Связь. Радио. Филателия

Предметом исследования статьи являются алгоритмы весовой обработки импульсных сигналов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) в радиотехнической системе измерения параметров относительного движения, используемой для стыковки космических аппаратов Цель работы — увеличение эффективности работы системы за счет подавления мешающих сигналов, отраженных от элементов крупногабаритной конструкции, например международной космической станции, которые приходят в одном временном интервале вместе с полезным сигналом, несущим информацию о параметрах относительного движения, что может недопустимо снизить точность измерения этих параметров. Задача обработки принимаемого сигнала сводится к нахождению оптимальной весовой функции, найденной по критерию минимума потерь в отклике по полезному сигналу и максимуму подавления всех мешающих сигналов. Для разработанного оптимального алгоритма проведен анализ зависимости величины «потерь» из-за рассогласования весовой функции, связанной с цифровой обработкой сигнала, от длительности импульса, частоты девиации, частоты квантования и коэффициента K (отношение частоты девиации к частоте квантования). Результаты представлены в сравнении с согласованной обработкой.

Отмечено негативное влияние турбулентности атмосферы на системы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Рассмотрены аппаратурные и алгоритмические технологии частичной коррекции атмосферного влияния. Предложен и обоснован новый алгоритм для восстановления неискаженного атмосферой изображения, обладающего дифракционным разрешением телескопа ДЗЗ в его широком поле зрения Предложенный алгоритм позволяет упростить и ускорить процесс получения изображения ДЗЗ, а при цифровой статистической обработке фрагментов одного зарегистрированного изображения позволяет определить и скомпенсировать его атмосферные искажения. Данный алгоритм обладает новизной и полезностью для его практического применения в системах ДЗЗ.

В связи с качественным изменением современных компьютеров в сторону роста быстродействия, объемов оперативной памяти и памяти дисковых накопителей объективной становится применение СУБД для решения задач управления в сложных системах В данном случае рассматривается управление радиотехническим комплексом, имеющим в своем составе, например, антенную систему, систему управления облучателем, приемное устройство и т. д. Организовано управление с использованием таблиц базы данных под управлением СУБД Линтер-ВС, установленной в операционной системе ОС МСВС. Каждое устройство, входящее в состав радиотехнического комплекса, а также внешние устройства, осуществляющие выдачу заданий и прием информации, представляются некими «сущностями». Такая сущность представима в базе данных в виде нескольких таблиц. При этом обязательно присутствие таблицы «команд» и таблицы «состояний». Кроме этих обязательных таблиц, могут существовать вспомогательные таблицы, также относящиеся к определенной сущности. Предполагается, что управление некоторой сущностью, например антенной системой, производится некоторым контроллером, расположенным на стороне управляемого устройства. Связь контроллера с базой данных осуществляется с помощью программы-посредника. Программа-посредник, с одной стороны, обслуживает приборный интерфейс связи с контроллером (например — RS485), с другой — организует запросы к таблицам базы данных. Запросы к таблицам «команд» дешифрируются в команды контроллера и передаются в него через приборный интерфейс. Через него же получаются ответы, которые, в свою очередь, пройдя дешифрацию, отправляются модифицирующим запросом в таблицу «состояний». Благодаря такой организации движения команд и данных, число управляемых сущностей практически не ограничено. Не ограничено также и число управляющих сущностей. Они могут быть как локальными, так и удаленными. Количество сущностей, принимающих участие в процессе управления, определяется настройками сервера СУБД. Кроме поддержки организации управления, СУБД осуществляет контроль за фактами регистрации в БД зарегистрированных пользователей. Это позволяет при необходимости выяснить, кто и когда осуществлял определенные действия по управлению аппаратурой радиотехнического комплекса. Незарегистрированных пользователей СУБД не обслуживает.

При решении задачи излучения устойчивых сигналов, имеющих постоянный спектральный состав, требуется синтезировать уравнение соответствующей модели сигнала Для синтеза предлагается использовать одну из разновидностей генетических алгоритмов — метод группового учета аргументов (МГУА). Фактически синтезированное этим методом уравнение является оптимальным фильтром — частным представлением разложения в ряд Лотки–Вольтерра. Получение результата разложения — результат работы генетического алгоритма. Проблемами при синтезе оптимального фильтра являются правило разделения данных, правило генерации моделейпретендентов, метод получения коэффициентов модели и форма квадратичного критерия отбора модели. В докладе приводятся алгоритмы для решения перечисленных проблем, реализованные на языке С++ и работающие под управлением ОС МСВС. Особый интерес представляет модифицированный алгоритм Зейделя для определения коэффициентов оптимальной модели, способный работать с плохо определенными матрицами, имеющими значение определителя близким или равным нулю.

Рассматриваются особенности формирования средних длинно-экспозиционных и средних короткоэкспозиционных изображений ДЗЗ, искаженных турбулентной атмосферой. Представлены аналитические выражения для средней длинно-экспозиционной и средней коротко-экспозиционной оптических передаточных функций (ОПФ) системы атмосфера–телескоп. Рассмотрены алгоритмы априорной пространственной фильтрации. Предложен и исследован адаптивный алгоритм последетекторной фильтрации средних изображений с формированием и максимизацией функций резкости изображения

Решается задача оценивания пространственных координат рельефа земной поверхности в бортовой доплеровской системе формирования 3D-радиовидения

Рассматриваются принцип действия, конструктивные особенности и направления развития приборов МСУ-ГС, предназначенных для эксплуатации в составе геостационарных метеоспутников «Электро-Л» № 1 и № 2. Созданная аппаратура обеспечивает полный обзор полушария Земли за 5 мин с периодичностью до 15 мин. Наблюдение поводится в десяти спектральных каналах. Три диапазона видимой области спектра с пространственным разрешением в надире 1 км и семь каналов инфракрасного диапазона с пространственным разрешением 4 км.

В статье рассматривается облик разрабатываемого единого комплекса программно-аппаратных средств формирования и ведения банка базовых продуктов (БП) дистанционного зондирования Земли межведомственного использования. Приводится технологическая модель функционирования и компоненты комплекса. Подробно рассматриваются особенности технических, программных и алгоритмических решений компонент создания и распространения БП

Рассмотрены особенности наблюдения Земли из космоса через турбулентную атмосферу. Предложена преддетекторная адаптивная компенсация случайных наклонов волнового фронта, обусловленных турбулентностью атмосферы. Исследована оптическая передаточная функция (ОПФ) и разрешающая способность системы ДЗЗ с адаптивной компенсацией случайных наклонов волнового фронта. Для телескопа с кольцевой апертурой исследована зависимость ОПФ от степени экранирования кольцевой апертуры и показаны преимущества системы ДЗЗ с адаптивной компенсацией случайных наклонов волнового фронта перед системой без адаптации.

Рассмотрена возможность минимизации рассеяния оценки временного запаздывания радиоимпульса по положению абсолютного максимума огибающей сигнала на выходе резонансного одноконтурного усилителя

Рассматривается прием фазоманипулированного широкополосного сигнала (ФМШПС) корреляционным приемником в системах радиосвязи (СРС) в условиях взаимных помех, обусловленных многостанционным доступом, в общем случае, когда начальные фазы полезного и помеховых сигналов случайны, а амплитуды содержат регулярные и флуктуирующие составляющие. Синтезированы алгоритмы формирования выходных эффектов приемника, с использованием которых проведено статистическое моделирование приема ФМШПС в условиях взаимных помех и шумов аппаратуры. Получены оценки вероятности правильного обнаружения для различных априорных данных о параметрах принимаемых сигналов.

Рассмотрена оптимальная некогерентная пространственно-временная обработка сигналов, излучаемых движущимся источником, принимаемых на фоне шумов аппаратуры в многопозиционных измерительных системах, работающих в пассивном режиме в низкочастотном диапазоне. Получены новые аналитические соотношения для дисперсий совместных оценок дальности и радиальной скорости, угловых координат и скоростей источника излучения. Показано, что полученные результаты совпадают с известными при смещении рабочей частоты сигналов в область высоких частот

В работе предложен метод определения анизотропии изображений на основе анализа двумерных спектров сигналов и спектральных плотностей мощности. Предложены интегральные характеристики анизотропии. Приведены результаты эксперимента на текстурах с различным направлением анизотропии, которые подтвердили применимость предложенного метода

В работе выполнен анализ пропускной способности асинхронной системы связи, основанной на передаче и распознавании ортогональных сигналов. Рассмотрены асимптотические характеристики системы связи при M-ичной модуляции и неизвестных временных запаздываниях информационных символов

Рассмотрен алгоритм оценки дисперсии случайной компоненты и амплитуды регулярной компоненты узкополосного радиосигнала с неизвестной начальной фазой. Предполагается, что амплитуда и фаза случайной компоненты сигнала имеют соответственно релеевское и равномерное распределения вероятностей, а время корреляции этой компоненты много меньше длительности сигнала. Найдены аналитические выражения для смещений и рассеяний этих оценок, выполнен анализ точности оценок

Исследуется помехоустойчивость систем связи с частотной модуляцией. Рассматривается отношение сигнал/шум на выходе некогерентного приёмника при большом и малом уровне входного сигнала и различных индексах модуляции. Анализируется пороговый эффект увеличения отношения сигнал/шум на выходе частотного детектора

Рассмотрены автокалибровочные методы определения координат источников радиоизлучения амплитудно-фазовых ошибок в каналах цифровой антенной решетки неизменных в течение обработки данных с выходов антенной решетки, а также предложен алгоритм, имеющий в свой основе положения, используемые в методах. Проведены численные оценки определения координат источников радиоизлучения при наличии амплитудно-фазовых ошибок

Рассмотрены алгоритмы оценки спектральной мощности (интенсивности) гауссовской стохастической несущей случайного импульса с неизвестным временем прихода, наблюдаемого на фоне белого шума. Найдены аналитические выражения для характеристик оценок спектральной мощности импульса с непрерывно дифференцируемой модулирующей функцией. Выполнена оптимизация алгоритма максимального правдоподобия методом нормировки оценки, позволяющая компенсировать смещение и уменьшить рассеяние оценки

в работе предложена пространственно-временная модель сверхширокополосного сигнала, поступающая на антенную решетку после его отражения от протяженного объекта. Указано, что такой объект может быть рассмотрен как кластер точечных рассеивателей. Рассчитана пространственно-временная корреляционная функция такого сигнала. Указаны особенности модели — возможность вырождения принимаемого сигнала. Исследована вероятность такого вырождения

предложен новый подход для повышения скорости передачи информации при заданной достаточно узкой полосе частот канала, основанный на анализе переходных процессов в режекторном фильтре

с учётом различий в законах распределения обрабатываемой статистики сигнала и шума получены выражения для оценки параметров рабочих характеристик поиска. Приведены значения порогового уровня решения в зависимости от требуемых показателей качества поиска в условиях априорной неопределённости «окна» распознавания

рассмотрена задача оценки фазы узкополосного радиосигнала, искаженного замираниями и наблюдаемого на фоне белого шума. Амплитуда и фаза замирающей компоненты сигнала имеют соответственно релеевское и равномерное распределения вероятностей, что соответствует случаю райсовских замираний. При этом замирания считаются быстрыми, т.е. время корреляции замираний значительно меньше длительности сигнала. Найдены аналитические выражения для плотности вероятности оценки, а также для смещения (систематической ошибки) и рассеяния (среднего квадрата ошибки) оценки при наличии замираний

Показана возможность уменьшения интермодуляционных искажений в перестраиваемых полосовых фильтрах путем выбора оптимального диапазона изменения управляющего напряжения, а также с помощью последовательного соединения нескольких пар варикапов и использования встречно-параллельного включения диодов в цепях управляющего напряжения

В работе предложена пространственно-временная модель сверхширокополосного канала связи. Приведены результаты исследований пространственно-временной автокорреляционной функции кодированного сверхширокополосного сигнала, вычислена потенциальная разрешающая способность сигнала по углу и временной задержке с учетом корреляции параметров. Определена структура сигнала на выходе многолучевого канала связи и найдена матрица Фишера

Предложен новый алгоритм решения задачи оптимальной маршрутизации по критерию средней задержки, основанный на применении к информационным сетям законов Кирхгофа. Алгоритм не требует обязательного использования производных целевой функции, поэтому является весьма удобным для распределенных реализаций. Приведен пример использования алгоритма для сети простой топологии и произведено сравнение полученных результатов с теоретическими расчетами. Показано, что применение алгоритма для оптимизации сети требует небольшого числа итераций, обеспечивая при этом точность в десятые доли процента

Предложена и исследована модель случайно модулированного сигнала, в которой учтены случайные искажения, присущие любым реальным сигналам. Выполнен синтез непараметрического обнаружителя такого сигнала и исследована его эффективность. Анализ полученных характеристик и сравнение их с характеристиками известных алгоритмов свидетельствует о целесообразности использования предложенного алгоритма

В работе на основе метода интегральных уравнений проведен расчет характеристик плоского биконического вибратора, расположенного в свободном пространстве, и находящегося над идеально проводящим экраном бесконечных размеров

Рассматривается современная схема кодирования — турбокод. Описаны особенности турбокода. Приведены типы кодеров и оптимальные алгоритмы декодирования. Определены сложности при проектировании турбокода. Приведены результаты моделирования работы турбокода в гауссовском канале

Определены статистические характеристики (N-мерная плотность вероятности и коэффициент корреляции) замирающего радиосигнала. Предложены и проанализированы достаточно простые алгоритмы оценки параметров, характеризующих среднюю мощность и глубину замираний

В работе представлен метод обработки последовательности изображений, позволяющий построить итоговое изображение со сверхвысоким разрешением. В основе метода лежит использование фильтрации Калмана в блочной форме, позволяющей сократить размерность матриц, используемых при реализации алгоритма фильтрации

В представленной статье рассмотрен один из наиболее эффективных методов решения задачи (в рамках системного подхода) анализа качества проектно-технических решений, принимаемых в ходе разработки инфокоммуникационных систем (ИКС). Подход основан на базе одного из результатов теории эффективности, предусматривающего вероятностное описание экспертных показателей качества (ЭПК) функционирования инфокоммуникационных систем, где ЭПК представлены в виде условных вероятностей выполнения требований к качеству функционирования ИКС на физическом, канальном и сетевом уровне ЭМВОС, с последующей вероятностной свёрткой в глобальную систему экспертных показателей качества (ГЭСПК)

В статье на примере тренажной подготовки специалистов радиоэлектронных средств управления воздушным движением рассмотрены вопросы системного анализа построения модели организации тренажной подготовки операторов сложных эргатехнических систем

Рассматриваются свойства сходимости весовых коэффициентов линейных нейронных сетей, используемых для восстановления регрессионных и авторегрессионных моделей случайных процессов и полей в условиях прямого и косвенного обучения. Приводятся результаты статистического имитационного моделирования для случайных полей с заданной функцией корреляции

В статье рассмотрены результаты эксперимента по исследованию шума бистатической радиотехнической системы. Проведен статистический и спектральный анализ полученных данных. Выполнено имитационное моделирование случайного процесса с характеристиками, близкими к полученным экспериментальным данным

Рассматриваются возможности использования нейросетевых алгоритмов обнаружения «разладки» и известных статистических алгоритмов анализа данных в интересах выявления стеганографически-скрытых сообщений в звуковых файлах

В статье приводятся результаты моделирования с помощью пакета программ Matlab 6.5 системы радиосвязи, обеспечивающей одновременную скрытную передачу и прием полезных бинарных сигналов пониженной мощности на фоне мощного периодического широкополосного маскирующего сигнала. Описан ряд недостатков данного способа передачи бинарных полезных сигналов и даны рекомендации по их устранению

В работе представлены алгоритмы выявления стеганографического скрытия информации в JPEG изображениях. Рассмотрены методы анализа JPEG-файлов, основанные как на использовании статистических характеристик, так и на использовании особенностей формата JPEG, возникающих при декомпрессии.

В статье приводится математическая модель процесса адаптации пакетной радиосети к условиям сложной помеховой обстановки, позволяющая оценить вероятностно-временные характеристики исследуемого процесса адаптации

В связи с недостаточной криптостойкостью алгоритма шифрования А5/1 стандарта GSM предлагается его модификация, позволяющая расширить ключевое пространство и обеспечить защиту от атаки на основе известного или подобранного исходного текста. С этой целью, на основе теории конечных полей, осуществляются дополнительные криптографические преобразования открытого текста и вырабатываемой псевдослучайной последовательности

Находятся математические выражения для оценки оперативности функционирования вычислительного комплекса автоматизированного узла связи

Описана система воссоздания виртуальной реальности, которая является одной из бурно развивающихся областей в телекоммуникации. Рассматривается процесс формирования мнимой реальности, геометрия которой повторяет реалию трехмерной среды. Основной подход — реконструкция реальных объектов на основе серии обычных фотографий физических объектов и сред, сделанных с различных точек наблюдения. Наиболее эффективной для практического применения определена система фотомоделирования, представляющая реальную сцену в виде треугольной аппроксимации видимых поверхностей реальных объектов. Описана возможность реконструирования трехмерной геометрии среды в полной мере, не ограничиваясь восстановлением только отдельных частей поверхности объектов

Представлены результаты разработки тепловизионного прибора на базе ФПУ ФЭМ10М производства АО «НПО «Орион». В результате выполнения мероприятий по доработке конструкции ТПК-З под отечественный фотоприемник был разработан, настроен и испытан тепловизионный прибор ТПК-ЗР на базе отечественной многорядной линейки. Прибор не уступает в характеристиках МРРТ и РТЭШ тепловизору, использующему импортный фотоприемник. Используемый в приборе ТПК-ЗР комплекс алгоритмов обработки изображения позволяет получить качество тепловизионного изображения не хуже изображения, получаемого с прибора ТПК-З. Развитием полученного результата может стать выполнение комплекса мероприятий, направленных на достижение полной автоматизации калибровочных процессов в ТВП

Выполнены синтез и анализ квазиправдоподобного алгоритма оценки регулярного параметра сигнала произвольной формы с неизвестными моментами появления и исчезновения, наблюдаемого на фоне аддитивного гауссовского белого шума. Исследовано влияние априорного незнания моментов появления и исчезновения на точность квазиправдоподобной оценки регулярного параметра. В качестве примера рассмотрены квазиправдоподобные оценки амплитуды и начальной фазы прямоугольного радиосигнала. Найден проигрыш в точности оценки вследствие незнания моментов появления и исчезновения

Выполнены синтез и анализ квазиправдоподобного алгоритма обнаружения сигнала с неизвестными формой и моментами появления и исчезновения, наблюдаемого на фоне аддитивного гауссовского белого шума. Найдены асимптотически точные (с ростом отношения сигнал/шум) статистические характеристики синтезированного алгоритма. Выполнено статистическое моделирование алгоритма обнаружения. Найдены границы применимости полученных асимптотических выражений

Исследован максимально правдоподобный алгоритм обнаружения радиосигнала произвольной формы с неизвестными длительностью, амплитудой и начальной фазой. Выполнен синтез максимально правдоподобного обнаружителя. В результате анализа найдены асимптотические характеристики обнаружения, точность которых увеличивается с ростом отношения сигнал/шум. Приведены результаты статистического моделирования на ЭВМ алгоритма обнаружения радиоимпульса с огибающей колокольной формы, позволяющие определить границы применимости асимптотических выражений для вероятностей ошибок

Выполнены синтез и анализ квазиправдоподобных алгоритмов обнаружения разрывного сигнала произвольной формы с неизвестными амплитудой и моментами появления и исчезновения. Предполагалось, что сигнал наблюдается на фоне аддитивного гауссовского белого шума. Выполнен синтез квазиправдоподобного алгоритма обнаружения, использующего вместо неизвестных амплитуды и моментов появления и исчезновения сигнала их ожидаемые значения. Исследована возможность адаптации обнаружителя по неизвестным параметрам. Синтезированы квазиправдоподобные алгоритмы обнаружения с адаптацией по амплитуде и по моментам появления и исчезновения. Получены статистические характеристики эффективности функционирования синтезированных алгоритмов обнаружения: вероятности ложной тревоги и пропуска сигнала

Исследованы алгоритмы обнаружения сигнала произвольной формы с неизвестными амплитудой и длительностью, наблюдаемого на фоне аддитивного гауссовского белого шума. Выполнен синтез квазиправдоподобного алгоритма обнаружения, использующего вместо неизвестных амплитуды и длительности сигнала их ожидаемые значения. Исследована возможность адаптации обнаружителя по неизвестным параметрам. Синтезированы кзиправдоподобные алгоритмы обнаружения с адаптацией по амплитуде и по длительности. Получены статистические характеристики эффективности функционирования синтезированных алгоритмов обнаружения: вероятности ложной тревоги и пропуска сигнала. Выполнен сравнительный анализ алгоритмов обнаружения

В работе для задач статистической радиотехники, получены аппроксимации финитных распределений в виде рядов по полиномам Якоби с весовой функцией, представляющей обобщенное бета-распределение. Найдены уравнения для расчета параметров полиномов Якоби и предложена методика их решения. Приведен пример аппроксимации финитного распределения. Произведено сравнение точности аппроксимации плотности вероятности первыми членами ортогонального ряда Якоби по евклидовой метрике и критерию омега-квадрат. Показано, что учет полиномов Якоби третьего и четвертого порядка достаточен для достаточно хорошей аппроксимации финитных распределений

Проведён синтез и анализа алгоритмов построения сверхразрешения изображений в условиях возникновения на изображениях локальных областей закрытия случайной формы. В основе алгоритмов лежат методы оптимальной фильтрации в блочной форме. Представлены результаты работы алгоритмов в различных условиях

выполнены синтез и анализ квазиправдоподобных алгоритмов оценки времени прихода и длительности сигнала неизвестной формы, наблюдаемого на фоне аддитивного гауссовского белого шума. Исследованы квазиправдоподобные оценки времени прихода и длительности при использовании в приёмном устройстве прямоугольного и ступенчатого опорного сигналов. Выполнено сравнение точности оценок времени прихода и длительности при различных опорных сигналах. На примере оценок параметров прямоугольного импульса со скошенной вершиной даны рекомендации по выбору высоты ступенек опорного сигнала, обеспечивающих наибольшую точность квазиправдоподобных оценок