Адаптивная пространственно-временная компенсация помех в каналах радиосвязи тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "ПОЛЕТ"

На правах рукописи УДК 621.396:621.391.82

Метелев Сергей Александрович

Адаптивная пространственно-временная компенсация помех в каналах радиосвязи

Специальность: 01.04.03 - Радиофизика Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Нижний Новгород - 2004

Работа выполнена в ФГУП "НПП "Полет"

Официальные оппоненты: докт. физ.-мат. наук,

профессор Мальцев А.А.

докт. физ.-мат. наук, профессор Заборонкова Т.М.

докт. техн. наук, профессор Ефименко B.C.

Ведущая организация: ИЗМИРАН г.Троицк

Защита диссертации состоится "16" ноября 2004 г. в 15 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.161.01 при Научно-исследовательском радиофизическом институте (НИРФИ).

Адрес: 603600, Г.Н.Новгород, ул. Большая Печерская, 25. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИРФИ. Автореферат разослан октября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

канд. техн. наук Калинин А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Передача сигналов по радиоканалам с высокой надежностью является основной целью теории и техники радиосвязи и предметом радиофизических исследований с момента возникновения радио до наших дней. Бурный рост числа средств радиосвязи в последние десятилетия, а также индустриализация экономики, привели к заполнению радиодиапазона случайными помехами техногенного происхождения. В таких условиях защита каналов приема радиосигналов от помех является необходимым условием информационного обмена с заданной надежностью. Актуальность повышения помехозащищенности средств радиосвязи многократно возрастает при учете возможности появления преднамеренных помех. Традиционные методы помехозащиты, основанные на использовании частотного или временного ресурса радиолиний, практически исчерпаны и в настоящее время уже не обеспечивают необходимого качества радиосвязи, особенно в условиях прицельных помех.

Мощным, но пока слабо использованным в системах радиосвязи, методом существенного повышения помехозащищенности является использование пространственного ресурса радиолиний, заключающегося в различиях волновых векторов или коэффициентов поляризации электромагнитных полей сигнальной и помеховых радиоволн. Пространственный ресурс является следствием разнесенности в пространстве радиопередатчиков полезного сигнала и помех, что выполняется практически во всех случаях. Для реализации этого ресурса достаточно давно применяются методы передачи радиосигналов в заданном направлении и их приема при помощи узконаправленных антенн, однако эффективность подобных подходов значительно снижается при изменении положения в пространстве элементов системы передачи информации, при изменении условий распространения связных радиоволн, при появлении случайных и преднамеренных помех с "незапланированных направлений" и т.п. Сохранение возможностей пространственного ресурса в таких условиях обеспечивают методы пространственно-временной обработки сигналов (ПВОС), принимаемых на разнесенные в пространстве или по поляризации элементы антенных систем. Обработка сигналов осуществляется по специальным алгоритмам, которые адаптируются к изменяющейся сигнально-помеховой обстановке (СПО), и поэтому устройства, реализующие такую обработку колебаний, принимаемых антенными системами, носят название адаптивных антенных систем (ААС), адаптивных антенных решеток (ААР), автоматических компенсаторов помех (АКП) и т.п.

Теория пространственно-временной обработки сигналов, включающая в себя теорию адаптивных антенных систем, предназначенных для пространственной режекции помех, разрабатывается в течение последних трех десятилетий, основные принципы, критерии и алгоритмы ПВОС изложены в монографиях Монзинго Р.А., Миллера ТУ. Адаптивные антенные решетки. Введение в теорию: Пер. с англ.*- М.: Радио и связь,-1086,

I СОС НАЦИОНАЛЬНАЯ | 1 БИБЛИОТЕКА I

Уидроу Б., Стирнза С. Адаптивная обработка сигналов. Пер. с англ. -М.: Радио и связь, 1989 и др. Однако, классические алгоритмы компенсации помех, приведенные в указанных монографиях, а также их модификации в большинстве последующих работ, предполагают стационарность сигнально-помеховых условий, когерентность электромагнитного поля по-меховой и сигнальной радиоволн на апертуре антенной системы, некоррелированность антенных колебаний сигнала и помехи, наличие каких-либо априорных сведений о различиях сигнала и помех. Эти предположения в реальной радиосвязи практически никогда не выполняются. Реальные каналы распространения связных радиоволн далеки от идеализированных моделей, параметры помех априори не известны, и это ограничивает применимость классических методов обработки сигналов. Поэтому возникла парадоксальная ситуация: теория потенциальной помехоустойчивости алгоритмов компенсаций помех давно построена, необходимость борьбы с помехами - несомненна, а практического ее воплощения добиться до настоящего времени не удавалось. Для компенсации помех в каналах радиосвязи требовались высокоскоростные алгоритмы пространственной адаптации, способные быстро реагировать на сильную нестационарность сигнально-помеховой обстановки.

В 1995 г. автором диссертации совместно с Ю.В. Шишкиным был предложен адаптивный алгоритм компенсатора помех, основанный на новом принципе сепарации (разделения) смеси антенных колебаний от нескольких источников радиоизлучения на парциальные колебания и выделения их на нескольких выходах сепаратора [1]. Эта работа положила начало исследованию путей решения крупной научной проблемы, имеющей важное хозяйственное и оборонное значение - создания пространственного компенсатора помех для реальных каналов радиосвязи и введения нового элемента помехозащиты в состав действующих систем связи и управления.

Целью диссертационной работы является исследование возможностей адаптивной пространственной компенсации помех в реальных системах связи, разработка адаптивных алгоритмов пространственной сепарации сигнала и помех и принципов построения устройств, реализующих созданные алгоритмы, исследование влияния характеристик линий радиосвязи на эффективность работы этих устройств и, в конечном счете, введение пространственного ресурса в арсенал высокоэффективных средств поме-хозащиты радиолиний.

Научную новизну работы характеризуют следующие основные моменты:

• Разработан ряд экспериментальных комплексов для измерений параметров и характеристик помехозащищенных связных радиоканалов СДВ-ДМВ диапазонов как инструмент для изучения эффективности применения методов адаптивной пространственно-поляризационной режекции помех в реальных условиях радиосвязи.

• Исследованы потенциальные возможности пространственно-временной обработки сигналов по компенсации случайных и преднамеренных помех в каналах радиосвязи на основе анализа экспериментальных данных и теоретических изысканий.

• Исследованы механизмы ограничения эффективности подавления помех в каналах радиосвязи методами пространственно-временной обработки сигналов.

• Разработаны алгоритмы работы пространственно-поляризационных сепараторов полезного сигнала и помех для линий радиосвязи и теоретически исследованы их основные характеристики для различной сигнально-помеховой обстановки.

• Исследована эффективность использования компенсаторов помех в дискретных каналах связи СДВ, ДКМВ и МВ-ДМВ диапазонов в присутствии преднамеренных помех на системе экспериментально-технологических радиотрасс.

• На основании разработанных новых принципов построения адаптивных пространственно-корреляционных сепараторов помех созданы образцы изделий, и проведены их испытания на стендах, в полигонных условиях, а также в действующей системе ДКМВ радиосвязи.

Научная и практическая ценность. Проведенные исследования расширяют представления о структуре электромагнитного поля радиоволн в реальных каналах радиосвязи различных диапазонов, оказывающей существенное влияние на качество приема связных сигналов и определяющей пределы эффективности методов пространственно-временной обработки сигналов применительно к проблеме компенсации помех в каналах с быстрыми замираниями и сильно выраженной частотной селективностью замираний. На основе анализа данных экспериментальных исследований сформулированы требования и ограничения, которые должны учитываться при построении пространственных компенсаторов помех, что позволило разработать ряд высокоэффективных алгоритмов сепараторов сигнала и помех, обеспечивающих выделение полезного сигнала из смеси сигнала с мощными помехами в различной сигнально-помеховой обстановке.

Результаты, полученные в диссертации, используются в работах по созданию адаптивных алгоритмов пространственно-временной обработки сигналов, ориентированных на повышение помехозащищенности систем и средств радиосвязи. Они позволяют кардинально повысить эффективность использования пространственного ресурса радиолиний по борьбе с помехами разного типа при помощи адаптивной пространственно- поляризационной режекции и, благодаря этому, существенно повысить пропускную способность каналов радиосвязи.

На основе проведенных в диссертационной работе исследований были построены адаптивные пространственно-корреляционные компенсато-

ры помех СДВ и ДКМВ диапазонов, предназначенные для использования в действующих системах связи и управления.

Личный вклад. Исследования, результаты которых приведены в диссертации, выполнены под руководством автора в больших авторских коллективах. В диссертации подробно излагаются только те результаты, вклад автора в которые был существенным на всех этапах, включая постановку задачи, подготовку аппаратуры и непосредственное проведение эксперимента, теоретический анализ и обсуждение полученных данных, подготовку публикаций.

Апробаиия результатов. Диссертация выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии "Научно-производственное предприятие "Полет". Основное ее содержание опубликовано в работах [1-33] и докладывалось на Межведомственном научном семинаре 'Распространение радиоволн и проблемы радиосвязи ДКМВ диапазона" (Н.Новгород, 1991 г), на научно-технической конференции "Направления развития систем и средств радиосвязи" (г. Воронеж, 1996 г.), на Международных научно-технических конференциях "Радиолокация, навигация и связь" в г.Воронеже (IV, 1998 г.; VI, 2000 г.; VII, 2001 г.; VIII, 2002 г.; IX, 2003 г.), на II Международной научно-практической конференции "Системы и средства передачи и обработки информации" (Одесса, Украина, 1998г.), на X научно-технической конференции "Проблемы радиосвязи" (Н.Новгород, 1999 г.), на Международной специализированной выставке-конференции военных и двойных технологий "Новые технологии в радиоэлектронике и системах управления" (Н.Новгород, 2002 г.).

Всего по теме диссертации опубликовано 66 работ, в том числе 24 статьи в отечественных и зарубежных научных журналах и тематических сборниках, 41 тезисы докладов в трудах международных и отечественных конференций, 1 авторское свидетельство.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из Введения, шести глав и Заключения.

Работа содержит 239 страниц основного текста с 131 рисунком и 10 страниц списка цитируемой литературы (129 названий).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении дана общая характеристика работы и кратко изложено ее основное содержание.

Первая глава посвящена постановке рассматриваемой проблемы. В подразделе 1.1 проанализированы условия, в которых работают современные системы связи. В нем рассмотрены свойства основных каналов радиосвязи, оказывающие наибольшее влияние на пространственно-временную обработку принимаемых сигналов.

Далее приведена классификация помех в каналах радиосвязи, подробно рассмотрены характеристики наиболее опасных преднамеренных помех и проанализированы основные методы борьбы с помехами (подраздел 1.2).

В подразделе 1.3 показано, что эффективным средством борьбы с помехами различных типов является их пространственная компенсация. Основные принципы, критерии и алгоритмы ПВОС изложены в подразделе 1.3.1. Возможности ЦВОС по повышению помехозащищенности приема, увеличению пропускной способности и энергопотенциала каналов радиосвязи изложены в подразделе 1.3.2. В этом же разделе проанализировано современное состояние дел в практике применения пространственных компенсаторов помех (п.1.3.3).

Рис.1 Пространственный ресурс радиолиний.

Результатом такого анализа является формулировка проблемы настоящего исследования, приведенная в заключительном подразделе первой главы (п.1.4). На рис.1 в условном виде трехмерного изображения приведены физические ресурсы радиолинии, которые используются при передаче информации: полоса частот Ж и интервал времени Т, в течение которого идет прием/передача сигнала. Мощная преднамеренная помеха (а иногда и случайная помеха) способна накрыть своим излучением область двумерного пространства на плоскости частота-время, занятое полезным сигналом, и исключить, тем самым, возможность приема сообщения. Однако, тот фркт, что пространственные параметры радиоволн помехи и сигнала различны (разница углов прихода и/или коэффициентов поляризации обусловлены как различием в географии источников, так и эффектами излучения и распространения радиоволн), обеспечивает появление пространственного ресурса Д, использование которого позволяет исключить воздействие помехи на прием полезного сигнала. Таким образом, целью данного исследования является существенное повышение эффективности использования пространственного ресурса радиолиний связи в арсенале средств борьбы с помехами реальных систем радиосвязи различных диапазонов длин волн.

Для решения этой проблемы необходимо было провести детальное изу-

просгранство (азимут, угол места, поляризация)

частота

чение реальных свойств радиосигналов, прошедших через канал распространения, и определение всех дестабилизирующих факторов, ограничивающих теоретически возможные высокие характеристики подавления помех методами ПВОС. Поэтому потребовалось создать аппаратную базу, методику экспериментальных исследований и провести набор статистики важных для целей настоящей работы параметров радиоволн на реальных радиотрассах.

Во второй главе диссертации дается описание установок (стендов) различных диапазонов длин волн, созданных для экспериментальных исследований свойств радиосигналов, принимаемых различными антеннами. В первом подразделе второй главы приводится описание разработанных экспериментальных установок СДВ диапазона (п.2.1), второй подраздел посвящен описанию созданных стендов ДКМВ диапазона (п.2.2), в подразделе 2.3 приводится описание особенностей построения двухканального приемного устройства МВ-ДМВ диапазона. Многоканальные приемные устройства с разнесенными антенными элементами, являющиеся основой этих установок, должны работать от общего опорного генератора и обеспечивать перенос спектра радиосигналов с рабочей частоты на низкую промежуточную частоту с сохранением фазовых соотношений между каналами. По такому принципу было построено большинство экспериментальных установок, в одних из которых подобная возможность объединения опорных генераторов была предусмотрена в используемых серийных радиоприемных устройствах (РПУ) (стенды IV-VII), в других установках серийные радиоприемники были переработаны для обеспечения синхронности приема (стенды I, III, VIII). Все эти стенды различались типом используемых РПУ, типом антенных элементов, числом ветвей разнесения, видом разнесения (пространственный или поляризационный разнос), типом аналого-цифровых преобразователей и средств цифровой обработки сигналов. Один из стендов СДВ диапазона представлял из себя уникальную установку, состоящую из высокочувствительной активной приемной антенной системы (две скрещенные магнитные рамки и электрическая антенна) и трехканального приёмного устройства с прямым преобразованием частоты - стенд II (п.2.1.2).

При помощи этих стендов был осуществлен ряд натурных измерений характеристик радиоволн, влияющих на эффективность ПВОС.

Результаты экспериментальных исследований этих свойств радиосигналов приведены в третьей главе диссертации [5]. В этом разделе работы обсуждается методика измерений, основанная на использовании квадратурного автокомпенсатора для пространственной режекции одной помехи (п.3.1). В результате измерений экспериментально установлена потенциальная эффективность подавления помех в реальных каналах связи СДВ диапазона (п.3.2) и ДКМВ диапазона (п.3.3) пространственными (поляризационными) компенсаторами помех. В п.3.2 диссертации экспериментально показано, что в СДВ диапазоне компоненты электромагнитного поля

радиоволны, принимаемые поляризованной антенной, имеют достаточно высокую степень когерентности. Это обеспечивает возможность компенсации станционных СДВ помех при помощи ААС до 30-40 дБ. Ограничивающим эффективность пространственной обработки фактором в низкочастотных диапазонах является импульсная компонента атмосферного шума, представляющая из себя дополнительную помеху, случайным образом вызывающую сбои в настройке вектора весовых коэффициентов ААС.

В п.3.3 представлены результаты экспериментальных измерений коэффициента подавления помех различного типа в ДКМВ радиоканалах. Показано, что степень режекции помех методами пространственно-временной обработки снижается при увеличении полосы принимаемого сигнала (помехи): - средний коэффициент подавления помехи падает от 20-30 дБ (случай квазимонохроматической помехи) до 12 дБ (случай помехи типа частотный телеграф с девиацией частоты 500 Гц) [5].

На основе полученных экспериментальных данных в п.3.4 анализируются факторы, ограничивающие возможности ПВОС [6]. Основные ограничения, которые необходимо учитывать при оценке эффективности пространственной обработки, возникают вследствие нестационарности каналов связи (п.3.4.1), наличия импульсных шумов и многолучевого характера распространения сигналов и помех, приводящего к появлению задержек во времени прихода различных лучей помехи (п.3.4.2), к селективным замираниям радиосигналов (п.3.4.3) и к межсимвольной интерференции (п.3.4.4). В подразделе 3.4.5 приведен анализ экспериментальных данных, характеризующих влияние многолучевости на пространственную обработку сигналов.

Четвертая глава работы посвящена теоретическому исследованию нового класса компенсаторов помех — сепараторов, обеспечивающих разделение сигнально-помеховой смеси на составные компоненты, излучающиеся разными источниками. Применение принципа сепарации в устройствах пространственной компенсации помех обусловлено необходимостью режекции помех произвольного типа, в том числе сигналоподобных (имитационных, ретрансляционных) помех. В отсутствии отличительных признаков полезного сигнала сепаратор разделяет сигнал и помехи по разным выходам, и тем самым обеспечивает прием сообщения по сигнальному выходу.

В этом разделе диссертации вначале рассматриваются общие принципы сепарации сигнала и помех, основанные на спектральном разложении смесей по собственным векторам корреляционной функции, на требовании о независимости сигнала и помех, которое можно сформулировать в виде некоторого критерия (стоимостной функции), и другие (п.4.1).

В подразделе 4.2 предложен и исследован новый алгоритм с предварительным ортонормированием входных колебаний, построенный по критерию минимума среднеквадратичной ошибки, но использующий выходной сигнал компенсатора для формирования эталонного колебания, который

по петле обратной связи поступает на процедуры Уидроу-Хоффа. Этот алгоритм Уидроу-Хоффа с Ортонормированием получил название УХО (рис.2)[1,7,9].

Винеровское решение задачи поиска матрицы оптимальных весовых коэффициентов W = Кц^Лца и вектора выходных колебаний сепаратора z = Wu по корреляционной матрице входных колебаний Нцц = Е{ии'}, вектору эталонных колебаний <й, и матрице взаимной корреляции входных и эталонных колебаний Нщ1(,= Е{«1г1^} ищется рекуррентным образом:

М^! = Ш* +

где е - вектор сигналов ошибки, операция модуля и значок деления в последней формуле обозначают поэлементную нормировку элементов вектора эталонных колебаний на их абсолютную величину. Строки матрицы весовых коэффициентов представляют из себя транспонированные вектора весов для разных выходов.

Рис.2. Блок-схема адаптивного приемного устройства с сепаратором сигнала и помех. РПУ - линейные схемы усиления-преобразования сигналов (радиоприемные устройства); АЦП - аналого-цифровой преобразователь; АРУ - процедуры автоматической регулировки усиления; ОРТ - ортогональное преобразование сигналов Грама-Шмидта; Уидроу - М процедур Уидроу-Хоффа; ОГР - ограничители выходных сигналов; ОГ - общие гетеродины.

Результаты исследований эффективности алгоритма УХО с двумя и

тремя ветвями разнесения, проведенные методами численного моделирования, показали его высокие характеристики:

• алгоритм обеспечивает подавление непрерывной помехи произвольного типа

• отношение мощности сигнала к сумме мощности помехи и мощности шума (ОСПШ) на выходе компенсатора практически не зависит от уровня помехи на входе и линейно возрастает с ростом мощности сигнала

• алгоритм по критерию МСКО в отсутствие направленных помех обеспечивает когерентное сложение сигналов (выходное отношение сигнал/шум равно сумме входных отношений сигнал/шум)

• эффективность алгоритма сепарации не зависит от типа ААС и является достаточно высокой для антенных систем, состоящих как из идентичных элементов, разнесенных в пространстве, так и из антенных элементов с различными диаграммами направленности с общим фазовым центром

• ОСПШ на выходе возрастает при увеличении углового разноса между источниками сигнала и помехи, угловое разрешение сепаратора зависит только от отношения мощности полезного сигнала к мощности шумов приемника, близко к потенциально достижимой величине (с априорной информацией об азимутах сигнала и помех) и для 2-х канального компенсатора составляет Да = 1° для отношения сигнал/шум (с/ш) на входе с/ш = 40 дБ; Да =5° для с/ш = 30 дБ; Да = 10° для с/ш = 20 дБ и Да =30° для с/ш = 10 дБ.

• динамические характеристики сепаратора инвариантны к сигнально-помеховой обстановке и регулируются шагом настройки процедур Уидроу-Хоффа

• время настройки составляет несколько информационных бит ( < 10 бит) при допустимом отношении ОСПШ на выходе компенсатора И2 > 10 дБ

• сепаратор обладает глубоким гистерезисом по отношению помеха/сигнал на входе, что обеспечивает удержание сигнала и помех на выходах устройства при флуктуациях уровней входных колебаний

Наряду с рассмотренным в предыдущем подразделе алгоритмом, существуют известные алгоритмы, решающие задачу вычисления весовых коэффициентов по критерию СКО, один из которых реализует непосредственное обращение выборочной ковариационной матрицы входных процессов (НОМ), другие образуют целый класс градиентных алгоритмов,

осуществляющих рекуррентное вычисление весов. Среди этого класса наиболее эффективными и экономичными по вычислительным затратам представляются алгоритм минимизации СКО (МСКО) (носящий также названием етод наименьших квадратов или алгоритм Уидроу-Хоффа), а также предложенный автором алгоритм МСКО с предварительной ортонорми-ровкой входных процессов (п.4.2).

В подразделе 4.3 работы проводится сравнительный анализ эффективности сепараторов помех, построенных по изложенным выше алгоритмам, в стационарных каналах радиосвязи [10]. При этом акцент сделан на исследовании малоэлементных адаптивных антенных систем, состоящих из двух пространственно или поляризационно разнесенных антенных элементов, наиболее применимых для мобильных объектов радиосвязи. На основе аналитических расчетов, которые можно провести в определенных приближениях (асимптотический предел, заданные эталонные колебания), показана эквивалентность этих алгоритмов.

В нестационарных каналах связи эта эквивалентность нарушается. Четвертая часть этого раздела посвящена особенностям работы алгоритмов МСКО при условиях ограниченного времени усреднения при вычислении весовых коэффициентов [10]. Показано, что в отличии от алгоритмов НОМ и УХО, сохраняющих свои возможности по подавлению помех и имеющих близкие характеристики, при малом времени накопления классический алгоритм наименьших квадратов (УХ) резко теряет свою эффективность, вплоть до полной неработоспособности.

В пятом подразделе данной главы предложен и исследован новый упрощенный алгоритм сепаратора, один из выходов которого реализует критерий максимума подавления помехи, относящийся к классу субоптимальных алгоритмов [11]. Наличие предпроцессора ортонормировки перед оптимальным алгоритмом минимизации СКО в алгоритме УХО обеспечивает возможность упрощения второго адаптивного процессора и исключения второго блока Уидроу-Хоффа. Тем самым, в 2-х канальном варианте сепаратора с Одной процедурой Уидроу-Хоффа с предварительной Ортонормировкой (алгоритм получил название ОУХО) второе выходное колебание z2 формируется при помощи вектора весовых коэффициентов для первого выхода "" "" по следующему правилу:

= ИЪ • + ИЪ • У2 = И? • У! - И? • й ?

где у1,у2 - антенные колебания после ортонормирующего преобразования. Эффективность нового алгоритма исследовалась аналитическими и численными методами и оказалась близка к характеристикам оптимальных алгоритмов за исключением узкой области при малых угловых разносах и слабой помехе, где потери в ОСПШ (по сравнению с оптимальными алгоритмами) могут достигать десятков дБ.

Кроме более простой реализации по сравнению с УХО и НОМ, вновь предложенный алгоритм ОУХО имеет очень важное достоинство - второй

выход алгоритма почти не теряет своей эффективности при уменьшении времени настройки, что обусловлено отсутствием второго эталонного колебания, искаженного в формирователе эталонных колебаний процедурой декорреляпии с колебанием первого выхода.

При исследовании эффективности данных алгоритмов сепарации показано, что они обеспечивают "слепое" разделение сигнала и помех в условиях полного отсутствия априорной информации и для помех разного типа: сигналоподобных и шумоподобных, АМ, ЧМ, ФМ (помех с амплитудной, частотной и фазовой модуляцией). Вместе с тем, в подразделе 4.2 показано, что прерывистая помеха (импульсная помеха) способна значительно ухудшать компенсационные способности компенсатора [9].

Вопросу борьбы с прерывистой помехой методами пространственной компенсации посвящен подраздел 4.6, в котором предложен и исследован алгоритм оптимального сепаратора сигнала и помех с устройством борьбы с прерывистой помехой [22]. Показано, что используя принцип дополнительного эталонного колебания, заменяющего на время настройки эталонное колебание, получаемого из выходного сигнала компенсатора, можно сохранить полезный сигнал на первом выходе сепаратора и скомпенсировать помеху. Дополнительное эталонное колебание формируется специальным образом и подключается при обнаружении резкого возрастания мощности входных процессов. В диссертации рассмотрены два механизма формирования дополнительного эталонного колебания, методами имитационного моделирования исследованы их характеристики в различной сигнально-помеховой обстановке.

В шестом подразделе диссертационной работы предложен алгоритм пространственного сепаратора ФТ сигнала (сигнала с манипуляцией типа фазовый телеграф) и помех разного типа и рассмотрены особенности его работы [19]. Основное отличие от алгоритма, изложенного в п.4.2, блок-схема которого приведена на рис.2, заключается в способе формирования эталонного колебания: для ФТ сигнала эталонное колебание формируется при помощи инверсии спектра жесткоограниченного выходного колебания. Для случая цифровой обработки комплексных амплитуд последняя процедура эквивалентна процедуре комплексного сопряжения

В результате проведенных исследований было установлено, что предлагаемый алгоритм пространственно-корреляционного сепаратора для ФТ сигналов подобно алгоритму, рассмотренному в п.4.2, обеспечивает компенсацию помех разного типа с достаточно высокой эффективностью, обладает высокой угловой разрешающей способностью и частотной избирательностью и обладает небольшим временем настройки, не зависящим от уровней сигнала и помехи на входе сепаратора. Эти характеристики компенсатора обеспечивают его применимость в реальных радиолиниях, использующих фазоманипулированные сигналы, для повышения их помехозащищенности от случайных и преднамеренных помех.

В п.4.8 рассмотрен алгоритм сепаратора для сигнала с манипуляцией

типа амплитудный телеграф (АТ) [27,29]. Принцип работы такого компенсатора заключается в преобразовании входных АТ колебаний в ФТ колебания при помощи предпроцессора компенсации постоянной составляющей. Такое конструирование ФТ сигнала сохраняет амплитудно-фазовые различия в ветвях разнесения, что позволяет воспользоваться ФТ алгоритмом.

Результаты исследований энергетических, угловых характеристик также оказались подобными приведенным выше аналогичным характеристикам ЧТ- и ФТ-алгоритмов, т.е. АТ-сепаратор обеспечивал хорошее разделение АТ-сигнала и мощной АТ-помехи, работающей на той же самой несущей частоте, что и сигнал. Единственное отличие заключалось в увеличенном времени настройки сепаратора, которое определялось временем инерции конструктора ФТ колебания и составляло 40-80 бит полезного сигнала.

В тех случаях, когда имитационная помеха имела сдвиг несущей частоты, сепаратор реализовывал свою высокую частотную избирательность и быстро подавлял помеху (время настройки составляло менее 10 бит).

На основе разработанных алгоритмов для сигналов с частотной, фазовой и амплитудной манипуляцией (п.п.4.2, 4.7, 4.8) предложен новый алгоритм ПВОС, обеспечивающий компенсацию помех, испытывающих селективные замирания (п.3.4.3). Как показано в разделе 3, спектральные компоненты радиосигнала, прошедшего через многолучевый канал связи, испытывают замирания, происходящие в различные моменты времени, т.е. замирания имеют селективный по частоте характер. Применительно к ЧТ сигналам это означает независимость замираний частотных составляющих "нажатия" и "отжатая". Возникающая при этом разность набегов фаз между "нажатием" и "отжатием" приводит к невозможности скомпенсировать такое колебание компенсатором с единым весовым коэффициентом (п.3.4.5). Основной принцип, заложенный в новый алгоритм пространственной обработки колебаний с двух антенн, заключается в построении сепаратора с четырьмя ветвями разнесения, в котором осуществляется взвешенное суммирование отдельно для "нажатия" и "отжатая", но с общим эталонным колебанием, формируемым в петле обратной связи.

В диссертации приводится детальное описание алгоритма и результаты исследования его эффективности численными методами. Показано, что при возникновении глубоких селективных замираний помехи предложенный алгоритм, в отличие от всех известных, не утрачивает своей эффективности и обеспечивает достаточно высокое ОСПШ на своем выходе.

В заключительном подразделе четвертой главы (п.4.10) исследован асимптотический алгоритм 4-х канального сепаратора и произведено сравнение с предельными характеристиками оптимального алгоритма [30,31].

В п.4.10 установлено, что предельная (потенциально достижимая) помехоустойчивость может быть получена лишь при полной априорной информации о сигнально-помеховой обстановке. Но и при этом возможно-

сти оптимального компенсатора не безграничны и определяются уровнем полезного сигнала на входе алгоритма (отношением сигнал/шум приемника), уровнем внешнего изотропного шума, соотношением углов прихода сигнала и помех и, в меньшей степени, уровнем помех. Для количественной оценки этих возможностей в данном разделе диссертации введена вероятность приема сигнала с заданным качеством Р при случайных углах прихода сигнала и помех, и проанализировано влияние параметров СПО на эту величину. Обнаружено, что на эффективность работы алгоритма значительное влияние оказывает конфигурация антенной системы и показана предпочтительность антенной решетки типа "звезда" (три антенных элемента по углам секторов в 120°, один в центре). При отношении с/ш на входе 8=20 дБ "звезда" обеспечивает необходимую помехоустойчивость в 80% случаев, при увеличении ,5 > 20дБ эта величина стремится к 100%.

На основе имитационной модели предложенного асимптотически оптимального алгоритма 4-х канального компенсатора показано, что он обеспечивает эффективную компенсацию трех помех, обладает достаточно небольшим временем настройки и способен обеспечивать повышение помехоустойчивости в априорно неизвестной сигнально-помеховой обстановке. Основные характеристики алгоритма качественно совпадают с аналогичными характеристиками оптимального решения. Количественный проигрыш асимптотически оптимального решения для реальных параметров корреляторов и систем АРУ оптимальному решению составляет около 9 дБ и уменьшается с увеличением времени усреднения.

В пятой главе диссертации приведены результаты экспериментальных исследований разработанных алгоритмов в реальных каналах радиосвязи СДВ (п.5.1), ДКМВ (п.5.2, п.5.3) и МВ-ДМВ (п.5.4) диапазонов. Эксперименты осуществлялись на лабораторных макетах компенсаторов помех в условиях радиополигона с привлечением системы экспериментально-технологических радиотрасс и доказали принципиальную возможность и достаточно высокую эффективность ПВОС по компенсации преднамеренных и случайных помех разного типа, в различных диапазонах, на большом наборе радиотрасс и пр.

В п.5.1 на макете трехканального компенсатора СДВ диапазона экспериментально показана возможность компенсации двух мощных сигнало-подобных помех на сигнальном выходе и выделения их на двух других выходах сепаратора. Подавление помеховых колебаний на выходных каналах устройства в отсутствии импульсных шумов составило не менее 40 ДБ.

В п.5.2 приводятся результаты натурных испытаний макета двух-канального компенсатора ДКМВ диапазона, проведенных в полигонных условиях с привлечением системы экспериментальных радиотрасс [14,16,17,23]. Экспериментально установлено, что и в нестационарном многолучевом канале возможна эффективная пространственная обработка радиосигналов и достижимый выигрыш достаточно высок: коэффициент

подавления помех составляет 20 дБ и более. Время настройки сепаратора определялось лишь минимальным временем для обнаружения корреляционных отличий сигнала и сигналоподобной помехи и составляло около 5 элементарных посылок (бит).

Вместе с тем, в отличии от СДВ диапазона, в многолучевом канале, ярким представителем которого является ДКМВ канал распространения, в пространственно-корреляционных сепараторах сигнала и помехи возможно явление перезахвата - неконтролируемого перехода сигнала с одного выхода сепаратора на другой. Особенности этого явления и методы борьбы с ним приведены в п.5.2.

В этом же подразделе проведен сравнительный анализ эффективности разных алгоритмов сепараторов помех, построенных по критерию МСКО, в реальных каналах связи [10]. Тестирование алгоритмов в условии мощной помехи показало, что помехоустойчивость УХ достаточно высока, однако время настройки УХ составило 12.6 с, что почти на 2 порядка превысило время настройки УХО (0.17 с) и НОМ (0.17 с). Такая медленная настройка УХ совершенно зачеркивает его компенсационные способности. В сравнительных экспериментах было установлено, что эффективность двух алгоритмов (УХО и ОУХО) близка - ОСПШ второго выхода ОУХО отличается от ОСПШ второго выхода УХО в среднем не более, чем на 0.5 дБ.

В п.5.4 приводится описание макета МВ-ДМВ компенсатора, в котором был реализован тот же алгоритм (УХО), и экспериментального полигонного комплекса, на котором были проведены испытания компенсатора на радиотрассах "земля-земля" и "летательный аппарат (ЛА)-земля" [26]. В результате натурных испытаний:

1.Установлено, что в условиях развернутых радиотрасс достигается энергетический выигрыш компенсационного канала по сравнению с опорным каналом около 26 дБ. Это приводит к тому, что снижается вероятность ошибки на бит (от 0.495 до 0.0059)и значительно повышается пропускная способность МВ-ДМВ радиосвязи (от 0.003 до 0.917).

2. Экспериментально измерены зависимости качества связи в компенсационном канале от отношения помеха/сигнал, которые показали слабую зависимость эффективности работы компенсатора от данного параметра, что подтверждает теоретические расчеты.

3. Проведены несколько циклов измерений эффективности работы компенсатора в канале "борт-земля" в различных конфигурациях радиотрассы. Установлен положительный эффект применения компенсатора помех, проявляющийся в увеличении дальности связи с ЛА по сравнению с незащищенным каналом (в 2-3 раза) в условиях воздействия на радиолинию преднамеренной сигналоподобной помехи.

4. Экспериментально измерены зависимости качества связи в компенсационном канале от азимутального разноса источников помех и сигнала, которые также оказались близки к ожидаемым из теоретических прогно-

Результаты, полученные в диссертационной работе, стали основой для построения конструктивных макетов компенсаторов помех ДКМВ и СДВ диапазонов и позволили осуществить экспериментальное исследование их эффективности путем лабораторных и трассовых испытаний [15,32-33]. Описанию этих устройств и результатов испытаний посвящена шестая глава диссертации. В ходе сравнительных испытаний с привлечением большого набора данных экспериментально доказано, что введение компенсатора помех в действующую систему связи повышает ее помехозащищенность на 20-26 дБ, что обеспечивает возможность приема сообщений в условиях значительного энергетического превышения преднамеренной помехи над полезным сигналом (рис.3).

ЗОВ

Рис.3. Надежность приема сообщений по опорному и компенсационно-

му каналам в присутствии: а) сигналоподобной помехи; б) шумоподобной помехи; в) сводные данные по всем дням испытаний.

Из полученных данных можно сделать следующие выводы:

1. В условиях отсутствия преднамеренной помехи надежность приема сообщений составила 100% (за счет высокой избыточности сигнала применения исправляющего кодирования).

2. В условиях воздействия помехи (сигналоподобной или шумоподоб-ной) надежность приема по опорным каналам падала от 100% до 0% при превышении помех обоих типов над сигналом от 0 дБ до 15 4- 17 дБ, при этом надежность приема по компенсационным каналам оставалась близкой к 100% до уровня превышения помехи над сигналом 20 -т 23 дБ.

3. Прием сообщений по компенсационному каналу становится невозможным при превышении помехи над сигналом более 35 -г 40 дБ.

В Заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ

1. Решена крупная научная проблема, имеющая важное хозяйственное и оборонное значение — введение эффективного средства помехозащиты в состав каналообразующей аппаратуры систем радиосвязи.

2. Разработаны принципы построения и созданы автоматизированные стенды СДВ-ДМВ диапазонов для проведения исследований пространственно-временной структуры электромагнитного поля радиоволн в диапазоне рабочих частот от 3 кГц до 400 МГц. Разработана методика измерений основных параметров связных радиоволн, и экспериментально изучены свойства реальных каналов связи с точки зрения пространственно-временной обработки радиосигналов. Создана экспериментальная база для испытаний, отладки и доводки разрабатываемых алгоритмов ПВОС в реальных каналах связи. Создана электронная база экспериментальных данных с типичными примерами сигнально-помеховой обстановки, представляющая из себя записи комплексных колебаний с разнесенных антенных элементов. Наличие образцовых записей радиосигналов, прошедших реальные каналы связи с помехами разного типа, обеспечивает возможность лабораторного тестирования и отладки новых методов и алгоритмов приема радиосигналов.

3. Выявлены и исследованы основные дестабилизирующие факторы, воздействующие на прием сигналов в каналах радиосвязи: импульсные помехи естественного и индустриального происхождения, нестационарность СПО, селективные замирания по частоте, межсимвольная интерференция, явление створов — эффект потери пространственных различий между сигналом и помехой. Установлена степень их влияния на ПВОС в разных радиодиапазонах.

4. Разработаны эффективные алгоритмы адаптивной пространственно-временной обработки сигналов, способные обеспечивать повышенную по-

мехозащищенность реальных радиолиний в условиях априорной неопределенности о параметрах помех, которые могут иметь произвольную, в том числе и равную сигналу, мощность и другие параметры, совпадающие с соответствующими параметрами сигнала (несущую частоту, спектр, модуляцию и т.д.).

5. Для проверки возможностей ПВОС в реальных каналах связи разработаны лабораторные макеты компенсаторов помех СДВ, ДКМВ и МВ-ДМВ диапазонов. Развернуты экспериментальные радиотрассы и проведены натурные эксперименты. Полученные результаты свидетельствуют о том, что в присутствии преднамеренной помехи качество канала связи снижается до неприемлемой величины. Включение компенсаторов, как обосновано в диссертационной работе, обеспечивает снижение вероятности ошибки до величин, соответствующих безпомеховой ситуации (каналу связи без преднамеренной помехи).

В результате проведенных натурных испытаний в ДКМВ диапазоне показано, что компенсатор обеспечил значительное повышение помехозащищенности приема в условиях преднамеренной помехи сигналоподобного типа по сравнению с опорным каналом (от 7% числа сеансов, в которых был возможен прием по опорному каналу с допустимым качеством, до 63% с применением компенсатора). Величина энергетического выигрыша превышала 20 дБ и в ряде сеансов достигала 35-38 дБ.

При натурных испытаниях макета компенсатора помех МВ-ДМВ диапазона в различных условиях установлено, что энергетический выигрыш компенсационного канала по сравнению с опорным каналом достигает 26 дБ. Это приводит к тому, что значительно повышается пропускная способность МВ-ДМВ радиосвязи (от 0.003 до 0.917), снижается вероятность ошибки на бит (от 0.495 до 0.0059), дальность связи с ЛА в присутствии помехи увеличивается в 2-3 раза. Экспериментально измерены зависимости качества связи в компенсационном канале от азимутального разноса источников помех и сигнала, которые оказались близки к ожидаемым из теоретических прогнозов.

6. В результате выполнения диссертационной работы разработаны и исследованы принципы построения компенсаторов помех и созданы устройства, сопрягаемые с каналообразующей аппаратурой комплексов связи. Проведенные испытания компенсатора помех в фрагменте действующей системы связи с реальной оконечной аппаратурой подтвердили ранее полученные результаты трассовых экспериментов с лабораторными и конструктивными макетами компенсаторов о значительном повышении помехозащищенности линий радиосвязи, оснащенных устройствами пространственной режекции помех. Созданные устройства обеспечили защиту как от шумоподобных, так и от сигналоподобных прицельных (и заградительных) помех с эффективностью не менее 20 дБ.

список^РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Метел ев С. А., Шишкин Ю.В. Устройство пространственного разде-

ления сигнала и помех, Тезисы конференции ВВИА им. Н.Е. Жуковского, Москва, 1995 г.

2. Акимов Ю.В., Горев П.В., Метелев СА., Анализ помехоустойчивости приема сигналов на фоне реальных помех, Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "Компьютерные методы исследования проблем теории и техники иередачи дискретных сигналов по радиоканалам", Евпатория 1990.- М.:Радио и связь, 1990.-c.97.

3. Горев П.В., Метелев С.А., О возможности подавления многолу-чевости в ^ диапазоне при помощи компактной адаптивной приемной системы. Тезисы докладов Межведомственного научного семинара 'Распространение радиоволн и проблемы радиосвязи ДКМВ диапазона".-Н.Новгород, 1991.- с. 15-16.

4. Горев П.П., Лисов С.А., Метелев С.А., Исследование эффективности адаптивной обработки радиосигналов KB диапазона при использовании трехэлементных поляризованных приемных антенн, Изв. Высш. уч.зав.,Радиофизика, N11, т.Зб, 1993 г., с.1032-1041.

5. Метелев С.А., Шишкин Ю.В., Лисов А.А. О предельной эффективности компенсации радиопомех ^ диапазона при пространственной обработке сигналов, Изв. Высш. уч.зав.,Радиофизика, N3, т.41, 1998 г., с.403-419.

6. Метелев С.А. Влияние многолучевости на эффективность компенсации помех в адаптивных антенных системах ^ диапазона, Изв. Высш. уч.зав.,Радиофизика, N 1, т.43, 2000 г., с.45-58.

7. Метелев С.А., Шишкин Ю.В. Устройство пространственного разделения сигнала и помех, Тезисы научно-технической конференции "Направления развития систем и средств радиосвязи", 23-25 апреля 1996 г., Воронеж, с.1131-1140.

8. Метелев С.А., Лисов А.А. Экспериментальные исследования сепаратора сигналов и помех на макете адаптивного приемного устройства, Тезисы научно-технической конференции "Направления развития систем и средств радиосвязи", 23-25 апреля 1996 г., Воронеж, с.1082-1091.

9. Метелев С.А., Шишкин Ю.В. Оптимальный пространственный разделитель сигналов и помех в каналах радиосвязи. 1. Численное моделирование. Изв. высш. уч. зав. Радиофизика, N3, т.40, 1997 г, с.378.

10. Метелев С.А., Об эффективности работы пространственных сепараторов сигнала и помех, построенных по критерию средней квадратичной ошибки. Изв. высш. уч. зав. Радиофизика, N3, т.43, 2000 г, с. 250-263.

11. Метелев С.А., Шишкин Ю.В., Принцип построения двухканального пространственного сепаратора сигнала и помехи с предварительным ортонормированием входных процессов. Изв. высш. уч. зав. Радиофизика, N2, т.43, 2000 г, с. 130-143.

12. Метелев С.А., Лисов А.А. Оптимальный пространственный разделитель сигналов и помех в каналах радиосвязи. 2.Экпериментальные исследования. Изв. высш. уч. зав. Радиофизика, N4, т.40, 1997 г., с.517-529.

13. Метелев С.А. Экспериментальные исследования влияния характеристик КВ канала на эффективность компенсации помех методами ПВОС. IV Международная научно-техническая конференция "Радиолокация, навигация и связь", 26-28 мая 1998 г, г.Воронеж, Труды конференции, т.1, стр.462-467.

14. Белоусов Е.Л., Волков В.П., Метелев С.А. Обеспечение помехозащищенности авиационных каналов связи методами ПВОС. Перспективы и реальность. IV Международная научно-техническая конференция "Радиолокация, навигация и связь", 26-28 мая 1998 г, г.Воронеж, Труды конференции, т.1, стр.506-512.

15. Артамонов М.В., Волков В.П., Кабаев Д.В., Метелев С.А., Сидоров Н.М., Чащина Н.А., Штейн Е.Р. Автоматический компенсатор преднамеренных помех для авиационных каналов связи. IV Международная научно-техническая конференция "Радиолокация, навигация и связь", 2628 мая 1998 г, г.Воронеж, Труды конференции, т.З, стр.1415-1426.

16. Брянцев В.Ф., Валов В.А., Ковалев В.А., Метелев СА. Испытания в системе экспериментально-технологических радиотрасс. IV Международная научно-техническая конференция "Радиолокация, навигация и связь", 26-28 мая 1998 г, г.Воронеж, Труды конференции, т.1, стр.487-493.

17. Метелев С.А., Валов В.А., Кабаев Д.В., Куликов А.В., Шишкин Ю.В. Экспериментальные исследования повышения пропускной способности каналов радиосвязи ДКМВ диапазона при помощи адаптивных пространственно-корреляционных компенсаторов преднамеренных помех. VI Международная научно-техническая конференция 'Радиолокация, навигация и связь", 2000 г, г.Воронеж, Труды конференции, т.2 , с.1140 -1145.

18. Метелев С.А. Использование пространственного ресурса для повышение помехозащищенности каналов радиосвязи, Труды II Международной научно-практической конференции "Системы и средства передачи и обработки информации", 7-12 сентября 1998г, Одесса, Украина, с. 68-69.

19. Метелев С.А., Волкова Е.Н., Шишкин Ю.В. Исследование эффективности алгоритма адаптивного пространственного разделителя ФТ сигнала и помехи. VI Международная научно-техническая конференция "Радиолокация, навигация и связь", 2000 г, г.Воронеж, Труды конференции, т.2 , с.1131 - 1139.

20. Метелев С.А. Алгоритмы МСКО для адаптивных сепараторов сигналов и помех, Сборник трудов X научно-технической конференции "Проблемы радиосвязи", Н.Новгород, 1999, с.117-119.

21. Метелев С. А., Волкова Е.Н. Эффективность работы пространственно-корреляционного компенсатора помех в присутствии преднамеренных имитационных помех. Сборник трудов X научно-технической конференции "Проблемы радиосвязи", Н.Новгород, 1999, с.113-116.

22. Артамонов М.В., Метелев С.А., Шишкин Ю.В. Исследование эф-

фективности адаптивных компенсаторов прерывистых помех в каналах радиосвязи. Сборник трудов X научно-технической конференции "Проблемы радиосвязи", Н.Новгород, 1999, с.92-94.

23. Артамонов М.В., Брянцев В.Ф., Валов В.А.,Волков В.П., Кабаев Д.В., Куликов А.В., Метелев С.А., Шишкин Ю.В. Натурные испытания адаптивных компенсаторов помех для радиолиний связи ДКМВ диапазона. Сборник трудов X научно-технической конференции "Проблемы радиосвязи", Н.Новгород, 1999, с.89-92.

24. Брянцев В.Ф., Валов В.А., Метелев С.А. Натурная модель системы связи ДКМВ диапазона. Сборник трудов X научно-технической конференции "Проблемы радиосвязи", Н.Новгород, 1999, с.100-103.

25. Ионов А.Г., Кабаев Д.В., Карачаров Э.А., Кочеганов В.Е., Метелев С.А., Разуваева О.С. Интегрированный комплекс для тестирования автоматических компенсаторов помех с пространственной обработкой сигналов в каналах радиосвязи. /II Международная научно-техническая конференция 'Радиолокация, навигация и связь", 2001 г, г.Воронеж, Труды конференции, т.2, с.799-807.

26. Метелев СЛ., Ахметов В.Н., Валов В.А., Ионов А.Г., Кабаев Д.В., Куликов А.В., Чащина Н.А., Шишкин Ю.В. Экспериментальное исследование эффективности адаптивного пространственного компенсатора помех МВ-ДМВ диапазона на радиотрассах "земля-земля" и "борт-земля", Радиотехника, №9, 2001, с.11-16.

27. Метелев С.А., Волкова Е.Н., Шишкин Ю.В. Алгоритмы пространственного разделения сигнала и помех с разными видами модуляции, Международная специализированная выставка-конференция военных и двойных технологий "Новые технологии в радиоэлектронике и системах управления", Н.Новгород, 2002, Тезисы докладов, с.180-181.

28. Волков В.П., Карачаров Э.А., Кочеганов В.Е., Метелев С.А. Специфика применения помехозащиты методами пространственно-временной обработки сигналов в радиостанции с псевдослучайной перестройкой рабочих частот, Международная специализированная выставка-конференция военных и двойных технологий "Новые технологии в радиоэлектронике и системах управления", Н.Новгород, 2002, Тезисы докладов, с.187-188.

29. Метелев С.А., Волкова Е.Н., Шишкин Ю.В. Алгоритм "слепого" разделения источников сигнала с амплитудной модуляцией и помехи, VIII Международная научно-техническая конференция "Радиолокация, навигация и связь", 2002 г, г.Воронеж, Труды конференции, т.1, с.417-423.

30. Метелев С.А., Волкова Е.Н. Пространственно-корреляционный компенсатор с четырьмя ветвями разнесения для каналов радиосвязи. 1. Оптимальное решение. IX Международная научно-техническая конференция "Радиолокация, навигация и связь", 2003 г, г.Воронеж, Труды конференции, т.И, с.804-813.

31. Метелев С.А., Волкова Е.Н. Пространственно-корреляционный компенсатор с четырьмя ветвями разнесения для каналов радиосвязи. 2.

Асимптотически оптимальный алгоритм. IX Международная научно-техническая конференция 'Радиолокация, навигация и связь", 2003 г, г.Воронеж, Труды конференции, т.И, с.814-834.

32. Метелев С.А., Валов В.А., Кабаев Д.В., Карачаров Э.А., Кочега-нов В.Е., Шишкин Ю.В. Экспериментальное исследование эффективности пространственно-корреляционного компенсатора помех в ДКМВ канале радиосвязи, Телекоммуникации, №1, 2004 г., с.23-30.

33. Кабаев Д.В., Карачаров Э.А., Кочеганов В.Е., Метелев С.А., Ра-зуваева О.С. Имитатор каналов радиосвязи для определения основных параметров пространственного компенсатора помех, Телекоммуникации, №12, 2003 г., с.24-30.

ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ. ВВЕДЕНИЕ.

1. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ.

1.1. Характеристики радиоканалов связи.

1.1.1. Основные особенности радиоканала СДВ диапазона.

1.1.2. Распространение радиоволн в ДКМВ диапазоне.

1.1.3. Радиоканал связи МВ-ДМВ диапазона.

1.2. Характеристики помех в каналах радиосвязи.

1.2.1. Классификация помех.

1.2.2. Радиоэлектронная борьба и технические средства РЭП.

1.2.3. Методы защиты от радиопомех и пространственная компенсация помех.

1.3. Пространственно-временная обработка сигналов в каналах радиосвязи.

1.3.1. Основные принципы, критерии и алгоритмы ПВОС (краткий обзор).

1.3.2. Возможности пространственной обработки сигналов.

1.3.3. Анализ современного состояния дел с компенсаторами помех в каналах радиосвязи.

1.4. Формулировка проблемы пространственной обработки сигналов в каналах радиосвязи.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА С РАЗНЕСЕННЫМ ПРИЕМОМ СИГНАЛОВ В КАНАЛАХ РАДИОСВЯЗИ.

2.1. Трехканальные приемники СДВ диапазона.

2.1.1. Трехканальное приемное устройство на базе Р8М-11 (стенд

2.1.2. Макет СДВ приемного устройства с прямым преобразованием сигнала (стенд II).

2.2. Аппаратура для исследования ПВОС в ДКМВ диапазоне.

2.2.1. Трехканальное приемное устройство с поляризационным разнесением антенн на базе комплекта FSM-11 (стенд III).

2.2.2. Трехканальное приемное устройство с поляризационным разнесением антенн на базе радиоприемников Р-399 (стенд IV).

2.2.3. Двухканальные приемные устройства с пространственным разнесением антенн.

2.3. Макет двухканального приемника МВ-ДМВ диапазона (стенд VIII).

2.4. Заключение к разделу.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПВОС ПО КОМПЕНСАЦИИ РАДИОПОМЕХ.

3.1. Метод измерений.

3.2. Потенциальные возможности пространственной обработки по подавлению СДВ помех.

3.3. Предельный коэффициент подавления помех методами пространственной обработки в ДКМВ канале радиосвязи.

3.4. Анализ дестабилизирующих факторов, ограничивающих степень подавления помех, в нестационарном и многолучевом канале связи.

3.4.1. Нестационарность параметров канала связи (квазимонохроматические помехи).

3.4.2. Влияние задержек между лучами на степень подавления помех.

3.4.3. Селективные замирания радиосигналов.

3.4.4. Межсимвольная интерференция.

3.4.5. Влияние многолучевости на пространственную обработку сигналов.

3.4.6. Выводы.

3.5. Опытные радиолинии МВ-ДМВ диапазона и динамические характеристики принимаемых радиосигналов.

3.6. Обсуждение результатов.

4. АЛГОРИТМЫ СЕПАРАЦИИ СИГНАЛА И ПОМЕХ.

4.1. Статистические принципы слепого разделения сигналов.

4.2. Оптимальный алгоритм сепаратора радиосигналов от нескольких источников по критерию СКО Уидроу-Хоффа с ортонорми-ровкой входных колебаний.

4.3. Асимптотическая оптимальность алгоритмов НОМ, УХ и УХО.

4.4. Исследование эффективности алгоритмов сепарации с конечным временем усреднения в корреляторах.

4.5. Субоптимальный алгоритм МСКО-МПП.

4.6. Адаптивный алгоритм компенсации прерывистой помехи.

4.7. Особенности алгоритма сепаратора сигналов с фазовой модуляцией.

4.8. Алгоритм сепаратора АТ сигналов.

4.9. Сепаратор ЧТ сигналов и помех для каналов с селективными замираниями.

4.10. Пространственный компенсатор помех с четырьмя ветвями разнесения.

4.11. Заключение к разделу.

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ СЕПАРАТОРОВ ПОМЕХ В КАНАЛАХ РАДИОСВЯЗИ.

5.1. Помехоустойчивость сепаратора сигналов в стационарном канале связи СДВ диапазона.

5.2. Особенности ПВОС в нестационарном многолучевом канале связи ДКМВ диапазона.

5.2.1. Общая характеристика результатов экспериментальных исследований эффективности компенсации помех в ДКМВ канале связи.

5.2.2. Явление перезахватов и способы борьбы с ними.

5.2.3. Сравнительный анализ эффективности разных алгоритмов сепараторов помех, построенных по критерию МСКО, в реальных каналах связи.

5.3. Экспериментальные исследования качества приема информации в дискретном ДКМВ канале связи в присутствии преднамеренных помех на системе экспериментально-технологических радиотрасс.

5.3.1. Испытания лабораторного макета (ЛМ) АКПП в канале с дискретными сообщениями и помехой с амплитудной модуляцией.

5.3.2. Натурные испытания лабораторного макета адаптивного компенсатора преднамеренных помех на радиотрассах Ах-тубинск - Н.Новгород и Ветлужская - Н.Новгород.

5.3.3. Испытания» макетов АКПП на реальных трассах с имитационной помехой в условиях радиополигона.

5.4. Пространственно-временная обработка сигналов в МВ-ДМВ диапазоне.

5.4.1. Компенсатор помех МВ-ДМВ диапазона и методика его испытаний в каналах радиосвязи в условиях преднамеренных помех.

5.4.2. Результаты испытаний компенсатора помех МВ-ДМВ диапазона на трассах "земля-земля".

5.4.3. Измерения качества связи на радиотрассе "воздух-земля".

5.4.4. Выводы из испытаний компенсатора помех в МВ-ДМВ диапазоне.

5.5. Экспериментальная база данных с различной СПО - инструмент для тестирования алгоритмов ПВОС реальными сигналами.

6. КОНСТРУКТИВНЫЕ МАКЕТЫ АДАПТИВНЫХ КОМПЕНСАТОРОВ ПРЕДНАМЕРЕННЫХ ПОМЕХ И РЕЗУЛЬТАТЫ НАТУРНЫХ ИСПЫТАНИЙ.

6.1. Особенности цифровой реализации пространственных компенсаторов помех.

6.2. Описание конструктивного макета АКПП.

6.3. Результаты лабораторных и трассовых испытаний КМ АКПП.

6.3.1. Лабораторный стенд для тестирования автоматических компенсаторов помех с пространственной обработкой сигналов в каналах радиосвязи.

6.3.2. Трассовые испытания КМ АКПП на радиополигоне "Вет-лужский".

6.3.3. Повышение помехозащищенности действующей системы радиосвязи при использовании компенсатора помех.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

Подписано к печати 26.08.2004. Формат 60 х 90/16. Бумага писчая. Объем 1,92 усл. п. л. Заказ 146. Тираж 100

«20121

529

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ.

1.1. Характеристики радиоканалов связи.

1.1.1. Основные особенности радиоканала СДВ диапазона

1.1.2. Распространения радиоволн в ДКМВ диапазоне.

1.1.3. Радиоканал связи МВ-ДМВ диапазона.

1.2. Характеристики помех в каналах радиосвязи.

1.2.1. Классификация помех.

1.2.2. Радиоэлектронная борьба и технические средства РЭП.

1.2.3. Методы защиты от радиопомех и пространственная компенсация помех.

1.3. Пространственно-временная обработка сигналов в каналах радиосвязи.

1.3.1. Основные принципы, критерии и алгоритмы ПВОС (краткий обзор)

1.3.2. Возможности пространственной обработки сигналов.

1.3.3. Анализ современного состояния дел с компенсаторами помех в каналах радиосвязи.

1.4. Формулировка проблемы пространственной обработки сигналов в каналах радиосвязи.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА С РАЗНЕСЕННЫМ ПРИЕМОМ СИГНАЛОВ В КАНАЛАХ РАДИОСВЯЗИ

2.1. Трехканальные приемники СДВ диапазона.

2.1.1. Трехканальное приемное устройство на базе РЭМ-11 (стенд I).

2.1.2. Макет СДВ приемного устройства с прямым преобразованием сигнала (стенд И).

2.2. Аппаратура для исследования ПВОС в ДКМВ диапазоне.

2.2.1. Трехканальное приемное устройство с поляризационным разнесением антенн на базе комплекта РБМ-Н (стенд III).

2.2.2. Трехканальное приемное устройство с поляризационным разнесением антенн на базе радиоприемников Р-399 (стенд IV).

2.2.3. Двухканальные приемные устройства с пространственным разнесением антенн.

2.3. Макет двухканального приемника МВ-ДМВ диапазона (стенд VIII).

Передача сигналов по радиоканалам с высокой надежностью является основной целью теории и техники радиосвязи, и предметом радиофизических исследований с момента возникновения радио до наших дней. Бурный рост числа средств радиосвязи в последние десятилетия, а также индустриализация экономики, привели к заполнению радиодиапазона случайными помехами техногенного происхождения. В таких условиях защита каналов приема радиосигналов от помех является необходимым условием информационного обмена с заданной надежностью. Актуальность повышения помехозащищенности средств радиосвязи многократно возрастает при учете возможности появления преднамеренных помех. Традиционные методы помехозащиты, основанные на использовании частотного или временного ресурса радиолиний [1]-[2], практически исчерпаны и в настоящее время уже не обеспечивают необходимого качества радиосвязи, особенно в условиях прицельных помех.

Мощным, но пока слабо использованным в системах радиосвязи, методом существенного повышения помехозащищенности является использование пространственного ресурса радиолиний, заключающегося в различиях волновых векторов или коэффициентов поляризации электромагнитных полей сигнальной и помеховых радиоволн. Пространственный ресурс является следствием разнесенности в пространстве радиопередатчиков полезного сигнала и помех, что выполняется практически во всех случаях.

Рис.1 Пространственный ресурс радиолиний.

На рис.1 в условном виде трехмерного изображения приведены физические ресурсы радиолинии, которые используются при передаче информации: полоса частот ^ и интервал времени Г, в течение которого идет прием/передача сигнала. Мощная преднамеренная помеха (а иногда и случайная помеха) способна накрыть своим излучением область двумерного пространства на плоскости частота-время, занятое полезным сигналом, и исключить, тем самым, возможность приема сообщения. Однако, тот факт, что пространственные параметры радиоволн помехи и сигнала различны (разница углов прихода или коэффициентов поляризации обусловлены как различием в географии источников, так и эффектами излучения и распространения радиоволн) обеспечивает появление пространственного ресурса А, использование которого позволяет исключить воздействие помехи на прием полезного сигнала.

Для реализации этого ресурса достаточно давно применяются методы передачи радиосигналов в заданном направлении и их приема при помощи узконаправленных антенн, однако эффективность подобных подходов значительно снижается при изменении положения пространство (азимут, угол места, поляризация] частота в пространстве элементов системы передачи информации, при изменении условий распространения связных радиоволн, при появлении случайных и преднамеренных помех с "незапланированных направлений" и т.п. Сохранение возможностей пространственного ресурса в таких условиях обеспечивают методы пространственно-временной обработки сигналов (ПВОС), принимаемых на разнесенные в пространстве или по поляризации элементы антенных систем. Обработка сигналов осуществляется по специальным алгоритмам, которые адаптируются к изменяющейся сигнально-помеховой обстановке (СПО), и поэтому устройства, реализующие такую обработку колебаний, принимаемых антенными системами, носят название адаптивных антенных систем (ААС), адаптивных антенных решеток (AAP), автоматических компенсаторов помех (АКП) и т.п.

Теория пространственно-временной обработки сигналов, включающая в себя теорию адаптивных антенных систем, предназначенных для пространственной режекции помех, разрабатывается в течении последних трех десятилетий, основные принципы, критерии и алгоритмы ПВОС изложены в ряде монографий [3], [4], [5], однако классические алгоритмы компенсации помех, приведенные в указанных монографиях, а также их модификации в большинстве последующих работ, предполагают стационарность сигнально-помеховых условий, когерентность электромагнитного поля помеховой и сигнальной радиоволн на апертуре антенной системы, некоррелированность антенных колебаний сигнала и помехи, наличие каких-либо априорных сведений о различиях сигнала и помех. Эти предположения в реальной радиосвязи практически никогда не выполняются. Реальные каналы распространения связных радиоволн далеки от идеализированных моделей, параметры помех априори не известны, и это ограничивает применимость классических методов обработки сигналов. Поэтому возникла парадоксальная ситуация: теория потенциальной помехоустойчивости алгоритмов компенсации помех давно построена, необходимость борьбы с помехами — несомненна, а практического ее воплощения добиться до настоящего времени не удавалось. Для компенсации помех в каналах радиосвязи требовались высокоскоростные алгоритмы пространственной адаптации, способные очень быстро реагировать на сильную нестационарность сигнально-помеховой обстановки.

В 1995 г автором диссертации совместно с Ю.В. Шишкиным был предложен адаптивный алгоритм компенсатора помех, основанный на новом принципе сепарации (разделения) смеси антенных колебаний от нескольких источников радиоизлучения на парциальные колебания и выделения их на нескольких выходах сепаратора [6]. Эта работа положила начало исследованию путей решения крупной научной проблемы, имеющей важное хозяйственное и оборонное значение — создания пространственных компенсаторов помех для реальных каналов радиосвязи, и введения нового элемента помехозащиты в состав действующих систем связи и управления государственных объектов.

Исследованию возможностей адаптивной пространственной компенсации помех в реальных системах связи, разработке адаптивных алгоритмов пространственной сепарации сигнала и помех и принципов построения устройств, реализующих созданные алгоритмы, исследованию влияние характеристик линий радиосвязи на эффективность работы этих устройств и, в конечном счете, введению пространственного ресурса в арсенал высокоэффективных средств помехозащиты радиолиний посвящена диссертационная работа.

На защиту выносятся:

• Разработка системы экспериментальных комплексов для измерений параметров и характеристик помехозащищенных связных радиоканалов СДВ-ДМВ диапазонов как инструмента для изучения эффективности применения методов адаптивной пространственно-поляризационной режекции помех в реальных условиях радиосвязи.

• Результаты исследований потенциальных возможностей пространственно-временной обработки сигналов по компенсации случайных и преднамеренных помех в каналах радиосвязи на основе анализа экспериментальных данных и теоретических изысканий.

• Результаты исследований механизмов ограничения эффективности подавления помех в каналах радиосвязи методами пространственно-временной обработки сигналов.

• Алгоритмы работы пространственно-поляризационных сепараторов полезного сигнала и помех для линий радиосвязи и результаты теоретических исследований их основных характеристик для различной сигнально-помеховой обстановки.

• Результаты исследований эффективности использования компенсаторов помех в дискретных каналах связи СДВ, ДКМВ и МВ-ДМВ диапазонах в присутствии преднамеренных помех на системе экспериментально-технологических радиотрасс.

• Создание адаптивных пространственно-корреляционных сепараторов помех на разработанных новых принципах их построения и результаты их испытаний на стендах, в полигонных условиях, а также в действующей системе ДКМВ радиосвязи.

Выводы.

1. КМ АКПП обеспечил повышение помехозащищенности приема в условиях преднамеренной помехи сигналоподобного типа по сравнению с опорным каналом (от 7% числа сеансов, в которых был возможен прием по опорному каналу с допустимым качеством, до 63% с применением компенсатора).

2. Величина энергетического выигрыша превышала 20 дБ и в ряде сеансов достигала 35-38 дБ.

3. КМ АКПП в отсутствии преднамеренной помехи ("чистый" канал) в ряде сеансов обеспечил уменьшение вероятности ошибки по сравнению с опорным каналом (сеансы 19.3820.11 на рис.6.4).

Полученные положительные результаты по эффективности АКПП, тем не менее, не дают окончательного ответа на вопрос о степени помехозащищенности в количественном выражении для линий радиосвязи, обладающих конкретной каналообразующей и оконечной аппаратурой. Ответ будет зависеть от вида этой аппаратуры (от вида помехозащищенного кода сигнала и от его исправляющих ошибки способностей, от числа перезапросов и т.д.). Вероятность ошибки на бит, при этом, не является адекватной оценкой качества приема. Единственным критерием, интересующим потребителя линий (систем) радиосвязи, является число доведенных сообщений от источника до получателя.

Для получения ответа на данные вопросы компенсатор помех был установлен на приемном комплексе узла связи действующей системы ДКМВ радиосвязи, и испытан в условиях воздействия на радиолинию преднамеренной помехи разного типа.

6.3.3. Повышение помехозащищенности действующей системы радиосвязи при использовании компенсатора помех.

Для проведения трассовых испытаний КМ АКПП ДКМВ диапазона на действующем узле связи, компенсатор помех на время экспериментов был введен в состав каналообразующей аппаратуры приемного комплекса [37]. Блок-схема экспериментальной установки приведена на рис.6.6.

ФАР В-З

1 г

Доу л

ФАР С-Ю к о м м у т

А Т

О р с-ю

Р-170П№1

ПЧ Р-170П№2 в-з пч

Макет

Р-160П > АКПП КБ

Б4-12

-160П

Б4-12

ГГУ301-2

Регистратор

Генератор

Модулятор

Помеха 1

ПРД Р -161 $

ИИ ПРД

Сигнал

Рис. б.б: Блок-схема аппаратуры, участвующей в трассовых испытаниях компенсатора помех ДКМВ диапазона в действующих радиолиниях системы связи. ДОУ - диаграммо-образующее устройство, ОА - оконечная аппаратура, ИИ - источник информации, ПРД - радиопередатчики.

Согласно схеме, приведенной на рис.б.б, прием радиосигналов осуществлялся на две ортогонально ориентированные фазированные антенные системы и два радиоприемника Р-170П, к которым по выходам промежуточной частоты был подключен компенсатор помех. Для сопряжения выходных сигналов Р-170П на промежуточной частоте по полосе частот и по уровням с АКПП были введены фильтры основной селекции и система автоматической регулировки усиления (АРУ), для чего были использованы 2 блока Б4-12 от радиоприемников Р-160П, вошедшие составной частью в макет компенсатора помех. Два буквопечатающих выхода Р-170П (опорные каналы) и два буквопечатающих выхода компенсатора помех (компенсационные каналы) через коммутационную и каналообразующую аппаратуру объекта подключались на 4 входа ОА. Осуществлялась одновременная регистрация приема сигнала по четырем каналам (1-ый, 3-ий каналы - компенсационные, 2- ой, 4-ый каналы - опорные), что обеспечило проведение сравнительных испытаний.

Сигнал излучался радиопередатчиком узла связи, расположенного на расстоянии 1500 км от приемного пункта и излучающим в направлении на объект радиосигнал на выделенных частотах. Режим работы передатчика И-200, 50 бод. Преднамеренная помеха на частоте сигнала излучалась с расстояния около 1.5 км от приемного пункта радиостанцией Р-161-5Р, нагруженной на АФУ "ромб наклонный". Уровень мощности передатчика (изменение отношения помеха/сигнал) регулировался двумя способами:

- непосредственно в передающей аппаратной Р-161-5Р органами управления выходной мощностью по командам, поступающим по служебному каналу связи с приемного комплекса; манипуляция осуществлялась от штатного прибора ЭТИ-69М в виде "точек", либо от прибора АКС-1 в виде 127-ми элементной псевдослучайной последовательности; режим работы передатчика F1B (ЧТ-200, 50 бод), рабочая частота Р-161-5Р соответствовала несущей частоте полезного сигнала;

- уровнем модулирующего колебания, поступающего по ТЧ каналу (проводной линии тональной частоты) с приемного комплекса на возбудитель передатчика Р-161-5Р. В этом случае модулирующее колебание формировалось либо в виде телеграфного сигнала в режиме F1-200 на поднесущей частоте 1 кГц с манипуляцией 7-ми элементной последовательностью кода Баркера (при этом "нажатию" соответствовала частота 900 Гц, "отжатию" - 1100 Гц), либо в виде шума с полосой 300 Гц на частоте 1000 Гц (шумоподобная помеха). Режим работы передатчика Р-161-5Р - A3J-B1, рабочая частота - на 1 кГц выше несущей частоты полезного сигнала. Тем самым, полоса помехового колебания полностью совпадала с полосой полезного сигнала, т.е. передатчик Р-161-5Р излучал прицельную по частоте помеху. Второй вариант модуляции постановщика помехи применялся по двум причинам. Во-первых, только в режиме работы передатчика A3 J можно было сформировать шумоподобную помеху. Во-вторых, для помехи обоих типов уровень помехи от Р-161-5Р (с максимально сниженной мощностью) в точке приема в большинстве сеансов значительно превышал возможности компенсатора помех (отношение помеха/сигнал превышало 35-40 дБ). Единственной оставшейся возможностью снижения уровня помехи (и оперативного регулирования выходной мощности радиопередатчика) явилось управление уровнем модулирующего колебания, подаваемого на телефонный вход возбудителя Р-161-5Р при работе в режиме ОБП (A3J).

Измерение уровней сигнала и помехи производилось на приемном комплексе при помощи селективного микровольтметра STV301-2, к которому подключалась одна из подреше-ток ФАР, использующихся для разнесенного приема. Измерения шума осуществлялось, как правило, в конце часа (при переходе с одной рабочей частоты на другую).

Испытания проводились в дневное и ночное время на частотах, выделенных с учетом расчетного частотного суточного хода 10-17.09.02 (в диапазоне 4-9 МГц) . помеха 1 сигнал I | сигнал 1 |

1 1 1 1 1

00 01 02 03 04 05 Об 07 08 09 10, мин

Рис. 6.7: Графическое представления расписания работы передатчиков сигнала и помехи на интервале каждого 10-ти минутного интервала.

Циклограмма работы передающих и приемных средств в каждые 10 минут часа приведена в графическом виде на рис.6.7. Длительность сообщения составляла 1 минуту. Сеансы передачи и приема сообщений без преднамеренной помехи ("в чистом канале") должны были происходить в 00 , 10, 20, 30, 40, 50 минуты каждого часа, в каждую 5-ю минуту прием сигнала должен был осуществляться в присутствии преднамеренной помехи (05, 15, 25, 35, 45, 55 минуты).

В каждом сеансе измерений с преднамеренной помехой устанавливался контролируемый уровень помехи, величина сигнала и помехи измерялась в каждом сеансе при помощи селективного микровольтметра БТУ301-2. Качество приема по 4-м каналам (2 канала - опорные, 2 канала компенсационные) оценивалось ОА. Оценка качества приема в ОА 2-х балльная - "ПРИЕМ", "НЕТ ПРИЕМА". Таким образом, осуществлялись сравнительные испытания приема сигналов в штатных каналах приема (опорные каналы) и в компенсационных каналах.

Схема испытаний, реализованная в эксперименте, допускала оперативное управление условиями испытаний, что было использовано для увеличения объема статистического набора данных и повышения их достоверности в условиях нестационарного канала (что очень важно) распространения радиоволн ДКМВ сигнала, а именно:

1. При необходимости интервал времени между передачей команд управления составлял 1 минуту (вместо 5 минут).

2. Число сеансов передачи команд "в чистом канале" было сокращено до необходимого (и достаточного) объема.

3. Применение второго варианта модуляции постановщика помехи (см. выше) в большинстве сеансов измерений обеспечило возможность набора данных со статистически достаточными и равномерными условиями сигнально-помеховой обстановки по шкале отношений [сигнал] / [помеха].

В ходе испытаний было проведено около 600 сеансов измерений качества приема сообщений. Из них кондиционными признано 571 сеанс (под критерием кондиционности подразумевается исправность всех задействованных средств и выполнение их функций по заданной программе). Из общего числа кондиционных измерений 445 сеансов измерений проведены в дневное время (08.00-15.00 МСК), 126 сеансов проведены в переходное и ночное время суток (15.00-02.00 МСК). В большинстве сеансов в качестве помехопостановщика применялся радиопередатчик из состава радиостанции Р-161-5Р с управлением из приемного комплекса "по второму варианту", 29 сеансов являлись контрольными - манипуляция Р-161-5Р осуществлялась от АКС-1 в режиме F1B.

Общие характеристики статистического набора данных выглядят следующим образом. Число сеансов с сигналоподобной помехой (СПП) разного уровня составило 218. Опорные каналы не приняли сообщение в 177 сеансах, прием был в 41 сеансе (слабая помеха). По компенсационным каналам прием был в 188 сеансах; сообщение не было принято в 30 сеансах (отношение помеха/сигнал было больше 35-40 дБ и превышало возможности компенсатора по подавлению помехи).

Число сеансов с шумоподобной помехой (ШПП) разного уровня составило 195. Опорные каналы не приняли сообщение в 164 сеансах, прием был в 31 сеансе (слабая помеха). По компенсационным каналам прием был в 164 сеансах; сообщение не было принято в 31 сеансе (отношение помеха/сигнал было больше 35-40 дБ и превышало возможности компенсатора по подавлению помехи).

Число сеансов без помехи ("чистый канал") составило 150 (из 571 сеанса). Общее число сеансов составили 445 дневных измерений и 126 измерений в переходное и ночное время суток.

Из данных измерений уровня полезного сигнала в точке приема следует, что сигнал испытывал значительные флуктуации, которые иногда превышали 20 дБ, около среднего значения сигнала, превышающего шумы на 30 дБ. Следствием высокого отношения с/ш явилось то, что в период испытаний в "чистом канале" надежность приема (вероятность доведения сообщения) составила 100%.

Полученный набор данных далее подвергался следующей обработке при помощи средств пакета Excel. Все данные были отсортированы по отношениям [помеха+шум]/[сигнал+шум] с шагом 5 дБ, т.е. в начале было подсчитано число сеансов, в которых это отношение находилось в интервалах: п/с < —ЮдБ, —ЮдБ < п/с < 1.5дБ, 1.5дБ < п/с < 5дБ, 5дБ < п/с < ЮдБ, .40дБ < п/с < 45дБ. Число сеансов, попавших в выбранные интервалы, было достаточно для дальнейшей оценки надежности приема, которую определяли как процент числа принятых сообщений от числа переданных сообщений при данном отношении [поме-ха+шум]/[сигнал+шум]. Сообщение считалось принятым компенсатором, если оно пришло хотя бы по одному из компенсационных каналов, соответственно, сообщение считалось принятым по опорному каналу, если оно пришло хотя бы по одному из 2-х опорных каналов.

Результаты такой обработки для опорного и компенсационного каналов приведены на графике рис. 6.8в. Аналогичные процедуры были сделаны отдельно для сеансов с сигналопо-добной помехой и с шумоподобной помехой (рис. 6.8а, 6.86, соответственно).

Зависимость надежности приема в присутствии снгналоподобиой преднамеренной

-10 О 10 20 30 40 отношение (п+ш)/(с+ш), дБ Зависимость надежности приема в присутствии шумоподобной преднамеренной помехи от отношения уровня помехи к уровню сигнала

-10 О 10 20 30 40 отношение (п+шУс+шХ дБ

Сводный график зависимости надежности приема по всем дням испытаний

•10 О 10 20 30 40 отношение (п+шУ(с+ш), дБ

Рис. 6.8: Надежность приема сообщений по опорному и компенсационному каналам в присутствии: а) сигналоподобной помехи; б) шумоподобной помехи; в) помехи обоих типов (всё вместе) - данные по всем дням испытаний

Из полученных данных можно сделать следующие выводы:

1. В условиях отсутствии преднамеренной помехи надежность приема сообщений составила 100%.

2. В условиях воздействия помехи (сигналоподобной или шумоподобной) надежность приема по опорным каналам падала от 100% до 0% при превышении помех обоих типов над сигналом от 0 дБ до 15 -т-17 дБ, при этом надежность приема по компенсационным каналам оставалась близкой к 100% до уровня превышения помехи над сигналом 20 -г 23 дБ.

3. Прием сообщений по компенсационному каналу становится невозможным при превышении помехи над сигналом более 35 -т- 40 дБ.

В нескольких сеансах передача и прием команд осуществлялась в присутствии преднамеренной помехи от р/с Р-161-5Р, работающей в режиме F1B с модуляцией от АКС-1. Уровень помехи в этих сеансах был близок к предельному (п/с > 33 -f- ЗбдБ) и уменьшить его было нельзя, но компенсатор помех выполнял свои функции и обеспечивал прием команды. Эти эксперименты подтвердили полную эквивалентность двух вариантов формирования помехового колебания - либо в режиме A3J-B1 на сдвинутой вверх на 1 кГц рабочей частоте сигнала, либо в режиме F1B на частоте сигнала.

Таким образом, проведенные испытания компенсатора помех в фрагменте действующей системы связи с реальной оконечной аппаратурой подтвердили ранее полученные результаты трассовых экспериментов с лабораторными и конструктивными макетами компенсаторов о значительном повышении помехозащищенности линий радиосвязи, оснащенных устройствами пространственной режекции помех. Созданные устройства обеспечивают защиту как от шумоподобных, так и от сигналоподобных прицельных (и заградительных) помех с эффективностью не менее 20 дБ. Альтернативный способ доставки сообщений по каналу радиосвязи в таких условиях требует увеличения мощности радиопередатчика полезного сигнала в 200 раз (!).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации исследованы пути решения крупной научной проблемы, имеющей важное хозяйственное и оборонное значение — создания адаптивного пространственно-корреляционного компенсатора помех для реальных каналов радиосвязи, и введения нового элемента эффективной помехозащиты в состав действующих систем связи и управления. В результате исследований показано, что разработанные устройства — сепараторы сигнала и помех -повышают помехозащищенность радиолиний более, чем на 20 дБ, и являются единственным средством обеспечения надежной радиосвязи в условиях прицельных и заградительных помех.

Перечислим основные результаты работы.

1. Разработаны принципы построения и созданы автоматизированные стенды СДВ-ДМВ диапазонов для проведения исследований пространственно-временной структуры электромагнитного поля радиоволн в диапазоне рабочих частот от 3 кГц до 400 МГц. Разработана методика измерений основных параметров связных радиоволн и экспериментально изучены свойства реальных каналов связи с точки зрения пространственно-временной обработки радиосигналов. Создана экспериментальная база для испытаний, отладки и доводки разрабатываемых алгоритмов ПВОС в реальных каналах связи. Создана электронная база экспериментальных данных с типичными примерами сигнально-помеховой обстановки, представляющая из себя записи комплексных колебаний с разнесенных антенных элементов. Наличие образцовых записей радиосигналов, прошедших реальные каналы связи с помехами разного типа, обеспечивает возможность лабораторного тестирования и отладки новых методов и алгоритмов приема радиосигналов.

2. Выявлены и исследованы основные дестабилизирующие факторы, воздействующие на прием сигналов в каналах радиосвязи: импульсные помехи естественного и индустриального происхождения, нестационарность СПО, селективные замирания по частоте, межсимвольная интерференция, явление "створов" — эффект потери пространственных различий между сигналом и помехой. Установлена степень их влияние на ПВОС в разных радиодиапазонах.

3. Разработаны эффективные алгоритмы адаптивной пространственно-временной обработки сигналов, способные обеспечивать повышенную помехозащищенность реальных радиолиний в условиях априорной неопределенности о параметрах помех, которые могут иметь произвольную, в том числе и равную сигналу, мощность и другие параметры, совпадающие с соответствующими параметрами сигнала (несущую частоту, спектр, модуляцию и т.д.).

3.1. Разработаны оптимальные алгоритмы разделения сигналов с угловой манипуляцией (ЧМ, ФМ) и помех для квазистационарных каналов связи и проведены их исследования методом численного моделирования для условий реальных сигналов и помех, и аппаратных ограничений. Установлены основные характеристики алгоритмов: энергетические, динамические и угловые зависимости отношения мощности сигнала к мощности помех на выходе компенсатора с разным числом ветвей разнесения.

3.2. Разработан и исследован алгоритм сепаратора сигнала с модуляцией типа амплитудный телеграф и помехи произвольного типа.

3.3. Впервые показано, что наличие предпроцессора ортонормировки перед оптимальным алгоритмом минимизации среднего квадратичного отклонения, кроме стабилизации времени настройки, обеспечивает возможность формирования второго, субоптимального, выхода двухканального сепаратора по весовым коэффициентам первого канала.

3.4. Для борьбы с прерывистыми помехами создан новый алгоритм, путем имитационного моделирования исследована его высокая эффективность по защите от прерывистых помех, установлено его свойство сохранения сигнала на прежнем выходном канале в присутствии непрерывной помехи и включении второй, прерывистой помехи. Показано, что данный алгоритм обеспечивает защиту канала связи от воздействия внезапно включающихся помех с произвольной скважностью.

3.5. На основе разработанных алгоритмов для сигналов с частотной, фазовой и амплитудной манипуляцией, предложен новый алгоритм ПВОС, обеспечивающий компенсацию помех, испытывающих глубокие селективные замирания, при которых все другие алгоритмы неработоспособны.

4. Для проверки возможностей ПВОС в реальных каналах связи разработаны лабораторные макеты компенсаторов помех СДВ, ДКМВ и МВ-ДМВ диапазонов. Развернуты экспериментальные радиотрассы и проведены натурные эксперименты. Полученные результаты свидетельствуют о том, что в присутствии преднамеренной помехи качество канала связи снижается до неприемлемой величины. Включение компенсаторов обеспечивает снижение вероятности ошибки до величин, соответствующих безпомеховой ситуации (каналу связи без преднамеренной помехи).

В результате проведенных натурных испытаний в ДКМВ диапазоне показано, что компенсатор обеспечил повышение помехозащищенности приема в условиях преднамеренной помехи сигналоподобного типа по сравнению с опорным каналом (от 7% числа сеансов, в которых был возможен прием по опорному каналу с допустимым качеством, до 63% с применением компенсатора). Величина энергетического выигрыша превышала 20 дБ и в ряде сеансов достигала 35-38 дБ. В отсутствии преднамеренной помехи ("чистый" канал) в ряде сеансов компенсатор обеспечил уменьшение вероятности ошибки по сравнению с опорным каналом.

При натурных испытаниях макета компенсатора помех МВ-ДМВ диапазона в различных условиях установлено, что в условиях развернутых радиотрасс достигается энергетический выигрыш компенсационного канала по сравнению с опорным каналом около 26 дБ. Это приводит к тому, что значительно повышается пропускная способность МВ-ДМВ радиосвязи (от 0.003 до 0.917), снижается вероятность ошибки на бит (от 0.495 до 0.0059), дальность связи с ЛА увеличивается в 2-3 раза. Экспериментально измерены зависимости качества связи в компенсационном канале от азимутального разноса источников помех и сигнала, которые оказались близки к ожидаемым из теоретических прогнозов.

5. В результате выполнения диссертационной работы разработаны и исследованы принципы построения компенсаторов помех и созданы устройства, сопрягаемые с каналообразу-ющей аппаратурой комплексов связи. Проведенные испытания компенсатора помех в фрагменте действующей системы связи с реальной оконечной аппаратурой подтвердили ранее полученные результаты трассовых экспериментов с лабораторными и конструктивными макетами компенсаторов о значительном повышении помехозащищенности линий радиосвязи, оснащенных устройствами пространственной режекции помех. Созданные устройства обеспечили защиту как от шумоподобных, так и от сигналоподобных прицельных (и заградительных) помех с эффективностью не менее 20 дБ.

Таким образом, показаны и изучены возможности пространственного ресурса в арсенале средств борьбы с помехами реальных систем радиосвязи различных диапазонов длин волн. Установлено, что компенсаторы помех, реализующие этот дополнительный ресурс радиолиний, являются эффективным, а в ряде случаев безальтернативным, средством обеспечения необходимой помехозащищенности систем радиосвязи.

1. Финк JI.M. Теория передачи дискретных сообщений. М.: Советское радио, 1970. 728 с.

2. Теория передачи сигналов: Учебник для вузов / Зюко А.Г., Кловский Д.Д., Назаров М.В., Финк JI.M. -М-: Радио и связь, 1986.-304 с.

3. Монзинго P.A., Миллер Т.У. Адаптивные антенные решетки. Введение в теорию: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1986. - 448с.

4. Уидроу Б., Стирнз С. Адаптивная обработка сигналов. Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1989. - 440с.

5. Compton R.T. The Power-Inversion Adaptive Array. IEEE Trans., 1979, v. AES-15, N 6, pp. 803-814.

6. Метелев C.A., Шишкин Ю.В. Устройство пространственного разделения сигнала и ■^помех, Тезисы конференции ВВИА им. Н.Е. Жуковского, Москва, 1995 г.

7. Горев П.П., Лисов С.А., Метелев С.А., Исследование эффективности адаптивной обработки радиосигналов KB диапазона при использовании трехэлементных поляризованных приемных антенн, Изв. Высш. уч.зав.,Радиофизика, N11, т.36,1993 г., с.1032-1041.

8. Метелев С.А., Шишкин Ю.В., Лисов A.A. О предельной эффективности компенсации радиопомех KB диапазона при пространственной обработке сигналов, Изв. Высш. уч.зав.,Радиофизика, N3, т.41, 1998 г., с.403-419.

9. Метелев С.А. Влияние многолучевости на эффективность компенсации помех в адаптивных антенных системах KB диапазона, Изв. Высш. уч.зав.,Радиофизика, N 1, т.43, 2000 г., с.45-58.

10. Метелев С.А., Шишкин Ю.В. Устройство пространственного разделения сигнала и помех, Тезисы научно-технической конференции "Направления развития систем и средств радиосвязи", 23-25 апреля 1996 г., Воронеж, с.1131-1140.

11. Метелев С.А., Шишкин Ю.В. Оптимальный пространственный разделитель сигналов и помех в каналах радиосвязи. 1. Численное моделирование. Изв. высш. уч. зав. Радиофизика, N3, т.40, 1997 г, с.378.

12. Метелев С.А., Об эффективности работы пространственных сепараторов сигнала и помех, построенных по критерию средней квадратичной ошибки. Изв. высш. уч. зав. Радиофизика, N3, т.43, 2000 г, с. 250-263.

13. Метелев С.А., Шишкин Ю.В., Принцип построения двухканального пространственного сепаратора сигнала и помехи с предварительным ортонормированием входных процессов. Изв. высш. уч. зав. Радиофизика, N2, т.43, 2000 г, с. 130-143.

14. Метелев С.А., Лисов A.A. Оптимальный пространственный разделитель сигналов и помех в каналах радиосвязи. 2.Экпериментальные исследования. Изв. высш. уч. зав. Радиофизика, N4, т.40, 1997 г., с.517-529.

15. Метелев С.А. Алгоритмы МСКО для адаптивных сепараторов сигналов и помех, Сборник трудов X научно-технической конференции "Проблемы радиосвязи", Н.Новгород, 1999, с.117-119.

16. Метелев С.А., Волкова E.H. Эффективность работы пространственно-корреляционного компенсатора помех в присутствии преднамеренных имитационных помех. Сборник трудов X научно-технической конференции "Проблемы радиосвязи", Н.Новгород, 1999, с.113-116.

17. Артамонов М.В., Метелев С.А., Шишкин Ю.В. Исследование эффективности адаптивных компенсаторов прерывистых помех в каналах радиосвязи. Сборник трудов X научно-технической конференции "Проблемы радиосвязи", Н.Новгород, 1999, с.92-94.

18. Брянцев В.Ф., Валов В.А., Метелев С.А. Натурная модель системы связи ДКМВ диапазона. Сборник трудов X научно-технической конференции "Проблемы радиосвязи", Н.Новгород, 1999, с.100-103.

19. Метелев С.А., Валов В.А., Кабаев Д.В., Карачаров Э.А., Кочеганов В.Е., Шишкин Ю.В. Экспериментальное исследование эффективности пространственно-корреляционного компенсатора помех в ДКМВ канале радиосвязи, Телекоммуникации, №1, 2004 г., с.23-30.

20. Кабаев Д.В., Карачаров Э.А., Кочеганов В.Е., Метелев С.А., Разуваева О.С. Имитатор каналов радиосвязи для определения основных параметров пространственного компенсатора помех, Телекоммуникации, №12, 2003 г., с.24-30.

21. А.В.Орлов, Г.В.Азарнин. Основные закономерности распространения сигналов СДВ диапазона в волновом канале земля ионосфера. Сб. "Проблемы дифракции и распространения волн", вып.Х, изд.ЛГУ, 1970 г.

22. П.Е.Краснушкин, Н.А.Яблочкин. Теория распространения сверхдлинных волн. Изд.ВЦ АН СССР, Москва, 1963г.

23. Tolstoy, Rosenberg, Inan, Carpenter, JGR, v.91, A12, pp.13473-13482, 1986.

24. Никольский B.B., Никольская Т.И. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Наука, 1989.- 544с.

25. Кукес И.Л., Старик М.Е. Основы радиопеленгации. М.: Сов. радио, 1964 640 с.

26. Гинзбург В. Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. М.: Наука, 1967.

27. Альперт Я.Л. Распространение радиоволн и ионосфера. М., "Академия наук СССР", 1960, 480 с.

28. Долуханов М.П. Распространение радиоволн.-М.: Сов.радио, 1972.

29. Беликович В.В., Бенедиктов Е.А., Ерухимов Л.М., Метелев С.А., Митяков Н.А., Фролов В.Л., Шавин П.Б. Аномальное ослабление мощных радиоволн в F-слое ионосферы. XII Всес.конф.по распростр.радиоволн.Томск, 1978 ч.1. Тез.докл., М., 1978.

30. Ерухимов Л.М., Метелев С.А., Митяков Н.А., Фролов В.Л. Явление гистерезиса при искусственном возбуждении неоднородностей в ионосферной плазме. Изв.высш.уч.зав. Радиофизика,1978, т.21, 12, с.1738-1741.

31. Ерухимов Л.М., Метелев С.А., Митякова Э.Е., Мясников Е.Н., Рахлин А.В., Урядов В.П., Фролов В.Л. Экспериментальные исследования искусственной ионосферной турбулентности. В сб.:Тепловые нелинейные явления в плазме.-ИПФ АН СССР, Горький, 1979, с. 7-45.

32. Метелев С.А., Релаксация аномального поглощения пробной волны. Изв.высш.уч.зав. Радиофизика,1980, т.23, № б, с.671-676.

33. Ерухимов Л.М., Метелев С.А., Митяков H.A., Митякова Э.Е., Фролов В.Л. О неоднородной структуре возмущенной области ионосферы. Тезисы докл. на XIII Всес.конф. по распростр.радиоволн.ч.1 М: Наука, 1981, с.130-132.

34. Метелев С.А., О возможности колебательного режима на линейной стадии тепловой параметрической неустойчивости. Изв.высш.уч.зав. Радиофизика, 1981, т.24, № 1, с.123-126.

35. Ерухимов Л.М., Метелев С.А., Митяков H.A., Фролов В.Л. Экспериментальные исследования стрикционной параметрической неустойчивости в ионосфере. Изв.высш.уч.зав. Радиофизика, 1982, т.25, JV» 5, с.490-494.

36. Ерухимов Л.М., Зюзин В.А., Комраков Г.П., Метелев С.А., Митяков H.A., Фролов В.Л. Нагрев ионосферной плазмы мощным радиоизлучением. Изв.высш.уч.зав. Радиофизика,1982, т.25, № 7, с.843-844.

37. Ерухимов Л.М., Метелев С.А., Митяков H.A., Фролов В.Л. О начальной стадии взаимодействия мощного радиоизлучения с плазмой верхней ионосферы. Геомагнетизм и аэрономия, 1983, т.23, № 3, с.433-439.

38. Бойко Г.Н., Зюзин В.А., Метелев С.А. Аномальное ослабление пробных радиоволн в спорадическом слое Е ионосферы В кн.: Модификация ионосферы мощным радиоизлучением^ Материалы Международного симпозиума, Суздаль, сент. 1986).М.-ИЗМИРАН, 1986, с.117.

39. Бойко Г.Н., Зюзин В.А., Метелев С.А. Аномальное поглощение пробной радиоволны в спорадическом слое ионосферы. Изв.высш.уч.зав. Радиофизика, 1987, т.ЗО, № 5 с.671-673.

40. Ерухимов Л.М., Метелев С.А., Митяков Н.А., Мясников Е.Н., Фролов В.Л. Искусственная ионосферная турбулентность (Обзор) Изв.высш.уч.зав. Радиофизика, 1987, т.ЗО, № 2, с.208-225.

41. Ерухимов Л.М., Метелев С.А., Разумов Д.В. Диагностика ионосферных неоднород-ностей при помощи искусственного радиоизлучения. Изв.высш.уч.зав. Радиофизика, 1988, т.31, № 11, с.1301-1308.

42. Авдеев В.Б., Ерухимов Л.М., Метелев С.А., Рахлин А.В., Ярыгин А.П. Способ формирования искусственного ионизированного ретранслятора сигналов радиосвязи. Авторское свидетельство. Заявка № 4626777 от 26.12.1988.

43. Авдеев В.Б., Ерухимов Л.М., Метелев С.А., Рахлин А.В., Ярыгин А.П. Радиолокационное зондирование мелкомасштабной искусственной ионосферной турбулентности Изв.высш.уч.зав. Радиофизика, 1989, т.32, № 2.

44. Ерухимов Л.М., Метелев С.А. Использование искусственного радиоизлучения возмущенной ионосферы для диагностики ее параметров. Тезисы докл. XXII Генеральной Ассамблеи УРСИ. т.1, Прага, 1990, с.174.

45. Frolov V.L., Boiko G.N., Metelev S.A., Sergeev E.N., On the study of artificial ionospheric turbulence by means of stimulated electromagnetic emission. Radiophysics and Quantum Electronics, 1994, Vol.37, pp.593-603.

46. Радиотехнические системы передачи информации, Учеб.пособие для вузов./под ред. В.В. Калмыкова.-М.:Радио и связь,1990.

47. Джейке У.К. Связь с подвижными объектами в диапазоне СВЧ.-М.:Связь, 1979.

48. Papadias С.В. and Paulraj A., Space-time signal processing for wireless communications : a survey, First Signal Processing Workshop on Signal Processing Advances in Wireless Communications (SPAWC'97), pp. 285-288, Paris, France, April 16-18, 1997.

49. Ред Э. Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике./Перевод с нем.-М.: Мир, 1990.

50. Ремизов Л.Т. Естественные радиопомехи. М.: Наука, 1985 200с.

51. Документы 10-й пленарной ассамблеи МККР. Отчет N 322. Распределение по земному шару атмосферных помех и их характеристики. М., Связь,1965.

52. Методы обработки сигналов при наличии помех в линиях связи / под ред. Камнева Е.Ф./- М.: Радио и связь, 1985г.-224с.

53. Грач С.М., Метелев С.А., Шварц М.М. Об интерпретации результатов измерений искусственного радиоизлучения ионосферы. В кн.: Модификация ионосферы мощным радиоизлучением.( Материалы Международного симпозиума, Суздаль, сент. 1986).М.-ИЗМИРАН, 1986, с.86.

54. Беленов А.Ф., Ерухимов Л.М., Ковалев В.Я., Метелев С.А., Рубцов Л.Н. Результаты исследований искусственного радиоизлучения низкоширотной ионосферы, возмущенной волной накачки с изменяющейся частотой Доклады АН Тадж.ССР, 1986.

55. Бойко Г.Н., Ерухимов Л.М., Метелев С.А. Динамика нетепловой компоненты радиоизлучения ионосферы. Труды III Суздальского симпозиума УРСИ по модификации ионосферы мощными радиоволнами (ISIM-3) (Суздаль, сент. 1991) М.-ИЗМИРАН, 1991, с.144-145.

56. Robert Wall, EC-130Hs Blanket Serb Communications. Aviation Week & Space Technology, n.18 v.150, 1999, p.30.

57. В.Дегтярь, Новое поколение американских радиостанций УКВ диапазона. Зарубежное военное обозрение, 1991, N 6.

58. Клименко Н.Н. Радиостанции УКВ диапазона: состояние, перспективы развития, особенности применения режима скачкообразного изменения частоты.Зарубежная радиоэлектроника, 1990, N 7, с.3-32.

59. Защита от радиопомех, под.ред.М.В.Максимова, М.: Советское радио, 1976.

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

61. Тихонов В.И. Оптимальный прием сигналов.- М.: Радио и связь, 1983г.-320с.

62. Варакин JI.E. Системы связи с шумоподобными сигналами.- М.: Радио и связь, 1985.384 с.

63. Адаптивная компенсация помех в каналах связи. Под редакцией Ю.И. Лосева, М.: Радио и связь, 1988 208 с.

64. Д.Бринтон, Программа ВВС по повышению помехозащищенности средств связи, Электроника, 1979, №11, с.100-102.

65. Sielman P. The application of adaptive spatial nulling, spectral cancellation and cross polarization to terrestrial networks at VLF, LF and HF. IEE EASCON 84. Proc. 17 Annu. Electron, and Aerospace Conf. N.Y. - 1984. - P.63-68.

66. Modified Miniature Receive Terminal (MMRT), Каталог радиосвязного оборудования фирмы Rockwell Collins, 2000, pp.1.24.1-1.24.3.106. http://www.dreo.dnd.ca/pages/comms/dc004.htm, HF Adaptive-Antenna Algorithms.

67. Papadias C.B. Methods for blind equalization and identification of linear channels. PhD Thesis, 1995, 259 p.108. http://www-isl.stanford.edu/people/papadias.

68. Cardozo J.F. Blind signal separation: statistical principles. Proceedings of the IEEE, vol.9, No 10, pp.2009-2025, Oct. 1998.

69. Хмельницкий E.A. Оценка реальной помехозащищенности приема сигналов в KB диапазоне. М.: Связь, 1975. 232 с.

70. Hacket С.М. Adaptive Arrays Can Be Used to Separate Communication Signals. IEEE Trans.- 1981.- Vol.AES-17, N 2, pp. 234 246.

71. Ефименко B.C., Харисов В.Н. Оптимальные алгоритмы разделения пространственно -разнесенных источников излучения , Радиотехника, №7, 1996, с.87-95.

72. Ефименко B.C., Харисов В.Н. Следящие алгоритмы пространственного разделения сигналов от различных источников, принятых многоэлементной антенной, Радиотехника, №7, 1996, с.96-100.

73. Ефименко B.C., Харисов В.Н., Петухов В.Н. Алгоритмы разделения негауссовских сигналов, Радиотехника, №10, 1999 г, с.85-93.

74. Ефименко B.C., Петухов В.Н. Алгоритмы разделения источников излучения, использующих временную структуру сигналов, Радиотехника, №7, 1999 г, (журнал в журнале).

75. Марчук Л.А., Ефимов А.В., Рожков А.Г. Непараметрический алгоритм адаптивного пространственного разделения сигналов, Радиотехника, №9, 1999, с.32-37.

76. Kwak J. and I-Tai Lu, Blind Adaptive Space-Time Receiving and Transmitting Diversities for Multiuser DS-CDMA Systems, IEEE Military Communications Conference Proceedings, 31 Oct-3 Nov, Atlantic City, New Jersey, v.II, pp.924-928.

77. Torrieri Don, Adaptive and Diversity Arrays for Frequency-Hopping Systems, IEEE Military Communications Conference Proceedings, 31 Oct-3 Nov, Atlantic City, New Jersey, v.II, pp.929-933.

78. Jouny I., Signal Separation Using Circular Arrays, IEEE Military Communications Conference Proceedings, 31 Oct-3 Nov, Atlantic City, New Jersey, v.I, pp.666-670.

79. Myric W.L., Zoltowski M.D., Goldstein J.S., Anti-Jam Space-Time Preprocessor for GPS Based on Multistage Nested Wiener Filter, IEEE Military Communications Conference Proceedings, 31 Oct-3 Nov, Atlantic City, New Jersey, v.I, pp.675-681.

80. А.Форский, Средства электронной войны ВМС США, Зарубежное военное обозрение, №, 2000, с.45-49.

81. Testing of HF Modems with Bandwith of up to about 12 kHz Using Ionospheric Channel Simulations (Question ITU-R 213|9), Recommendation ITU-R F.1487, 2000, pp.1-11.

82. Widrow B. and Hoff M.E. Jr., Adaptive Switching Circuits, IRE WESCON Conv. Rec., 1960, pt.4. pp. 96-104.

83. A.M.Vural, Effects of perturbations on the performance of optimum/adaptive arrays, IEEE Trans, on Aerospace and Elect. Syst., Vol.AES-15, No.l, pp.76-78, 1979.

84. H.Cox, Line array performance when the signal coherence is spatially dependent, J. of the Acoust. Soc. of America, Vol.54, pp. 1743-1746, 1973.

85. D.R. Morgan, T.M. Smith, Coherence effects on the detection performance of quadratic array processors, with applications to large-array matched-field beamforming, J. of the Acoust. Soc. of America, Vol.87, No.2, pp. 737-747, 1990.

86. Степанец В.А., Кузьмин Б.И., Хохлов Ю.В., Оценка помехоустойчивости линий авиационной радиосвязи в условиях комплексного воздействия случайных и преднамеренных помех., Электросвязь, №3, 1999, с.22-25.

87. Чурмасов C.B., Тарасов Г.А., Оценка эффективности адаптивной антенной решетки при воздействии коррелированной с сигналом помехи, Электросвязь, №5, 2002, с.32-34.