На правах рукописи

Тихоненко Алексей Митрофанович

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ

ЗАЩИЩЕННОСТЬ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ИДЕНТИФИКАЦИОННЫХ

СИСТЕМ ДЛЯ МОНИТОРИНГА И УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ СУДОВ

НА ВНУТРЕННИХ ВОДНЫХ ПУТЯХ НА ОСНОВЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОПАРАЛЛЕЛЬНЫХ СЛОЖНЫХ СИГНАЛОВ

Специальность 05.13.06 Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2013 Диссертация выполнена на кафедре технических средств судовождения и связи Государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Сикарев Игорь Александрович

Официальные оппоненты:

Заведующий кафедрой «Информационных технологий и систем безопасности»

Российского государственного гидрометеорологического университета Доктор технических наук, профессор Бескид Павел Павлович Доцент кафедры «Электротехники и автоматики» Государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова Кандидат технических наук, доцент Чертков Александр Александрович

Ведущая организация:

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Защита состоится “28“ноября 2013г. в 16.00 часов на заседании диссертационного совета Д.223.009.03 на базе государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова по адресу:198035, г.Санкт-Петербург, ул.Двинская, 5/

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова.

Автореферат разослан “ 28 “ октября 2013 г

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент Е.Г. Барщевский

1.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования.

Одной из важнейших современных проблем внутреннего водного транспорта является обеспечение надлежащего уровня безопасности плавания при навигации, как в прибрежных морских районах, так и акватории внутренних водных путей (ВВП) России, при соответствующем уровне организации транспортного процесса в целом.

Объясняется это ежегодным ростом интенсивности грузоперевозок на ВВП, внедрением современных речных и «река-море» крупнотоннажных судов, обладающих высокой эксплуатационной скоростью движения, причем в качестве основного метода судовождения штурманский состав в основном отдает предпочтение лоцманского методом судоходства, который не поз– воляет в полной мере обеспечить надлежащий уровень безопасности судоходства на ВВП России в соответствии с общепринятыми мировыми стандартами. В качестве конструктивного решения указанной комплексной задачи может выступать переход от лоцманского к инструментальному методу плавания на ВВП, базирующемся на использовании систем электронной картографии в сочетании с высокоточными системами позиционирования на основе спутниковых радионавигационных системы ГЛОНАСС/GPS и, конечно, создании и внедрении новых инфокоммуникационных систем водного транспорта.

В настоящее время значительный интерес у специалистов водного транспорта вызывают вопросы, связанные с внедрением на внутреннем водном транспорте Российской Федерации инфокоммуникационных систем типа:

корпоративная речная информационная служба (КРИС); речная информационная система (РИС) и автоматизированная система управления движением судов (АСУ ДС) весьма актуальны с этой точки зрения.

Помимо обеспечения безопасности судоходства на сегодняшний день специалистов привлекают вопросы мониторинга и управления транспортным процессом на ВВП. Решение задач такого плана так же ведется с помощью береговой инфраструктуры иерархической триады КРИС-РИС-АСУДС.

Значительную роль в повышении эффективности мониторинга и управления играет информационная технология ХХ-ХХI веков – автоматизированные идентификационные системы (АИС), которая позволяют решить поставленную задачу при интеграции их в состав действующих береговых систем управления движением судов, в том числе для построения национальных и глобальных систем мониторинга и управления движением флота. Для регионов, входящих в Единую Глубоководную Систему РФ (ЕГС РФ), основным направлением определено именно развитие береговой инфраструктуры, в частности за счет построения цепей станций и ретрансляторов АИС. В то же время для других регионов и в особенности для протяженных рек Сибири и Дальнего Востока, вероятно, вследствие необходимости значительных финансовых вложений такой подход не будет применен в качестве основного, что подтверждается подписанием Федеральным агентством морского и речного транспорта Министерства транспорта РФ распоряжения от 7 июля 2006г.: "О развитии технологических сетей связи на внутренних водных путях" № АД-103-р, в соответствии с которым спутниковое оборудование спутниковой системы радионавигации и связи (ССРНС) «Глобалстар» и спутниковой системы связи (ССС) «ИНМАРСАТ» рекомендовано использовать на речных судах удаленных районов внутренних водных путей Сибири, Дальнего Востока и малонаселенных районов Европейской части России для обеспечения технологической связью и в целях повышения безопасности судоходства.

Значительную роль в повышении эффективности систем АИС по мониторингу и управлению транспортным процессом является применение в них помимо традиционных узкополосных сигналов с гауссовской ЧМ сложных сигналов, обеспечивающих высокую электромагнитную защищенность и устойчивость таких систем при воздействии комплекса мультипликативных и аддитивных помех, особенно взаимных. Последние вопросы исследованы в научно-технической литературе недостаточно.

В связи с изложенным, целью диссертационной работы является решение актуальной научной задачи повышения безопасности судоходства и эффективности мониторинга транспортного процесса на внутренних водных путях на основе внедрения последовательно-параллельных сложных сигналов с псевдослучайной прыгающей рабочей частотой в инфокоммуникационные системы АИС, как одного из важнейших, перспективных способов передачи цифровой информации в иерархических триадах.

Результаты выносимые на защиту:

1. Результаты анализа информационного обеспечения и принципов функционирования АИС в речных АСУДС.

2. Модели цифровых информационных каналов АИС и частотно-временных характеристик последовательно – параллельных сложных сигналов.

3. Алгоритмы и методики расчета электромагнитной защищенности информационных каналов автоматизированных идентификационных систем с псевдослучайной прыгающей рабочей частотой при воздействии взаимных помех.

4. Методики и результаты анализа и рекомендации по обеспечению функциональной устойчивости основных характеристик зон действия систем АИС с ППРЧ при воздействии взаимных помех.

Методологической основой исследования являются принципы системного анализа и управления технологическими процессами, экспертные оценки и методы их обработки, теория АСУ, теория радиосвязи, радиолокации, спутниковой навигации, методы формирования алгоритмов проектирования систем связи и управления.

Научная новизна работы состоит:

1. В создании современного метода построения инфокоммуникационных каналов в системах АИС для передачи цифровых данных в условиях комплекса мультипликативных и аддитивных, прежде всего взаимных, помех.

2. В разработке математического и алгоритмического обеспечения расчета электромагнитной защищенности и функциональной устойчивости систем АИС с псевдослучайной прыгающей рабочей частотой при воздействии взаимных помех.

3. В разработке методик и результатов анализа систем АИС с ППРЧ ври воздействии взаимных помех при различных мультипликативных помехах:

отсутствие замираний сигналов и помех, их обобщенные релеевские замирания и наконец чисто релеевские замирания сигналов и помех.

4. В получении результатов сравнительного анализа систем АИС с традиционной узкополосной гауссовской ЧМ (АИС1, АИС2, АИСВ) с системами АИС изпользующими последовательно - параллельные сложные сигналы, прежде всего с ППРЧ.

Практическая ценность работы состоит в том, что сформулированные выводы и предложения могут быть использованы при реализации проектов создания комплексных систем управления движением судов и безопасности судоходства на внутренних водных путях России. Разработанные методы и модели использования АИС могут явиться базой для модернизации существующих и построения новых систем АИС на различных участках внутренних водных путей, а также существенно уменьшить риски, связанные с некорректным построением их информационных полей.

Реализация научных результатов. Отдельные положения диссертационной работы реализованы в Государственном Университете морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова, в Малом инновационном предприятии ООО «ИНФОКОМ», в ООО НПФ «МАРИНЕРУС».

Публикации и апробации работы. По тематике работы опубликовано научных статей в изданиях, предусмотренных “Перечнем изданий ВАК”.

Осуществлен доклад на межвузовской научно-практической конференции студентов и аспирантов «Водный транспорт России: история и современность», посвященной 200-летию транспортного образования в России (СПГУВК, 2012).

Объем и структура работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка опубликованных источников, содержащего отечественных и зарубежных работ, включает в себя 137 страниц текста, рисунков, 6 таблиц.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В ПЕРВОМ РАЗДЕЛЕ проведен анализ и обобщение мирового и отечественного опыта по современному уровню разработки и внедрения, а также перспективам развития метасистемы в иерархической триаде «КРИС– РИС–АСУ ДС (СУДС)» свидетельствуют о том, что системы управления движением судов получили в настоящее время весьма широкое распространение на внутренних водных путях Европы, Азии и Северной Америки. Можно утверждать, что они сейчас являются доминантой в указанной триаде и составляют неотъемлемую часть всемирного транспортного процесса и в особенности частью системы мониторинга, управления и безопасности речного и смешанного «река–море» судоходства. Их планирование, внедрение и информационное функционирование на ВВП проводится в соответствии с концепцией «Речных информационных служб», принятой в Европейском Союзе и подтвержденной Международной Ассоциацией маячных служб. Несомненна актуальность внедрения таких систем на ВВП ЕГС Европейской части России.

Выполненный анализ современных основ создания и информационного обеспечения корпоративных речных информационных систем по иерархическому уровню «КРИС–РИС–АСУДС», позволил выявить особенности построения КРИС и предложить достаточно конструктивный вариант структуры КРИС на ЕГС, включающий семь зон РИС и учитывающий не только особенности информационного функционирования и обеспечения последних, но и регионально-бассейновую административную структуру существующей системы управления судоходством на ЕГС. (Рис. 1) Рисунок1. Организация зон РИС на внутренних водных путях европейской зона РИС–1 – зона Беломоро-Балтийского канала;

зона РИС–2 – зона ГБУ "Волго-Балт";

зона РИС–3 – зона Москвы и канала им. Москвы;

зона РИС–4 – зона большой Волги;

зона РИС–5 – зона ГБУ "Волго-Дон";

зона РИС–6 – зона низовьев Дона и порта Азов;

зона РИС–7 – зона ФГУ "Камводпуть Анализ канонической структурной схемы (Рис.2) и особенностей информационного функционирования АСУДС свидетельствует о необходимости сосредоточить, в первую очередь, внимание на задачах построения обеспечивающей высокую эффективность мониторинга и управления автоматизированной идентификационной телекоммуникационной системы.

Рисунок 2 Типовая конфигурация Центра СУДС.

В настоящее время автоматизированные системы управления движением судов (АСУ ДС), техническим и вспомогательным флотом (АСУ ТВФ) как подсистемы речных информационных в иерархической триаде «КРИС-РИСАСУ ДС, АСУ ТВФ», по-видимому, должны организовываться, с использованием в своей основе многофункциональных автоматизированных идентификационных систем (АИС). Системы АИС (Рис. 3) Рисунок 3. Принцип функционирования АИС позволяют в значительной степени повысить уровень безопасности судоходства за счет своевременного обмена информацией в направлениях «судно-судно» и «судно-берег» как для предупреждения столкновений между судами, так и для контроля и регулирования движения судов береговыми службами, особенно при применении сложных сигналов в адаптивных транспондерах.

ВО ВТОРОМ РАЗДЕЛЕ рассмотрены математическое описание моделей цифровых информационных каналов АИС и частотно-временные характеристики последовательно-параллельных сигналов: дискретноманипулированных сигналов с линейной частотной модуляцией, дискретноманипулированных сигналов с разрывной во времени структурой и дискретноманипулированных сигналов с псевдо случайной перестройкой рабочей частоты.

Проведен анализ стохастической модели ( Рис.4)

ИС КД М СР ДМ ДК ПС

Рисунок 4. Каноническая структурная схема системы АИС цифровых информационных каналов в речных автоматизированных идентификационных системах учитывающий три типа факторов, влияющих на их электромагнитную защищенность:

• распространенная УКВ радиоволн с учётом технико-эксплуатационных параметров приёмо-передающих трактов аппаратуры;

• изменения влияния заграждающего рельефа между береговой базовой станцией и судовым транспондером;

• процесса перемещения судового транспондера относительно базовой Для описания свойств взаимных помех использована серьёзно зарекомендованная себя в научно-технической литературе модель квазидетерминированных случайных процессов, которая позволяет описать достаточно эффектно статистические свойства таких помех, а, во-вторых, позволяет формулировать и конструктивно использовать для нахождения зон действия базовых станций такие количественные показатели различия в частотно-временной области сигналов и взаимных помех как коэффициенты взаимного различия и поле поражение сигнала:

Коэффициент взаимного различия (КВР) структур полезных сигналов и взаимных помех в частотно-временной области, определяемый, как нормированная величина, пропорциональная мощности процесса на выходе фильтра или квадратурной схемы z ri (t ), при прохождении через них помехи zпk (t ).

~ (t ) ) – функция, сопряженная с z (t ) по Гильберту; Т – длительность сигнала; Pri = (t )dt – мощность принимаемого r -го варианта полезного сигнала в i -ой ветви; K 0 = ri пk – постоянная, не зависящая от структур сигнала и помехи; µ ri, µпk – соответственно, амплитудные коэффициенты передачи i –ой составляющей r -го варианта сигнала и k -ой составляющей помехи.

Также введено понятие комплексного коэффициента взаимного различия:

комплексно сопряженная с Z пk (t ). Таким образом, комплексный коэффициент взаимного различия связан с простым коэффициентом взаимного различия соотношением:

Понятие поля поражения сигнала, равного площади проекции сечения двухмерного нормированного КВР на частотно-временную плоскость, определяемой допустимой и требуемой вероятностью ошибки в информационном канале, а также энергетикой взаимной помехи:

где Sri – площадь i -ого частичного поля поражения r-го варианта, сигнала в пределах которой g 0r g 0rдоп, g 0rдоп = 2 g ri – среднестатистические значения коэффициентов взаимного различия; hri и hпk – соответственно, среднестатистические значения отношений энергии i -ой составляющей сигнала и k -ой составляющей помехи к спектральной плотности белого шума 2.

Для повышения электромагнитной защищенности информационных каналов АИС предложено использовать последовательно-параллельные сложные сигналы типа дискретно-частотно-манипулированных.

Проанализированы основные временные, спектральные, корреляционные характеристики таких сигналов, в том числе их важные для практики модификации: с линейной частотной манипуляцией, разрывов во времени структурой, с псевдослучайной перестраиваемой рабочей частотой.

Раскрыты основные особенности частотно-временной структуры, частотно-временных матриц, манипулирующих последовательностей, коэффициентов взаимного различения между этими сигналами и взаимными помехами.

Материалы исследований этого раздела позволяют перейти к глубокому количественному анализу особенностей передачи ДЧМН сигналов в информационных каналах АИС, подверженных комплексному воздействию различного рода замираний, шумов и взаимных помех.

В ТРЕТЬЕМ РАЗДЕЛЕ

проведен анализ электромагнитной защищённости информационных каналов АИС с ППРЧ при воздействии взаимных помех.

Основное внимание уделено классу полнодоступных синхронных дискретно-адресных систем в таких каналах, поскольку именно они при числе компонентов сигнала M=3 5 позволяют обеспечить синхронный и псевдослучайный доступ к квадратичному сложению составляющих ДЧМН сигналов в транспондере АИС.

Проанализированы помехоустойчивости АИС с активной и пассивной паузой при произвольных М1 в каналах только с флюктуационными шумами.

Показано, что с увеличением числа составляющих ДЧМН сигналов и М-ветвей обработки в транспондере независимо от решающей схемы, помехоустойчивость ДАСС снижается (Рис.5).

Полная вероятность ошибки поэлементного приема где п - число одновременно работающих транспондеров АИС в час наибольшей нагрузки, причем n N; р п (k) - вероятность выбора одной и той же рабочей частоты к транспондерами, т.е. вероятность присутствия на входе транспондера к сосредоточенных помех; р к (h2,{g rk 2}) – вероятность ошибки поэлементного приема при наличии на входе транспондера k сосредоточенных помех, в случае релеевских замираний сигналов ДАСС ППРч и помех имеет вид (см. рис. 5):

Рисунок 5. Зависимости вероятностей ошибки от значений коэффициента загрузки в ДАСС с ППРЧ при релеевских замираниях сигналов и помех.

Для полной вероятности ошибок поэлементного приема в радиолинии АИС с ППРЧ получим (см. рис.6) Рисунок 6. Зависимости вероятностей ошибки от параметра h2 для ДАСС с ППРЧ при отсутствии замираний сигналов и помех Полная вероятность ошибки при замирании сигналов по обобщенному закону Релея и замираниях помех по релеевскому закону может быть представлена так (см. рис 7).

где p 0, p 1, и р 2 описываются формулами здесь – отношение квадрата регулярной составляющей к среднеквадратическому значению флуктуирующей составляющей коэффициента передачи.

Рисунок 7. Помехоустойчивость ДАСС с ППРЧ при обобщенных При M=3 5 для Perr = 104 энергетический проигрыш по сравнению со случаем М=1 (одиночный некогерентный приём) для различных схем составляет в пределах от 1 2дБ до 5 7 дБ.При большем числе ветвей энергетический проигрыш существенно возрастает.

Сравнение помехоустойчивости систем при использовании в транспондере различных схем решения показывает, что наихудшую помехоустойчивость имеет система с пассивной паузой и индивидуальными отсчетами в каждой ветви. Энергетический проигрыш при сравнении этой системы с системой оптимального некогерентного приёма и М=3 5 – порядка 5 7дБ. Наилучшей помехоустойчивости обладает система с активной паузой и квадратичным сложением, обеспечивая энергетический проигрыш не более 1 2дБ. Система с пассивной паузой и квадратичным сложением занимает промежуточное положение с энергетическим проигрышем порядка 4 5дБ.

Применение ДАСС целесообразно тогда, когда ДЧМн сигнал состоит из небольшого числа составляющих сравнительно несложной формы (М=3 5).

При этом транспондер конструктивно можно выполнить проще, чем устройство с оптимальными фильтрами, согласованными с суммарным сигналом сложной формы.

Исследована электромагнитная защищенность выбранного типа ДАСС с ДЧМн сигналами с ППРЧ на основании анализа полученных в работе соотношений для помехоустойчивости таких систем в условиях характерных дл них «системных» помех, взаимных помех и шумов. Рассмотрены информационные каналы с незамирающими сигналами и взаимными (сосредоточенными) помехами (Рис.6), с релеевскими (обобщёнными релеевскими) замираниями сигналов и помех (Рис.7), с релеевскими замираниями сигналов и помех (Рис.5).

Доказана вполне эффективная работоспособность ДАСС с ППРЧ в указанных условиях информационных каналов.

Наконец, в заключение раздела проведено исследование взаимных помех (их энергетического параметра П,, расстояние RП от источника взаимной помехи до базовой станции ДАСС (БС ДАСС), от коэффициентов взаимные различия g or полезных сигналов и взаимных помех). Для М=3 5 найдены количественные соотношения позволяющие рассчитывать радиус зоны действия БС в зависимости от указанных параметров.

Непосредственно для N=M получено:

Для другого крайнего случая, когда сосредоточенная помеха одиночна получено:

Для полноты исследований свойств ДАСС с ППРЧ показана необходимость анализа функциональной устойчивости таких ДАСС, чему и посвящен следующий раздел работы.

В ЧЕТВЕРТОМ РАЗДЕЛЕ исследована функциональная устойчивость основных характеристик зон действия АИС с ППРЧ при воздействии взаимных помех.

Проведен анализ существующих в научно-технической литературе количественных характеристик устойчивости в условиях воздействия комплекса помех: шумов и взаимных помех радиосредств.

Для количественной оценки функциональной устойчивости АИС введены аналитические соотношения для вариацинно-параметрической, вариационнофукциональной и среднеквадратической чувствительности характеристик помехоустойчивости.

Эта методика развита для случая АИС с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты, когда, кроме указанных, появляются как это следует из раздела 3, системные помехи.

Проведена оценка вариационно–параметрической чувствительности от интенсивности системных и взаимных помех для АИС с ППРЧ при различных коэффициентах загрузки диапазона: малой с коэффициентом с С0,01и значительной с коэффициентом с С0,1(Рис. 8) Из зависимостей S = f h П, построенных на рис. 8 следует, что с ростом коэффициента загрузки рабочего диапазона С = n/m, функциональная устойчивость некогерентного транспондера сигналов с ППРЧ ухудшается, что особенно проявляется при h П Исследованы вариационно-параметрическая чувствительность АИС с ППРЧ в зависимости от коэффициента загрузки диапазоны С.

Выполненный сравнительный анализ (Рис.9) вариационно-параметрической чувствительности по энергетическим параметрам помех, систем АИС1, АИС при гауссовской ЧМ с АИС при ППРЧ показал, что устойчивость АИС при ППРЧ и малых коэффициентах загрузка диапазона С0,01 практически совпадает с устойчивостью систем АИС2. Увеличение коэффициентов загрузки диапазона до значений С0,1 приводит к существенному снижению устойчивости, подобно тому, как это имеет место в АИС1.

Рисунок 9. Зависимость вариационно-параметрической чувствительности от мощности импульсной помехи в системах АИС1 и АИС2.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В настоящей диссертационной работе представлено новое решение актуальной научной задачи повышения безопасности судоходства и эффективности мониторинга транспортного процесса на внутренних водных путях на основе внедрения последовательно-параллельных сложных сигналов с псевдослучайной прыгающей рабочей чистотой в инфокоммуникационные системы АИС, как одного из важнейших, перспективных способов передачи цифровой информации в иерархических триадах.

На основе теоретических исследований поставленных задач, математического, алгоритмического, программного и имитационного моделирования основных характеристик информационных потоков судовых сообщений АИС получены следующие основные научные результаты:

1. Исходя из метасистемы КРИС-РИС-АСУДС выполнен системный анализ информационного обеспечения и принципов функционирования цифровых инфокоммуникационных систем АИС. Предложена модернизация структуры информационных каналов в таких системах с учетом введения в них сложных сигналов из подкласса последовательно-параллельных прежде всего с псевдо– случайной прыгающей рабочей частотой.

2. Разработаны математические модели цифровых информационных каналов АИС и частотно-временных характеристик последовательно – параллельных сложных сигналов. Проведен анализ стохастической модели цифровых информационных каналов в речных автоматизированных идентификационных системах учитывающий три типа факторов, влияющих на их электромагнитную защищенность:

• распространенная УКВ радиоволн с учётом технико-эксплуатационных параметров приёмо-передающих трактов аппаратуры;

• изменения влияния заграждающего рельефа между береговой базовой станцией и судовым транспондером;

• процесса перемещения судового транспондера относительно базовой Для описания свойств взаимных помех использована серьёзно зарекомендованная себя в научно-технической литературе модель квазидетерминированных случайных процессов, которая позволяет описать достаточно эффектно статистические свойства таких помех, а, во-вторых, позволяет формулировать и конструктивно использовать для нахождения зон действия базовых станций такие количественные показатели различия в частотно-временной области сигналов и взаимных помех как коэффициенты взаимного различия и поле поражение сигнала.

Для повышения электромагнитной защищенности информационных каналов АИС предложено использовать последовательно-параллельные сложные сигналы типа дискретно-частотно-манипулированных.

Проанализированы основные временные, спектральные, корреляционные характеристики таких сигналов, в том числе их важных для практики модификацией: с линейной частотной манипуляцией, разрывов во времени структурой, с псевдослучайной перестраиваемой рабочей частотой.

Раскрыты основные особенности частотно-временной структуры, частотно-временных матриц, манипулирующих последовательностей, коэффициентов взаимного различения между этими сигналами и взаимными помехами.

Материалы исследований этого раздела позволяют перейти к глубокому количественному анализу особенностей передачи ДЧМН сигналов в информационных каналах АИС, подверженных комплексному воздействию различного рода замираний, шумов и взаимных помех.

3. Разработаны алгоритмы и методики расчета электромагнитной защищенности информационных каналов автоматизированных идентификационных систем с псевдослучайной прыгающей рабочей частотой при воздействии взаимных помех. Проведен анализ электромагнитной защищённости информационных каналов АИС с ППРЧ при воздействии взаимных помех.

Основное внимание уделено классу полнодоступных синхронных дискретно-адресных систем в таких каналах, поскольку именно они при числе компонентов сигнала M=3 5 позволяют обеспечить синхронный и псевдослучайный доступ к квадратичному сложению составляющих ДЧМН сигналов в транспондере АИС.

Проанализированы помехоустойчивости АИС с активной и пассивной паузой при произвольных М1 в каналах только с флюктуационными шумами.

Показано, что с увеличением числа составляющих ДЧМН сигналов и М-ветвей обработки в транспондере независимо от решающей схемы, помехоустойчивость ДАСС снижается.

При M=3 5 для Perr = 10 энергетический проигрыш по сравнению со случаем М=1 (одиночный некогерентный приём) для различных схем составляет в пределах от 1 2дБ до 5 7 дБ.При большем числе ветвей энергетический проигрыш существенно возрастает.

Сравнение помехоустойчивости систем при использовании в транспондере различных схем решения показывает, что наихудшую помехоустойчивость имеет система с пассивной паузой и индивидуальными отсчетами в каждой ветви. Энергетический проигрыш при сравнении этой системы с системой оптимального некогерентного приёма и М=3 5 – порядка 5 7дБ. Наилучшей помехоустойчивости обладает система с активной паузой и квадратичным сложением, обеспечивая энергетический проигрыш не более 1 2дБ. Система с пассивной паузой и квадратичным сложением занимает промежуточное положение с энергетическим проигрышем порядка 4 5дБ.

Применение ДАСС целесообразно тогда, когда ДЧМн сигнал состоит из небольшого числа составляющих сравнительно несложной формы (М=3 5).

При этом транспондер конструктивно можно выполнить проще, чем устройство с оптимальными фильтрами, согласованными с суммарным сигналом сложной формы.

Исследована электромагнитная защищенность выбранного типа ДАСС с ДЧМн сигналами с ППРЧ на основании анализа полученных в работе соотношений для помехоустойчивости таких систем в условиях характерных дл них «системных» помех, взаимных помех и шумов. Рассмотрены информационные каналы с незамирающими сигналами и взаимными (сосредоточенными) помехами, с релеевскими (обобщёнными релеевскими) замираниями сигналов и помех, с релеевскими замираниями сигналов и помех.

Доказана вполне эффективная работоспособность ДАСС с ППРЧ в указанных условиях информационных каналов.

Наконец, в заключение раздела проведено исследование взаимных помех (их энергетического параметра П,, расстояние RП от источника взаимной помехи до БС ДАСС, от коэффициентов взаимные различия g or полезных сигналов и взаимных помех). Для М=3 5 найдены количественные соотношения позволяющие рассчитывать радиус зоны действия БС в зависимости от П, RП A g or.

Для полноты исследований свойств ДАСС с ППРЧ показана необходимость анализа функциональной устойчивости таких ДАСС, чему и посвящен следующий раздел работы

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В изданиях, предусмотренных «Перечнем изданий ВАК»:

1.Тихоненко А.М. «Анализ коэффициента взаимного различия параллельных сложных сигналов при воздействии сосредоточенных помех.»

/Голубцов Д.А./, Журнал университета водных коммуникаций., Вып.III(ХI), 2011, с. 133-136.

2. Тихоненко А.М. «Математическая модель цифровых информационных каналов речных автоматизированных идентификационных систем при воздействии взаимных помех.» /Волкова Т.А., Рудых С.В./, Журнал университета водных коммуникаций., Вып.12 СПб., СПГУВК 2011. С. 121-125.

3. Тихоненко А.М. «Дискретно-манипулированные сигналы с линейной частотной модуляцией в автоматизированных идентификационных системах на внутренних водных путях.» / Волкова Т.А., Рудых С.В./, Проблемы информационной безопасности. Компьютерные системы. – СПб., Изд-во Политехнического университета. 2011. Вып. 4. С. 66-69.

4. Тихоненко А.М. « Дискретно-манипулированные сигналы с разрывной во времени структурой в речных автоматизированных идентификационных системах.» /Волкова Т.А., Рудых С.В./, Проблемы информационной безопасности. Компьютерные системы. – СПб., Изд-во Политехнического университета. 2012. Вып. 1. С. 67-69.

5. Тихоненко А.М., « Определение архитектуры зон действия цепи базовых станций АИС на ВВП России», / Андрюшечкин Ю.Н., Каретников В.В., Сикарев А.А.,/ Журнал «Морская радиоэлектроника»., № 4(38), СПб, 2011, с.12-13.

автоматизированных идентификационных системах.» / Голубцов Д.А./, Журнал университета водных коммуникаций., Вып.ХIV, СПб., СПГУВК 2012, с.141- В других изданиях:

7. Тихоненко А.М. «Новый подход по использованию информационных технологий для обеспечения безопасности судоходства на ВВП России.»

/Каретников В.В., Сикарев И.А./, Труды международной научно-практической конференции «Связь на море и реке 2011», М., март 2011года.