И. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем: Учеб. пособие для вузов / В. И. Тихонов, В. Н. Харисов. М.: Радио и связь, 2004. - 608 е.: ил. - ISBN 5-25601701-2.

40. Левин, Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехники / Б. Р. Левин. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1989. - 656 е.: ил. - ISBN 5-256-00264-3.

41. Репин, В. Г. Статистический синтез при априорной неопределенности и адаптация информационных систем / В. Г. Репин. М.: Советское радио, 1977. - 432 с.

42. Богданович, В. А. Теория устойчивого обнаружения, различения и оценивания сигналов / В. А. Богданович, А. Г. Вострецов. 2-е изд., испр. -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. - 320 с. - ISBN 5-9221-0505-8.

43. Кендалл, М. Теория распределений / М. Кендалл, А. Стьюарт. -М.: Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука», 1966.-588 с.-ил.

44. Гмурман, В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие для вузов / В. Е. Гмурман. 9-е изд. стер. - М.: Высш. шк, 2003. - 479 е.: ил. - ISBN 5-06-004214-6.

45. Куликов, Е. И. Прикладной статистический анализ. Учебное пособие для вузов / Е. И. Куликов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Горячая линия - Телеком, 2008. - 464 е.: ил. - ISBN 978-5-9912-0021-9.

46. Мартынов, В. А. Панорамные приемники и анализаторы спектра / Под ред. Г. Д. Заварина, В. А. Мартынов, Ю. И. Селихов. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Советское радио, 1980. - 352 е.: ил. i

47. Комарович, В. Ф. Случайные радиопомехи и надежность КВ связи / В. Ф. Комарович, В. Н. Сосунов. М.: Связь, 1977. - 136 е.: ил.

48. Долуханов, М. П. Распространение радиоволн. Учебник для вузов / М. П. Долуханов. М.: Связь, 1972. - 336 е.: ил.

49. Дорофеев, П. Современные быстродействующие АЦП с большим динамическим диапазоном / П. Дорофеев, П. Руднев // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2006. - № 4 - С. 23 - 25.

50. Трехэтапный алгоритм принятия решения при обнаружении сигналов с различной динамикой амплитуд / С. В. Дворников и др. // Информация и космос. 2008. - № 4. - С. 14 - 17.

51. Дворников, С. В. Обнаружение сигналов с высоким различием динамики их амплитуд / С. В. Дворников, С. С. Дворников // Информационные технологии. 2010. - № 2. - С. 56 - 59.

52. Шевченко, М. Е. Алгоритм совместного обнаружения и оценивания параметров источников радиоизлучения / М. Е. Шевченко // Известия вузов России. Радиоэлектроника. 2009. - Вып. 1 - С. 23 - 30.

53. Горелик, А. JI. Методы распознавания: Учеб. пособие для вузов / А. JI. Горелик, В. А. Скрипкин. 4-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 2004. -261 е.: ил. - ISBN 5-06-004396-7.

54. Дмитриев, А. К. Идентификация и техническая диагностика /

55. A. К. Дмитриев, Р. М. Юсупов. Министерство обороны СССР, 1987. -521 с.

56. Медведев, В. М. Основы обработки сигналов: учеб. пособие /

57. B. М. Медведев. СПб.: BKA имени А.Ф. Можайского, 2007. - 126 с.

58. Покровский, Н. Б. Расчет и измерение разборчивости речи / Н. Б. Покровский. М.: Связьиздат, 1962. - 392 с.

59. Лисовский, А. В. Вторичные сети военной связи / А. В. Лисовский и др. М.: Министерство обороны, 2002. - 462 с.

60. ГОСТ Р 50840-95. Передача речи по трактам связи. Методы оценки качества, разборчивости и узнаваемости. Введен впервые, введ. 21.11.95. -М.: Издательство стандартов, 1996. - 198 с.

61. Сапожков, М. А. Речевой сигнал в кибернетике и связи / М. А. Сапожков. М.: Связьиздат, 1963. - 453 с.

62. Сапожков, М. А. Вокодерная связь / М. А. Сапожков,

63. B. Г. Михайлов. -М.: Радио и связь, 1983. -248 е.: ил.

64. Гиголо, Л. А. Распознавание сигналов со сложными спектрами при изменении его масштаба / Л. А. Гиголо // Радиотехника и электроника. -2003. Т. 48 № 7. - С. 810-817.

65. Марпл, С. Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения /

66. C. Л. Марпл. М.: Мир, 1990. - 547 с.

67. Раушер, К. Основы спектрального анализа / К. Раушер, Ф. Йанссен, Р. Минихольд; пер. с англ. С. М. Смольского под ред. Ю. А. Гребенко. М.: Горячая линия - Телеком, 2006. - 224 е.: ил. -ISBN 5-93517-294-1.

68. Техника электросвязи за рубежом: Справочник / J1. И. Яковлев и др. М.: Радио и связь, 1990. - 256 е.: ил. - ISBN 5-256-00686-Х.

69. Фант, Г. Акустическая теория речеобразования / Г. Фант; пер. с англ. Л. А. Варшавского, В. И. Медведева; под ред. В. С. Григорьева. М.: Наука, 1964.-284 е.: ил.

70. Фланаган, Дж. Л. Анализ, синтез и восприятие речи / Дж. Л. Фланаган. М.: Связь, 1968. - 396 с.

71. Михайлов, В. Г. Измерение параметров речи / В. Г. Михайлов, Л. В. Златоустова; под ред. М. А. Сапожкова. М.: Радио и связь, 1987. -168 е.: ил.

72. Обнаружение и анализ сигналов сложной структуры. Учебник / Под ред. А. И. Замарина и др. Министерство обороны РФ, 1996. - 553 с.

73. Тихонов, В. И. Статистическая радиотехника / В. И. Тихонов. -2-е изд. перераб. и доп. М.: Радио и связь, 1982. - 624 с.

74. Юсупов, Р. М. Статистические методы обработки результатов наблюдений / Р. М. Юсупов и др.; под ред. Р. М. Юсупова. М.: Министерство обороны СССР, 1984. - 786 с.

75. Алексеев, А. А. Технический анализ сигналов и распознавание радиоизлучений / А. А. Алексеев, А. Б. Кирилов. СПб.: ВАС, 1998. - с. 368.

76. Hipp, J. Е. Modulation classification based on statistical moments / J. E. Hipp // IEEE. MILCOM-86. P. 20.2.1-20.2.6.

77. Farrell, K. R. Modulation classification using a neural tree network / K. R. Farrell, R. J. Mammone // IEEE. MILCOM-93 P. 1028-1032.

78. Дворников, С. В. Метод распознавания радиосигналов на основе вейвлет-пакетов / С. В. Дворников, А. М. Сауков // Научное приборостроение. 2004. - Т. 14, № 1. - С. 57 - 65.

79. Финк, Л. М. Сигналы, помехи, ошибки . / Л. М. Финк. М.: Радио и связь, 1984. - 254 с.

80. Сергиенко, А. Б. Цифровая обработка сигналов: Учебник для вузов/ А. Б. Сергиенко. 2-е изд. - СПб.: Питер, 2007. - 751 е.: ил. -ISBN 5-469-00816-9.

81. Теория электрической связи: учебное пособие / К. К. Васильев и др. Ульяновск: УлГТУ, 2008. - 452 с. - ISBN 978-5-9795-0203-8.

82. Справочник по специальным функциям / Под ред. М. Абромовица, И. Стиган; пер. с англ. под ред. В. А. Диткина, Л. Н. Карамзиной. М.: Наука, 1979. - 832 е.: ил.

83. Денисенко, А. Н. Сигналы. Теоретическая радиотехника. Справочное пособие / А. Н. Денисенко. М.: Горячая линия - Телеком, 2005. - 704 е.: ил. - ISBN 5-93517-214-3.

84. Айфичер, Э. С. Цифровая обработка сигналов: практический подход / Э. С. Айфичер, Б. У. Джервис; пер. с англ. под ред. А. В. Назаренко. изд. 2-е. - М.: Издательский дом «Вильяме», 2004. -992 е.: ил.-ISBN 5-8459-0710-1.

85. Лайонс, Р. Цифровая обработка сигналов / Р. Лайонс; пер. с англ. под ред. А. А. Бритова. изд. 2-е. - М.: ООО «Бином-Пресс», 2007. - 656 е.: ил.-ISBN 5-9518-0149-4.

86. Быстрые алгоритмы в цифровой обработке изображений / Т. С. Хуанг и др.; пер. с англ. под ред. Л. П. Ярославского. М.: Радио и связь, 1984.-224 е.: ил.

87. Вентцель, Е. С. Теория вероятностей: Учебник для студ. Вузов / Е. С. Вентцель. 9-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2003. - 576 с. - ISBN 5-7695-0984-8.

88. Баскаков, С. И. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для вузов по спец. «Радиотехника» / С. И. Баскаков. 3-е изд. - М.: Высшая школа, 2000. - 462 е.: ил. - ISBN 5-06-003843-2.

89. Шахтарин, Б. И. Случайные процессы в радиотехнике: Цикл лекций / Б. И. Шахтарин. М.: Радио и связь, 2000. - 584 е.: ил. -ISBN 5-256-01571-0.

90. Никитин, Г. И. Сверточные коды: Учебное пособие / Г. И. Никитин. СПб.: Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, 2001. - 80 е.: ил.

91. Перов, А. И. Статистическая теория радиотехнических систем: учеб. пособие для вузов / А. И. Перов. М.: Радиотехника, 2003. - 400 е.: ил.-ISBN 5-93108-047-3.

92. Алиев, Т. И. Основы моделирования дискретных систем / Т. И. Алиев. СПб.: Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики, 2009. - 363 с. -ISBN 978-5-7577-0336-7.

93. Советов, Б. Я. Моделирование систем: Учеб. для вузов / Б. Я. Советов, С. А. Яковлев. 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2001. - 343 е.: ил. - ISBN 5-06-003860-2.

94. Рамишвили, Г. С. Автоматическое опознавание говорящего по голосу / Г. С. Рамишвили. М.: Радио м связь, 1981. - 224 е.: ил.

95. Лузин, Д. А. Разработка и исследование системы автоматического выделения основного тона речи: автореферат дис.канд. техн. наук: 05.13.01 / Лузин Д. А. Ижевск, 2009. - 26 с.

96. Баронин, С. П. Автокорреляционный метод выделения основного тона речи. Пятьдесят лет спустя / С. П. Баронин // Речевые технологии. -2008,-№2.-С. 3-12.

97. Шеннон, Р. Имитационное моделирование систем искусство и наука / Р. Шеннон; пер. с англ. под ред. Е. К. Масловского. - М.: Мир, 1978. -421 е.: ил.

98. Кельтон, В. Д. Имитационное моделирование. Классика CS / В. Д. Кельтон, А. М. Лоу. 3-е изд. - СПб.: Питер; Киев: Издательская группа В НУ, 2004. - 847 е.: ил. - ISBN 5-94723-981-7.

99. Тамбовцев, Ю. А. Звуковая картина языка как совокупность цепочек звуков речи. Часть 2: Гласные и сонорные согласные как составляющие мелодичности звуковой картины мира / Ю. А. Тамбовцев // Acta lingüistica. 2009. - № 1. - С. 3 - 25.