Исследование методов обеспечения и оценки помехозащищенности радиотехнических систем

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

Исследование методов обеспечения и оценки помехозащищенности радиотехнических систем

Работу выполнилАндрияш Максим Владимирович

Специальность - 210302 - Радиотехника

Научный руководитель

канд. техн. наук, доцент А.Н. Казаков

Нормоконтролер инженер И.А. Прохорова

 

 

Краснодар 2014

Реферат

Дипломная работа: ___ с.6 рис., 15 источников.

Помехозащищенность, помехоустойчивость систем, скрытность систем

Целью данной дипломной работы является, совершенствование учебно-методического комплекса дисциплины Радиотехнические системы, которое включает в себя: обосновать необходимость использования и совершенствования помехозащищенных РТС, провести анализ основных характеристик и параметров помехозащищенных РТС, основных методов повышения скрытности РТС, основных методов повышения устойчивости РТС к преднамеренным помехам.

Основные результаты дипломной работы заключаются в следующем: было проведено обоснование необходимости использования и совершенствования помехозащищенных РТС, сделан анализ основных характеристик и параметров помехозащищенных РТС, проведен анализ основных методов повышения скрытности РТС и проведен анализ основных методов повышения устойчивости РТС к преднамеренным помехам.

 

Содержание

Введение

1. Анализ основных характеристик и параметров помехозащищенных радиотехнических систем на основе шумоподобных сигналов

1.1 Принципы построения радиотехнических систем передачи сообщений с кодовым уплотнением каналов и со случайной сменой форм адресных сигналов

1.2 Основные характеристики исследуемой системы

2. Обоснование и особенности технической реализации технических решений по совершенствованию рассматриваемых систем

2.1 Обоснование оптимального параллельного итерационного алгоритма

2.2 Сложность реализации оптимального итерационного алгоритма аппаратными средствами

3. Обоснование математического аппарата для анализа эффективности предлагаемых технических решений

3.1 Классификация видов моделирования систем

3.2 Возможности и эффективность моделирования систем на ЭВМ

3.2.1 Обоснование машинного имитационного моделирования

3.2.2 Анализ технических средств для моделирования

3.2.3 Особенности имитационной модели

3.2.4 Обоснование целесообразности использования ИМ

4. Оценка эффективности предлагаемых технических решений

4.1 Методика оценки эффективности итерационного алгоритма

4.2 Результаты моделирования итерационного алгоритма уплотнения

Заключение

Список использованных источников

Приложения

Введение

 

Развитие телекоммуникационных средств нового поколения основано на использовании широкополосных сигналов с большой базой. За счет расширения полосы частот несущих сигналов достигается увеличение скорости передачи информации, повышается устойчивость и надежность работы радиоэлектронных систем.

Цифровая система связи с расширением спектра и динамической сменой хаотических кодов обладает высокой помехозащищенностью, скрытностью и обеспечивает надежную и конфиденциальную передачу сообщений в условиях сложной электромагнитной обстановки [5].

Защита передаваемой информации в многоканальных СDМА системах и в беспроводных системах связи с расширением спектра осуществляется кодированием сообщений с помощью псевдослучайных последовательностей [6].

Применение широкополосных шумоподобных сигналов обеспечивает высокую пропускную способность каналов, позволяет ослабить воздействие многих видов помех, а также бороться с влиянием многолучевого распространения радиоволн.

Важной особенностью широкополосных систем является высокая скрытность собственных излучений и электромагнитная совместимость с другими радиоэлектронными средствами за счет передачи в эфир непрерывных во времени шумоподобных сигналов с очень низкой спектральной плотностью.

Важным условием, предъявляемым к современным телекоммуникационным средствам, является обеспечение скрытности и конфиденциальности связи. Скрытность функционирования беспроводных систем связи повышается за счет кодового расширения спектра передаваемых в эфир непрерывных излучений с очень низкой спектральной плотностью. Защита передаваемой информации от несанкционированного доступа достигается кодированием сообщений с помощью длинных непериодических псевдослучайных последовательностей (ПСП) или за счет динамической смены во времени кодирующих последовательностей.

Однако, как в случае передачи сообщений, так и в случае передачи информации со сменой форм ПСП требуемый объем в системах CDMA существенно превосходит их базу. Поэтому они будут ортогональными и приведут к внутрисистемным помехам, снижающим помехоустойчивость этих систем.

Цель работы - совершенствование учебно-методического комплекса дисциплины Радиотехнические системы.

Задачи, рассмотренные в дипломной работе

.   Анализ основных характеристик и параметров помехозащищенных радиотехнических систем на основе шумоподобных сигналов

2. Анализ повышения скрытности радиотехнических систем при помощи смены форм сигналов

.   Анализ особенностей применения смены форм сигналов для систем с кодовым уплотнением каналов

.   Выбор методов снижения влияния на помехоустойчивость системы неортогональности канальных сигналов

Анализ основных характеристик и параметров помехозащищенных радиотехнических систем на основе шумоподобных сигналов

Основные характеристики исследуемой системы

 

Анализ изученных источников показал, что основными характеристиками рассматриваемой системы является помехозащищенность, которая состоит из скрытности и помехоустойчивости. Скрытность системы в рассматриваемом случае повышается за счет увеличения времени поиска средством радиотехнической разведки в m раз при заданной вероятности обнаружения сигнала или, наоборот, скрытность повышается за счет уменьшения вероятности обнаружения при фиксированном времени обнаружения (m - число используемых форм сигналов каждым из источников информации). Помехоустойчивость системы с кодовым уплотнением каналов при этом снижается из-за взаимных помех при использовании квазиортогональных сигналов в качестве канальных сигналов.

Таким образов в целом помехозащищенность системы в данном случае является неоднозначной характеристикой, что требует проведения исследований, проведенных в данной дипломной работе.

радиотехническая система помехозащищенность помеха

Обоснование и особенности технической реализации технических решений по совершенствованию рассматриваемых систем

 

Из рассмотренного в предыдущем пункте материала выяснилось, что при использовании смены форм сигналов в системах с кодовым уплотнеием число сигналов может существенно превысить значение их базы, вследствии чего нарушается их ортогональность, и соответственно, появляются взаимные помехи, снижающие помехоустойчивость передаваемой информации. В следующем пункте рассмотрим алгоритм уплотнения неортогональных сигналов, при котором действие ВП существенно устраняется.

Обоснование математического аппарата для анализа эффективности предлагаемых технических решений

Возможности и эффективность моделирования систем на ЭВМ

Оценка эффективности предлагаемых технических решений

Заключение

 

1. Одним из путей повышения помехозащищенности радиолиний с кодовым уплотнением является передача информации со сменой форм адресных сигналов. Однако при этом требуемое число форм сигналов может превысить значение их базы, вследствие чего нарушается их ортогональность, и соответственно, появляются взаимные помехи, снижающие качество передаваемой информации.

2. Проанализированы различные алгоритмы уплотнения и разделения неортогональных сигналов, позволяющие подавить взаимные помехи, сделан вывод о высокой эффективности итерационного алгоритма уплотнения.

.   Возможна аппаратная или программная реализация итерационного алгоритма уплотнения, при этом сложность реализации возрастает с числом каналов уплотнения по квадратической зависимости, а от числа реализаций по линейной.

.   Исследованный в работе итерационный алгоритм уплотнения позволяет при повышении энергетических затрат не более чем в 1, 1.1, 2 раза практически полностью устранить действие внутрисистемных помех между каналами и тем самым повысить эффективность применения перспективных СПИ.

Приложения

Приложение А

Программный код имитационной модели алгоритма уплотнения неортогональных сигналов на языке Borland Pascal для определения требуемых энергетических затрат и числа итераций

program ocenka; dos, crt; m1, exitQ; Rkor, RkorA: array [1.10, 1.10] of single;: array [1.10, 1.10] of integer;: array [1.10, 1.10] of single;: array [1.10, 1.10] of single;, tmp, tmpA, Del, Uq: array [1.10] of single; s, Pq, Uq1, Poshkiq: array [1.10] of single;: array [1.10, 1.10, 1.15] of single;: array [1.10, 1.10] of single; sr, Pki, Yk: single;, n, h0, r, i, j, k, l, z, q: integer;: single;, Y, EsumC, EsumA, EkC, EkA, EsrC, EsrA, Gamma: real;: boolean;, F1, F2: text; Posh (x: real): real; xp, tmp, x2, x3, x5, x7, x9: real;: =abs (x);: =xp*xp;: =xp*xp*xp;: =xp*xp*xp*xp*xp;: =xp*xp*xp*xp*xp*xp*xp;: =xp*xp*xp*xp*xp*xp*xp*xp*xp; xp< =1 then: =0.5-1/sqrt (2*Pi) * (xp-x3/6+x5/40+x7/336+x9/371589120): =1/sqrt (2*Pi) *1/sqrt (1+x2) *exp (-x2/2);: =tmp; x< 0 then Posh: =1-tmp;; (F, 'D1PoshSr. DAT'); (F); ('Введите число каналов R '); (r); ('Введите среднее значение коэффициента корреляции 0 < rsr < 1 '); (rsr); ('Введите число итераций Q '); (Qi); (F, 'Число каналов ', R: 3);

writeln (F, 'Rcp ', rsr: 5: 3);: =Trunc (exp (r*ln (2)));

h0: =3;

(* Формирование матрицы корреляции *)

for i: =1 to r doj: =1 to r doi=j then Rkor [i, j]: =1Rkor [i, j]: =rsr;

end;;

(* Формирование матрицы исходных сообщений *)

for n: =1 to z doj: =1 to r don< =1 then C [n, j]: =-1; n> 1 thenk: =1 to r do[n, k]: =C [n-1, k]; k: =r downto 1 doC [n, k] =-1 then[n, k]: =1; m1;; C [n, k] =1 then C [n, k]: =-1;;:;;

(* Вычисление ЕkC*)j: =1 to r do[j]: =C [n, j];: =0; i: =1 to r doj: =1 to r do: =EkC+tmp [i] *tmp [j] *Rkor [i, j];

(* Формирование коэффициентов альфа *)

for j: =1 to r do[j]: =C [n, j]; (* Начальное значение альфа *)

tmpA [j]: =tmp [j];;

(* Вычисление Pош без коррекции *)

for i: =1 to r do

for j: =1 to r do[i, j]: =Rkor [i, j] *tmp [j]; i: =1 to r do[i]: =0; i: =1 to r doj: =1 to r do

Uq [i]: =Uq [i] +RkorA [i, j];

for i: =1 to r do[i]: =Uq [i] *tmp [i]; i: =1 to r do[n, i]: =Posh (sqrt (2) *h0*Uq1 [i]);

(* Вычисление Pош с коррекцией *)

for q: =1 to Qi do

begini: =1 to r do

Del [i]: =Uq [i] - tmp [i]; i: =1 to r do[i]: =tmpA [i] - Del [i];

(* Вычисление EkAq и коэффициента дополнительных энергетических затрат *)

for j: =1 to r do[j]: =tmpA [j];: =0; i: =1 to r doj: =1 to r do: =EkA+tmp1 [i] *tmp1 [j] *Rkor [i, j];: =Ekc/EkA;

(* Формирование отсчетов U *)

for i: =1 to r doj: =1 to r do

RkorA [i, j]: =Rkor [i, j] *tmpA [j];

for j: =1 to r do[j]: =0; i: =1 to r doj: =1 to r do

Uq [i]: =Uq [i] +RkorA [i, j];

(* Вычисление Pош *)i: =1 to r do

Uq1 [i]: =Uq [i] *tmp [i];

for i: =1 to r do[n, i, q]: =Posh (sqrt (2) *h0*Uq1 [i] /sqrt (Yk));;; (F); q: =1 to Qi doi: =1 to r don: =1 to z do

Pq [q]: =Pq [q] +hkiq [n, i, q];

for q: =1 to Qi do[q]: =Pq [q] /r/z; i: =1 to r don: =1 to z dos [i]: =hkiq0s [i] +hkiq0 [n, i]; i: =1 to r dos [i]: =hkiq0s [i] /z; (F, 'hkiq0s= ', hkiq0s [i]);; i: =1 to r dosr: =hkiq0sr+hkiq0s [i]; sr: =hkiq0sr/r; (F, ' Q P'); (F, ' 0', hkiq0sr); q: =1 to Qi do(F, q: 4, Pq [q]); (F); n: =1 to z doi: =1 to r do(F, 'hkiq0 [', n: 3, i: 3, '] ', hkiq0 [n, i]: 9: 8); (F); (F, ' n r q P'); n: =1 to z doi: =1 to r doq: =1 to Qi do(F, n: 4, i: 4, q: 4, ' ', hkiq [n, i, q]: 9: 8); (F);;.

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

Исследование методов обеспечения и оценки помехозащищенности радиотехнических систем

Работу выполнилАндрияш Максим Владимирович

Специальность - 210302 - Радиотехника

Научный руководитель

канд. техн. наук, доцент А.Н. Казаков

Нормоконтролер инженер И.А. Прохорова

 

 

Краснодар 2014

Реферат

Дипломная работа: ___ с.6 рис., 15 источников.

Помехозащищенность, помехоустойчивость систем, скрытность систем

Целью данной дипломной работы является, совершенствование учебно-методического комплекса дисциплины Радиотехнические системы, которое включает в себя: обосновать необходимость использования и совершенствования помехозащищенных РТС, провести анализ основных характеристик и параметров помехозащищенных РТС, основных методов повышения скрытности РТС, основных методов повышения устойчивости РТС к преднамеренным помехам.

Основные результаты дипломной работы заключаются в следующем: было проведено обоснование необходимости использования и совершенствования помехозащищенных РТС, сделан анализ основных характеристик и параметров помехозащищенных РТС, проведен анализ основных методов повышения скрытности РТС и проведен анализ основных методов повышения устойчивости РТС к преднамеренным помехам.

 

Содержание

Введение

1. Анализ основных характеристик и параметров помехозащищенных радиотехнических систем на основе шумоподобных сигналов

1.1 Принципы построения радиотехнических систем передачи сообщений с кодовым уплотнением каналов и со случайной сменой форм адресных сигналов

1.2 Основные характеристики исследуемой системы

2. Обоснование и особенности технической реализации технических решений по совершенствованию рассматриваемых систем

2.1 Обоснование оптимального параллельного итерационного алгоритма

2.2 Сложность реализации оптимального итерационного алгоритма аппаратными средствами

3. Обоснование математического аппарата для анализа эффективности предлагаемых технических решений

3.1 Классификация видов моделирования систем

3.2 Возможности и эффективность моделирования систем на ЭВМ

3.2.1 Обоснование машинного имитационного моделирования

3.2.2 Анализ технических средств для моделирования

3.2.3 Особенности имитационной модели

3.2.4 Обоснование целесообразности использования ИМ

4. Оценка эффективности предлагаемых технических решений

4.1 Методика оценки эффективности итерационного алгоритма

4.2 Результаты моделирования итерационного алгоритма уплотнения

Заключение

Список использованных источников

Приложения

Введение

 

Развитие телекоммуникационных средств нового поколения основано на использовании широкополосных сигналов с большой базой. За счет расширения полосы частот несущих сигналов достигается увеличение скорости передачи информации, повышается устойчивость и надежность работы радиоэлектронных систем.

Цифровая система связи с расширением спектра и динамической сменой хаотических кодов обладает высокой помехозащищенностью, скрытностью и обеспечивает надежную и конфиденциальную передачу сообщений в условиях сложной электромагнитной обстановки [5].

Защита передаваемой информации в многоканальных СDМА системах и в беспроводных системах связи с расширением спектра осуществляется кодированием сообщений с помощью псевдослучайных последовательностей [6].

Применение широкополосных шумоподобных сигналов обеспечивает высокую пропускную способность каналов, позволяет ослабить воздействие многих видов помех, а также бороться с влиянием многолучевого распространения радиоволн.

Важной особенностью широкополосных систем является высокая скрытность собственных излучений и электромагнитная совместимость с другими радиоэлектронными средствами за счет передачи в эфир непрерывных во времени шумоподобных сигналов с очень низкой спектральной плотностью.

Важным условием, предъявляемым к современным телекоммуникационным средствам, является обеспечение скрытности и конфиденциальности связи. Скрытность функционирования беспроводных систем связи повышается за счет кодового расширения спектра передаваемых в эфир непрерывных излучений с очень низкой спектральной плотностью. Защита передаваемой информации от несанкционированного доступа достигается кодированием сообщений с помощью длинных непериодических псевдослучайных последовательностей (ПСП) или за счет динамической смены во времени кодирующих последовательностей.

Однако, как в случае передачи сообщений, так и в случае передачи информации со сменой форм ПСП требуемый объем в системах CDMA существенно превосходит их базу. Поэтому они будут ортогональными и приведут к внутрисистемным помехам, снижающим помехоустойчивость этих систем.

Цель работы - совершенствование учебно-методического комплекса дисциплины Радиотехнические системы.

Задачи, рассмотренные в дипломной работе

.   Анализ основных характеристик и параметров помехозащищенных радиотехнических систем на основе шумоподобных сигналов

2. Анализ повышения скрытности радиотехнических систем при помощи смены форм сигналов

.   Анализ особенностей применения смены форм сигналов для систем с кодовым уплотнением каналов

.   Выбор методов снижения влияния на помехоустойчивость системы неортогональности канальных сигналов

1234Следующая ⇒

Поделиться: