Общеизвестные факты – факты, о которых знает широкий круг лиц, в том числе и судьи. Именно поэтому их не надо доказывать. Еще римские юристы признавали аксиоматическим правило: «Общеизвестное не доказывается».
Общеизвестными могут быть самые различные факты: например, о стихийных бедствиях, городских постройках (например, высоте моста через реку), войнах, революциях, расстояниях между определенными улицами, поселками и т.п. Для данной группы фактов характерна их локальность – то, что знают все жители того или иного города, могут не знать судьи столицы. С течением времени память о тех или иных событиях, действиях, движениях, так или иначе влияющих на жизнь людей, стирается, и то, что было общеизвестным 10–25 лет тому назад, в настоящее время известно сравнительно небольшому кругу лиц.
Есть группа общеизвестных фактов, для знания которых не характерна локальность. Это физические, химические, механические, технологические свойства вещей и предметов и т.д., например: ткань одежды обычно нетрудно порвать; телевизор от резкого удара скорее всего сломается; синтетические моющие средства – токсичны и т.п.
Близки к общеизвестным факты, которые ранее называли ноторными. Они легко устанавливаются из письменных источников, достоверность которых обычно никем не оспаривается. Например, какой день недели был 5 октября 1997 г., какая температура воздуха была в тот или иной день и т.д.
Не могут признаваться общеизвестными характеристики конкретных людей, так как это не факты, а субъективные суждения.
ффф2
Смотрите также:
Помехоустойчивость – способность устройства (системы) принимать информацию без помех с заданной степенью достоверности, т.е. выполнять свои функции при наличии помех.
Помехоустойчивость оценивают интенсивностью помех, при которых нарушение функций устройства ещё не превышает допустимых пределов. Чем сильнее помеха, при которой устройство остаётся работоспособным, тем выше его помехоустойчивость.
Помехозащищенность – способность устройства (системы) препятствовать воздействию помех.
По помехоустойчивости и помехозащищённости коды разделяют на:
Коды с обнаружением ошибок
Корректирующие коды
Непомехоустойчивые
Помехоустойчивые
Помехозащищенные – коды при которых можно правильно выделить сообщение (помехоустойчивость + скрытность передачи).
7.Характеристики кодов: системы счисления, мощность, относительная скорость, вес.
основание системы исчисления :
Двоичные k=2;
Троичные k=3;
Четверичные k=4;
Модуляция – физическая структура
Кодирование – математическая структура
Троичная- в системах передачи, восьмиричная – для ЭВМ
Длина слова n (количество разрядов)
n=k+m, k – информационная система символов, m – проверочные символы
.Мощность кода – количество рабочих комбинаций, определяется длиной слова, рабочим кодом Mp; Mp =, Mmax=, k-основание степени исчисления.
Относительая скорость передачи кода. ,
Вес кода ω – количество единиц в двоичной кодовой комбинации
10011 -> w=3, 0001 -> w=1.
8.Понятие избыточность кода, кодовое расстояние, характеристика кодового расстояния. Свойства кодов в зависимости от величины кодового расстояния.
Избыточность кода- показывает какая часть из рабочих комбинаций используется в качестве рабочей
=
(для двоичных кодов) = 
Кодовое расстояние d (расстояние Хемминга) – количество разрядов, в которых одна комбинация отличается от другой. 1≤ d ≤ n
Кодовый
переход
.
Форма кодового перехода связывает
кодовое расстояние с корректировочной
способностью. d
= r+s+1
– формула кодового перехода,
r
– количество обнаруживаемых ошибок,
s
– количество исправляемых ошибок,
r≥s
Кодовый
переход – количество разрядов, в которых
одна комбинация отличается от другой:
Свойства кодов определяются по минимальному кодовому расстоянию.
Свойства кодов в соответствии с кодов ым расстоянием
Если d=1, то (r=0;s=0) – равнодоступный код
Если d=2, то (r=1;s=0)
Если d=3, то (r=1;s=1) (r=2;s=0)
Если d=4, то (r=3;s=0) (r=2;s=1)
9.Вероятностные характеристики кода .
Для оценки вероятности прохождения информации по КС используют вероятностные характеристики: Pош или Рпр – эти величины составляют полную группу. Поэтому Pош+Рпр=1 (вероятность правильного прохождения+вероятность ошибки=1)
Закон распределения помех
Параметры сигнала
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ФГБОУ ВПО «КубГУ»)
Физико-технический факультет
Кафедра оптоэлектроники
КУРСОВАЯ РАБОТА
Исследование методов помехозащищенности радиотехнических систем
Работу выполнил
Андрияш Максим Владимирович
Специальность 210302 - Радиотехника
Научный руководитель
Доцент, к.т.н.
А.Н. Казаков
Краснодар 2013
РЕФЕРАТ
Андрияш М.В.ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОСТИ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ. Курсовая работа: 29 с. 1 рис., 4 источника.
ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОСТЬ, ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ СИСТЕМ, СКРЫТНОСТЬ СИСТЕМ.
Целью данной курсовой 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 курсовой работы заключаются в следующем: в ходе проделанной курсовой работы 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.
Введение
1. Помехозащищенность
2. Общие сведения об методах защиты от помех
2.1 Общие характеристики помехозащищенности
2.2 Взаимосвязь эффективности радиосистемы и ее помехозащищенности
2.3 Помехозащищенность систем
2.4 Скрытность систем
2.5Общие характеристики помехозащищенности
4. Помехозащищенность СРС
4.1 Общая характеристика помехозащищенности систем радиосвязи с ППРЧ
Заключение
помехозащищенность радиотехнический скрытность
Введение
Проблема повышения помехозащищенности систем управления и связи является весьма острой и до сих пор не нашла своего решения в большинстве прикладных задач. Решению этой проблемы способствует комплексное использование различных методов и средств (сигналов сложной формы, оптимальных методов их обработки, фазированных антенных решеток, быстродействующей цифровой техники, современной технологии, организационных мер).
Важнейшим путем достижения требуемой помехозащищенности систем радиосвязи (СРС) при воздействии организованных (преднамеренных) помех является использование сигналов с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ) и применения оптимальных и квазиоптимальных алгоритмов обработки таких сигналов.
Тем не менее, проблема эффективности СРС с ППРЧ, исследование и разработка перспективных способов повышения помехозащищенности СРС, особенно в условиях постоянного совершенствования тактики и техники радиоэлектронного подавления (РЭП), остаются актуальными и важными как с научной, так и с практической точки зрения.
Появившиеся в последнее время возможности широкого внедрения в СРС быстродействующей микропроцессорной техники и современной элементной базы позволяют реализовать новые принципы формирования, приема и обработки сигналов с ППРЧ, включая и частотные разнесения символов с высокой кратностью и малой длительностью элементов, совместное использование М-ичной частотной манипуляции (ЧМ) и помехоустойчивого кодирования сигналов с ППРЧ и адаптивных антенных решеток. Все это позволяет обеспечить высокую помехозащищенность СРС при воздействии различных видов организованных помех.
1. Помехозащищенность
Способность радиотехнической системы (РТС) функционировать с заданным качеством в условиях радиоэлектронного противодействия (РЭП) называют её помехозащищённостью. Помехозащищённость можно охарактеризовать следующим показателем вероятности:
(1)
Где, Pпд - вероятность подавления РТС, характеризует скрытность системы; пу0 - вероятность (помехоустойчивость) успешного выполнения своей задачи РТС при отсутствии РЭП; пу1 - вероятность успешного выполнения задачи РТС в условиях РЭП. В свою очередь вероятность Pпд предложено определять в виде:
(2)
Где, Ррз - вероятность того, что параметры сигналов, используемых в РТС, будут определены (разведаны) системой РЭП противника; Рисп - вероятность использования противником РЭП при условии, что параметры сигналов разведаны с точностью, необходимой для организации подавления; Рпп - вероятность действия помехи радиоэлектронного подавления на приёмник рассматриваемой РТС при условии, что параметры сигналов разведаны (оценены) с заданной точностью и средства радиоэлектронного подавления использованы. Пропускную способность С одноканальной или многоканальной, но с однородными каналами РТС, обычно оценивают в битах в секунду. Для разнородных каналов при цифровой обработке данный показатель также измеряется в этих же единицах. Таким образом, пропускная способность
(3)
При Е ЕТП, Где, J - количество информации, извлекаемое за время Т, е - показатель точности, едоп - его допустимое значение. 2. Общие сведения о методах защиты от помех
В любой радиотехнической системе может существенно сказываться влияние различного рода помех, способы защиты от которых основаны на использовании различий сигналов и помех. Эти различия позволяют осуществить первичную селекцию сигналов: частотную, временную, пространственную и поляризационную. При наложении спектров сигнала и помехи подавление помехи возможно в устройствах обработки, учитывающих отличия в тонкой структуре сигнала. Возможные различия между сигналом и помехой, которые используются для подавления действия помехи, сводятся к следующим. В случае различия спектров сигнала и помехи для борьбы с помехами применяют фильтрующие схемы. Возможны следующие ситуации: − спектры помехи и сигнала не перекрываются, − спектр помехи сосредоточен на участке спектра сигнала, − спектры помехи и сигнала перекрываются, но имеются различия в их тонкой структуре. При перекрытии спектров помехи и сигнала, когда перестройка по частоте или режекция неэффективна, используют гребёнчатые или согласованные фильтры. Различия в структуре спектров сигнала и помехи используются также в устройствах селекции движущихся целей (СДЦ) на фоне пассивных помех. Принципы СДЦ будут рассмотрены ниже. Различия во временной структуре сигналов и помех используютдля борьбы с импульсными помехами, имеющими отличающиеся от сигнала параметры: длительность, период повторения, момент времени прихода. Применение кодирования сигнала по числу импульсов и интервалу между ними, селекция по длительности при автосопровождении цели - вот некоторые из существующих методов борьбы с указанными видами помех. Различия в пространственном положении источников сигнала и помехи позволяют существенно ослабить действие помехи за счёт повышения разрешающей способности РЛС и РНС по угловым координатам, подавления боковых лепестков ДН, компенсации помех, попадающих по боковым лепесткам ДН. Различия в поляризационной структуре сигналов и помех используют в настоящее время для подавления мешающих отражений от гидрометеоров за счёт применения поляризованных антенн.
1 Общие характеристики помехозащищенности
Помехозащищенность радиосистемы характеризует ее способность сохранять заданную точность извлечения информации и пропускную способность при наличии помех. Помехозащищенность РТС обеспечивается помехоустойчивостью и скрытностью ее действия. Для научных РТС извлечения информации скрытность системы не является обязательной и поэтому понятие помехозащищенности совпадает с понятием помехоустойчивости. Пропускная способность РТС извлечения информации определяется максимальной скоростью извлечения информации с заданной точностью Пропускную способность С одноканальной или многоканальной, но с однородными каналами РТС, обычно оценивают в битах в секунду. Для разнородных каналов при цифровой обработке данный показатель также измеряется в этих же единицах. Таким образом, пропускная способность С = max(Jr) при е ЕТП, где J - количество информации, извлекаемое за время Т, е - показатель точности, ЕДОП - его допустимое значение. Предельная теоретически достижимая пропускная способность C называется потенциальной. Она зависит от данных, принятых при ее определении. В отсутствие шумов для дискретных сообщений теория информации где Vk - средняя скорость следования к -го сигнала, щ - число видов передаваемых символов. При наличии помехи в виде нормального белого шума справедлива формула Шеннона Очевидно, пропускная способность С перестает зависеть от ДД. В системах извлечения информации идеальное кодирование сообщений источника невозможно. Разрешающей способностью РТС называется способность системы сохранять заданную точность извлечения информации при мешающем действии смежных сигналов (приходящих со смежных дальностей, с близкими доплеровскими сдвигами и т. п.). Данный показатель полностью определяется разрешением сигналов.
2 Взаимосвязь эффективности радиосистемы и ее помехозащищенности
Радиосистемы управления и связи, как правило, являются составной частью сложных комплексов управления (объектами, людьми) и предназначаются для оценки и передачи измерительной информации, характеризующей вектор состояния управляемых объектов, для передачи командной и различного вида связной информации. Способность комплекса управления выполнить задачу в заданных условиях принято характеризовать его эффективностью. Естественно, что для радиосистем управления и связи, являющихся частью такого комплекса, целесообразно ввести понятие эффективности, под которой следует понимать способность выполнить задачу (частную, по отношению к комплексу в целом) в заданных условиях. Эффективность систем управления и связи зависит от ряда факторов, таких как точность, живучесть, надежность, помехозащищенность, верность передачи информации. В разных системах управления и связи, а также на разных этапах их работы значимость перечисленных факторов может быть неодинаковой. Так, в системах управления движущимися объектами на первый план, как правило, выступает фактор точности оценки параметров движения или точности оценки вектора состояния объекта. Если же такая оценка осуществляется в условиях радиопротиводействия, то большое значение приобретает фактор помехоустойчивости или помехозащищенности радиосистемы. При этом требуемая точность оценки вектора состояния объекта должна достигаться в сложной помеховой обстановке, что в значительной степени будет определяться помехоустойчивостью системы управления. Точностные характеристики оказываются весьма важными и в системах связи. Так, от точности синхронизации в системах цифровой связи зависит верность принимаемой информации. При этом часто точность и помехоустойчивость оказываются тесно связанными. Современные радиосистемы управления представляют собой сложные многофункциональные (совмещенные) системы, в которых один и тот же сигнал может использоваться как для измерения параметров движения, так и, синхронизации и передачи командной (связной) информации. Очевидно, что в таких системах взаимосвязь точности и помехоустойчивости становится еще более тесной.
3 Помехозащищенность систем
Под помехозащищенностью системы управления и связи будем понимать ее способность выполнять задачи в условиях радиоэлектронного подавления (РЭП). Таким образом, помехозащищенность представляет собой то слагаемое эффективности систем, которое характеризуется способностью противостоять мерам РЭП. Поэтому количественный критерий помехозащищенности должен согласовываться с критерием эффективности. Так как в качестве критерия эффективности как меры успешности выполнения заданной задачи принимается вероятность ее выполнения, то,в качестве критерия помехозащищенности целе- сообразно принять вероятность выполнения заданной задачи системой (например, заданной верности передачи информации или точности) в условиях РЭП; В общем случае РЭП включает два последовательных этапа - радиотехническую разведку и радиопротиводействие. Целью радиотехнической разведки является установление факта работы (излучения) радиоэлектронной системы (РЭС) и определение ее параметров, необходимых для организации радиопротиводействия. Целью радиопротиводействия является создание таких условий, которые затруднили бы работу РЭС или вообще привели к срыву выполнения задачи. Основным способом радиопротиводействия является постановка помех. Постановка помех будет тем эффективнее, чем больше информации о подавляемой РЭС будет выявлено на этапе радиоразведки и использовано при организации радиопротиводействия. Таким образом, помехозащищенность РЭС будет зависеть от технических характеристик РЭС, от взаимного расположения РЭС и аппаратуры разведки и подавления, от тактики использования РЭС, от времени работы и т. д. Сочетание этих характеристик и условий носит случайный характер, поэтому помехозащищенность следует рассматривать для некоторых строго определенных условий. Если обозначить - вероятность разведки параметров РЭС, необходимых для организации радиопротиводействия, а - вероятность нарушения работы РЭС в результате радиопротиводействия, то критерий помехозащищенности можно представить в следующей форме: . Вероятность количественно отражает свойство РЭС, которое может быть названо скрытностью. Под скрытностью будем понимать способность РЭС противостоять мерам радиотехнической разведки, направленным на обнаружение факта работы РЭС и определения необходимых для радиопротиводействия параметров сигнала. Соответственно величину можно принять в качестве критерия скрытности.
Вероятность зависит от способности РЭС выполнять задачу при действии помех. Поэтому величина может быть принята в качестве критерия помехоустойчивости. Этот критерий определяет вероятность выполнения системой задачи в условиях радиоподавления. Таким образом, помехозащищенность РЭС определяется ее скрытностью и помехоустойчивостью. Рассмотрим отдельные показатели помехозащищенности.
4 Скрытность систем
Радиотехническая разведка, как правило, предполагает последовательное выполнение трех основных задач: обнаружение факта работы РЭС (обнаружение сигнала), определение структуры обнаруженного сигнала (на основе определения ряда его параметров) и раскрытие содержащейся (передаваемой) в сигнале информации. Последняя задача иногда имеет самостоятельное значение (является одной из конечных целей). В общем случае раскрытие смысла передаваемой информации позволяет организовать более эффективное РЭП. Перечисленным задачам радиотехнической разведки могут быть противопоставлены три вида скрытности сигналов: энергетическая, структурная и информационная. Энергетическая скрытность характеризует способность противостоять мерам, направленным на обнаружение сигнала разведывательным приемным устройством. Как известно, обнаружение сигнала происходит в условиях, когда на разведывательный приемник действуют помехи (шумы), и может сопровождаться ошибками двух видов: пропуск сигнала при его наличии на входе и ложное обнаружение (ложная тревога) при отсутствии сигнала. Эти ошибки носят вероятностный характер. Количественной мерой энергетической скрытности может являться вероятность правильного обнаружения (при заданной вероятности ложной тревоги рлт), которые в свою очередь зависят от отношения сигнал-помеха в рассматриваемой радиолинии и правила принятия решения на обнаружение сигнала.
Структурная скрытность характеризует способность противостоять мерам радиотехнической разведки, направленным на раскрытие сигнала. Это означает распознавание формы сигнала, определяемой способами его кодирования и модуляции, т. е. отождествление обнаруженного сигнала с одним из множества априорно известных сигналов. Следовательно, для увеличения структурной скрытности необходимо иметь по возможности больший ансамбль используемых сигналов и достаточно часто изменять форму сигналов. Задача определения структуры сигнала является также статистической, а количественной мерой структурной скрытности может служить вероятность раскрытия структуры сигнала при условии, что сигнал обнаружен. Таким образом, является условной вероятностью.
Информационная скрытность определяется способностью противостоять мерам, направленным на раскрытие смысла передаваемой с помощью сигналов информации. Раскрытие смысла передаваемой информации означает отождествление каждого принятого сигнала или их совокупности с тем сообщением, которое передается. Эта задача решается выяснением ряда признаков сигнала, например, места данного сигнала в множестве принятых, частости его появления, связи факторов появления того или иного сигнала с изменением состояния управляемого объекта и т. д. Наличие априорной и апостериорной неопределенностей делает эту задачу вероятностной, а в качестве количественной меры информационной скрытности принимают вероятность раскрытия смысла передаваемой информации при условии, что сигнал обнаружен и выделен (т. е. структура его раскрыта). Следовательно, также является условной вероятностью.
Скрытность определяется вероятностью разведки сигнала РЭС , поэтому . Часто задача раскрытия смысла передаваемой информации не ставится, и тогда можно принять и . В ряде случаев для организации радиопротиводействия достаточно обнаружить сигнал подавляемой РЭС. При этом отождествляется с . Энергетическая и структурная скрытность являются важнейшими характеристиками сигнала и РЭС, с которыми сталкиваются как инженеры-проектировщики радиоаппаратуры, так и инженеры, эксплуатирующие ее. Поэтому этим видам скрытности в дальнейшем будет уделено основное внимание.
5 Помехоустойчивость
Под помехоустойчивостью РЭС понимается способность выполнять задачу при действии помех, создаваемых при организации РЭП. Таким образом, помехоустойчивость - это способность РЭС противостоять вредному влиянию помех. Часто анализ помехоустойчивости осуществляют независимо от причины появления помехи на входе РЭС. Поскольку помехоустойчивость зависит от ряда случайных причин, то количественной мерой ее может быть вероятность нарушения функционирования РЭС (невыполнение заданной задачи) при воздействии помех.
Вероятность можно определить как вероятность! того, что фактическое значение отношения сигнал-шум { на выходе приемника РЭС станет меньше некоторого критического (для данного вида помехи), при котором функционирование РЭС нарушается, т. е. ). Помехоустойчивость РЭС зависит от сочетания большого числа факторов - вида (формы) помехи, ее интенсивности, формы полезного сигнала, структуры приемника, антенны, применяемых способов борьбы с помехами и т. д. Эти факторы определяют направления исследования помехоустойчивости, которые частично будут рассмотрены в дальнейшем. Здесь остановимся на энергетической помехоустойчивости приема, которая определяется энергетическими характеристиками сигнала и помехи в предположнии различия их по форме и согласования приемника с сигналом при флуктуационной помехе. Это согласование в реальных условиях имеет место и не нарушает общности анализа. Такое рассмотрение позволяет выявить ряд полезных закономерностей, а также предъявить требования к сигналам РЭС, которые обеспечивают повышение помехоустойчивости.
Вначале рассмотрим помехоустойчивость собственно приемника сложного сигнала, а затем помехоустойчивость РЭС. Известно, что максимальное отношение сигнала к белому шуму на выходе оптимального приемника не зависит от формы сигнала и равно Следовательно, если выделение сигнала происходит на фоне только внутренних шумов приемника, то помехоустойчивость приемников, согласованных с сигналами любой формы, будет одинаковой. Если же помеха создается внешним источником помех, то удобно представить q в виде отношения мощностей сигнала и помехи. Если помеха имеет равномерную спектральную плотность в полосе сигнала F, то для сигнала длительностью Т можно записать
(4)
Где, .
Покажем, что формула (1.20) будет справедлива и при действии узкополосной помехи мощностью . Так, если представить оптимальный приемник в виде коррелятора, то на выходе перемножителя коррелятора произойдет расширение спектра этой помехи до значения полосы сигнала F, а через интегратор с пределом интегрирования Т пройдет лишь часть спектра помехи. В результате мощности помехи и сигнала на выходе коррелятора соответственно будут равны , а отношение сигнал помеха определится из (1.20). Из формулы (1.20) следует, что чем больше база сигнала, тем большая мощность помехи потребуется для подавления приемника при заданных значениях q, .
Нетрудно показать, что помехоустойчивость приемника сложного сигнала относительно импульсной помехи длительности будет определяться Очевидно, когда на вход приемника будут действовать смесь широкополосной и узкополосной помех с мощностями и, то
3. Обоснование необходимости использования и совершенствования помехозащищенных РТС
Интенсивное развитие средств передачи информации (радиосвязи, телеметрии, радиолокации и т.д.) привело к значительной насыщенности эфира электромагнитными излучениями. Причем ситуация осложняется тем, что в ограниченном пространстве одновременно могут работать десятки и сотни РЭС в непрерывном и импульсном излучении, простыми и сложными сигналами, на прием и на передачу. Так, на океанском корабле, используемом в качестве пункта слежения, связи и управления космическим кораблем имеется: радиосвязное КВ и УКВ оборудование; система определения координат корабля; система единого времени; система приема данных о координатах спутника; система медицинского контроля состояния космонавтов; система слежения за спутником при помощи РЛС (Ризл=1 МВт, fÎ5,4¸5,8 Гц); система командного управления (Ризл=10 кВт, fÎ400¸500 МГц); система приема телеметрических данных (Рпр= -127 дб/В, fÎ105¸140 МГц, 210¸200 МГц; 2,2¸2,3 ГГц); система КВ и ДМВ радиосвязи для передачи в реальном масштабе времени телеметрических данных, полученных от спутника и т.д.
Тесноту в эфире увеличивает не только количественный рост радиоэлектронной техники, но и некоторые ее качественные изменения. Высокий уровень чувствительности (до 10-22 Вт) и широкая полоса пропускания многих современных РПУ делает их весьма подверженными радиопомехам. Это относится, например, к приемной аппаратуре с малошумящими ПУ, ЛБВ и ТУ, при разработке которых главное внимание уделяется повышению чувствительности. Подобная аппаратура подвержена не только регулярным излучениям передатчиков, но и от хаотических широкополосных помех, порождаемых разнообразными переключателями, коммуникационными устройствами, системами зажигания и т.д. Создание сверхмощных импульсных передатчиков (например, МЦР) привело к росту излучений на второй, третьей и последующих гармониках основной частоты. Необходимо отметить, что значительное количество РЭС работает одновременно в одном и том же диапазоне частот. Отсюда видно, что в современных условиях на вход радиоприемных устройств (РПУ) весьма вероятно поступление помехи от близ расположенных РЭС, причем эта помеха может иметь весьма большой уровень. Несмотря на это, часто основное внимание разработчиков радиоаппаратуры уделяется получению максимально возможного отношения сигнал/шум. Здесь необходимо остановиться на критерии целесообразности, т.е. в столь сложной помеховой ситуации, о которой было сказано выше, может быть и нецелесообразно добиваться очень большого отношения сигнал/шум. Целесообразно при определенном (удовлетворительном для практики) отношении сигнал/шум стремиться к получению лучших характеристик совместимости РЭС. Таким образом, одной из проблем, возникающих при создании и эксплуатации РЭА, является обеспечение электромагнитной совместимости РЭС (ЭМС РЭС). Под этим названием понимается также совокупность свойств РЭС и условий их работы, при которых возможна нормальная работа РЭС (т.е. сохранение их определенных качественных характеристик). Эта проблема охватывает широкую область радиоэлектроники и включает в себя: математическую модель - анализ помеховых ситуаций и прохождения сигналов (взаимных помех) через типовые РЭС; синтез сигналов РПУ, передатчиков и антенных устройств, обеспечивающих ЭМС РЭС; организацию работы РЭС, обеспечивающую минимальное влияние РЭС друг на друга (частотная, временная и поляризационная регламентация и т.д.); разработка нормирования и методов измерения параметров ЭМС. 4. Помехозащищенность СРС
Радиосистемы управления и связи, как правило, являются составной частью сложных комплексов управления (объектами, людьми) и предназначаются для передачи измерительной информации, характеризующей вектор состояния управляемых объектов, передачи командной и различного вида связной информации. При этом требуемая точность передачи сообщений, а также и выполнение других функций должны достигаться в сложной помеховой обстановке, что в значительной степени будет определяться помехоустойчивостью канала связи. В связи со сложной криминогенной обстановкой и террористической угрозой важное значение имеет устойчивость канала связи к действию преднамеренных помех, создаваемых третьими лицами с целью искажения, приостановки или прекращения передачи информации. Отдельного внимания требуют объекты, имеющие критически важное значение (например, магистральные продуктопроводы), использующие открытые каналы связи для мониторинга технического состояния. Как правило, для таких объектов известен характер и структура передаваемой по каналу связи информации (сигналы с датчиков, команды управления отдельными устройствами). Сообщения обычно передаются периодически и в пакетном режиме. Третьими лицами с помощью средств радиотехнической разведки возможно длительное накапливание информации о режиме связи, используемых частотных диапазонах, типах сигналов, модуляции и пр. Данная информация может использоваться как для формирования режима противодействия системе связи в целом, так и конкретных преднамеренных помех каналу. Поэтому для повышения помехоустойчивости возникает необходимость своевременного обнаружения факта присутствия преднамеренной помехи в принятом сигнале и адаптации канала связи к действию помехи. Как известно, помехозащищенность средств радиосвязи (СРС) достигается за счет комплекса организационных мер, способов и средств, направленных на обеспечение устойчивой работы СРС в условиях воздействия организованных (преднамеренных) помех радиоэлектронного подавления (РЭП). Процесс функционирования СРС в условиях организованных помех по своей физической сущности может быть представлен как радиоэлектронный конфликт, в котором с одной стороны участвуют СРС, а с другой - система РЭП, состоящая в общем случае из станции радиотехнической разведки (РТР) и непосредственно станции помех. На рисунке 1 в общем виде представлена структурная схема радиоэлектронного конфликта. Защищенным считается канал, обеспечивающий требуемые показатели скрытности передачи информации и устойчивости к действию преднамеренных помех. Модель защищенного канала связи (ЗКС) должна дополнительно содержать модель специально разработанного передаваемого сигнала, модель преднамеренных помех, способы борьбы с помехами.
1 Общая характеристика помехозащищенности систем радиосвязи с ППРЧ
Помехоустойчивость систем радиосвязи с ППРЧ Известно, что помехоустойчивость и скрытность являются двумя важнейшими составляющими помехозащищенности СРС. При этом в общем случае под помехоустойчивостью СРС с ППРЧ (впрочем, как и любых других СРС) понимается способность нормально функционировать, выполняя задачи по передаче и приему информации в условиях действия радиопомех. Следовательно, помехоустойчивость СРС - это способность противостоять вредному воздействию различного вида радиопомех, включая, в первую очередь, организованные помехи. Стратегия борьбы с организованными помехами СРС с ППРЧ заключается, как правило, в «уходе» сигналов СРС от воздействия помех, а не в «противоборстве» с ними, как это реализуется в СРС с ФМ1ИПС. Поэтому в СРС с ППРЧ при защите от помех важной характеристикой является фактическое время работы на одной частоте. Чем меньше это время, тем выше вероятность того, что сигналы СРС с ППРЧ не будут подвержены воздействию организованных помех. Помехоустойчивость СРС с ППРЧ зависит не только от времени работы на одной частоте, но и от других важных параметров станции помех (СП) и СРС, например, от вида помехи и ее мощности, мощности полезного сигнала, структуры приемного устройства и заложенных в СРС способов помехоустойчивости. Эффективное воздействие помех на СРС с ППРЧ может быть достигнуто лишь при условии знания постановщиком помех соответствующих параметров сигналов СРС, например, центральных частот каналов, скорости скачков частоты, ширины информационной полосы частот, мощности сигнала и помехи в точке нахождения приемного устройства СРС. Указанные параметры СРС постановщик помех добывает, как правило, непосредственно с помощью станции радиотехнической разведки (РТР), а также путем пересчета измеренных параметров СРС в другие, функционально связанные с ними, характеристики СРС. Например, измерив длительность скачка частоты, можно рассчитать ширину полосы частотного канала приемника СРС. В общем случае РТР путем приема и анализа перехваченных сигналов не только СРС, но и других радиоэлектронных средств (РЭС) обеспечивает сбор информации о противной стороне в целом. Сигналы СРС и РЭС содержат много технических характеристик, являющихся разведывательными сведениями. Эти характеристики определяют «электронный почерк» СРС и РЭС и позволяют установить их возможности, назначение и принадлежность. Обобщенный алгоритм сбора данных радиотехнической разведкой о параметрах сигналов и характеристиках СРС изображен на рис.1
Рисунок 1 - Обобщенный алгоритм сбора данных радиотехнической разведкой о параметрах сигналов и характеристиках СРС
Для оценки помехоустойчивости СРС в условиях воздействия различных видов помех необходимо иметь соответствующие показатели. При выбранных моделях сигнала, собственного шума приемного устройства и аддитивных помех в системах передачи дискретных сообщений предпочтительным показателем количественной меры помехоустойчивости является средняя вероятность ошибки (СВО) на бит информации. Другие показатели помехоустойчивости СРС, например, требуемое отношение сигнал-помеха, при котором обеспечивается заданное качество приема информации, вероятность ошибки в кодовом слове и другие, могут быть выражены через СВО на бит. Минимизация СВО на бит при условии равновероятной передачи символов может быть достигнута за счет использования алгоритма, реализующего правило максимального правдоподобия
, (6)
которое для двоичных СРС имеет вид:
, (7)
где - отношение правдоподобия для -го сигнала.
При дальнейшем изложении наибольшее внимание будет сосредоточено на разработке и анализе алгоритмов расчета СВО на бит информации. Анализ СВО на бит будет проводиться в условиях действия гауссовских шумов приемного устройства СРС и аддитивных организованных помех, в основном, применительно к каноническим (типовым) системам с ЧМ, которые являются базовой основой более сложных СРС.
Заключение
Основные результаты курсовой работы заключаются в следующем: Было проведено обоснование необходимости использования и совершенствования помехозащищенных РТС. Был сделан анализ основных характеристик и параметров помехозащищенных РТС. Был проведен анализ основных методов повышения скрытности РТС. Был проведен анализ основных методов повышения устойчивости РТС к преднамеренным помехам.
Список использованных источников
Информационные технологии в радиотехнических системах: учебное пособие/ В.А.Васин, И.Б.Власов, Ю.М.Егоров и др, Под ред. И.Б.Федорова. -м.:изд-во МГТУ им Н.Э.Баумана, 2004.-672с Радиотехнические системы: Учеб.для вузов по спец. Радиотехника. Под ред.Ю.П.Казаринова. - М.:Высшая школа, 2005.
Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. -М.: Радио и связь, 1986.-512 с. Основы радиотехнических систем: учебное пособие / Ю.Т.Зырянов, О.А.Белоусов, П.А.Федюнин. - Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО ТГТУ , 2011. - 144с.
Основные сведения о широкополосных сигналах
1.1Определение ШПС. Применение ШПС в системах связи
Широкополосными (сложными, шумоподобными) сигналами (ШПС) называют такие сигналы, у которых произведения активной ширины спектра F на длительность T много больше единицы. Это произведение называется базой сигнала B. Для ШПС
B = FT>>1 (1)
Широкополосными сигналы иногда называют сложными в отличие от простых сигналов (например, прямоугольные, треугольные и т.д.) с В=1.Поскольку у сигналов с ограниченной длительностью спектр имеет неограниченную протяженность, то для определения ширины спектра используют различные методы и приемы.
Повышение базы в ШПС достигается путем дополнительной модуляции (или манипуляции) по частоте или фазе на времени длительности сигнала. В результате, спектр сигнала F (при сохранении его длительности T) существенно расширяется. Дополнительная внутрисигнальная модуляция по амплитуде используется редко.
В системах связи с ШПС ширина спектра излучаемого сигнала F всегда много больше ширины спектра информационного сообщения.
ШПС получили применение в широкополосных системах связи (ШПСС), так как:
· позволяют в полной мере реализовать преимущества оптимальных методов обработки сигналов;
· обеспечивают высокую помехоустойчивость связи;
· позволяют успешно бороться с многолучевым распространением радиоволн путем разделения лучей;
· допускают одновременную работу многих абонентов в общей полосе частот;
· позволяют создавать системы связи с повышенной скрытностью;
· обеспечивают электромагнитную совместимость (ЭМС) ШПСС с узкополосными системами радиосвязи и радиовещания, системами телевизионного вещания;
· обеспечивают лучшее использование спектра частот на ограниченной территории по сравнению с узкополосными системами связи.
Помехоустойчивость ШПСС
Она определяется широко известным соотношением, связывающим отношение сигнал-помеха на выходе приемника q 2 с отношением сигнал-помеха на входе приемника ρ 2:
q 2 = 2Вρ 2 (2)
где ρ 2 = Р с /Р п (Р с, Р п - мощности ШПС и помехи);
q 2 = 2E/ N п,Е - энергия ШПС, N п - спектральная плотность мощности помехи в полосе ШПС. Соответственно Е = Р с Т, a N п = Р п /F;
В- база ШПС.
Отношение сигнал-помеха на выходе q 2 определяет рабочие характеристики приема ШПС, а отношение сигнал-помеха на входе ρ 2 - энергетику сигнала и помехи. Величина q 2 может быть получена согласно требованиям к системе (10...30 дБ) даже если ρ 2 <<1. Для этого достаточно выбрать ШПС с необходимой базой В, удовлетворяющей (2). Как видно из соотношения (2), прием ШПС согласованным фильтром или коррелятором сопровождается усилением сигнала (или подавлением помехи) в 2Враз. Именно поэтому величину
К ШПС = q 2 /ρ 2 (3)
называют коэффициентом усиления ШПС при обработке или просто усилением обработки. Из (2), (3) следует, что усиление обработки К ШПС = 2В. В ШПСС прием информации характеризуется отношением сигнал помеха h 2 = q 2 /2, т.е.
h 2 = Вρ 2 з (4)
Соотношения (2), (4) являются фундаментальными в теории систем связи с ШПС. Они получены для помехи в виде белого шума с равномерной спектральной плотностью мощности в пределах полосы частот, ширина которой равна ширине спектра ШПС. Вместе с тем эти соотношения справедливы для широкого круга помех (узкополосных, импульсных, структурных), что и определяет их фундаментальное значение.
Таким образом, одним из основных назначений систем, связи с ШПС является обеспечение надежного приема информации при воздействии мощных помех, когда отношение сигнал-помеха на входе приемника ρ 2 может быть много меньше единицы. Необходимо еще раз отметить, что приведенные соотношения строго справедливы для помехи в виде гауссовского случайного процесса с равномерной спектральной плотностью мощности («белый» шум).
Основные виды ШПС
Известно большое число различных ШПС, свойства которых нашли отражение во многих книгах и журнальных статьях. ШПС подразделяются на следующие виды:
· частотно-модулированные (ЧМ) сигналы;
· многочастотные (МЧ) сигналы;
· фазоманипулированные (ФМ) сигналы (сигналы с кодовой фазовой модуляцией - КФМ сигналы);
· дискретные частотные (ДЧ) сигналы (сигналы с кодовой частотной модуляцией - КЧМ сигналы, частотно-манипулированные (ЧМ) сигналы);
· дискретные составные частотные (ДСЧ) (составные сигналы с кодовой частотной модуляцией - СKЧM сигналы).
Частотно-модулированные (ЧМ) сигналы являются непрерывными сигналами, частота которых меняется по заданному закону. На рисунке 1а, изображен ЧМ сигнал, частота которого меняется по V -образному закону от f 0 -F/2до f 0 +F/2, где f 0 - центральная несущая частота сигнала, F- ширина спектра, в свою очередь, равная девиации частоты F= ∆f д. Длительность сигнала равна Т.
Нарисунке 1б представлена частотно-временная (f, t)- плоскость, накоторой штриховкой приближенно изображено распределение энергии ЧМ сигнала по частоте и по времени.
База ЧМ сигнала по определению (1) равна:
B = FT=∆f д T (5)
Частотно-модулированные сигналы нашли широкое применение в радиолокационных системах, поскольку для конкретного ЧМ сигнала можно создать согласованный фильтр на приборах с поверхностными акустическими волнами (ПАВ). В системах связи необходимо иметь множество сигналов. При этом необходимость быстрой смены сигналов и переключения аппаратуры формирования и обработки приводят к тому, что закон изменения частоты становится дискретным. При этом от ЧМ сигналов переходят к ДЧ сигналам.
Многочастотные (МЧ) сигналы (рисунок 2а) являются суммой N гармоник u(t) ... u N (t), амплитуды и фазы которых определяются в соответствии с законами формирования сигналов. Начастотно-временной плоскости (рисунок 2б) штриховкой выделено распределение энергии одного элемента (гармоники) МЧ сигнала на частоте f k . Все элементы (все гармоники) полностью перекрывают выделенный квадрат со сторонами Fи T. База сигнала B равна площади квадрата. Ширина спектра элемента F 0 ≈1/Т. Поэтому база МЧ сигнала
B = F/F 0 =N (6)
Рисунок 1 - Частотно-модулированный сигнал и частотно-временная плоскость
т. е. совпадает с числом гармоник. МЧ сигналы являются непрерывными и для их формирования и обработки трудно приспособить методы цифровой техники. Кроме этого недостатка, они обладают также и следующими:
а) у них плохой пик-фактор (см. рисунок 2а);
б) для получения большой базы В необходимо иметь большое число частотных каналов N. Поэтому МЧ сигналы в дальнейшем не рассматриваются.
Фазоманипулированные (ФМ) сигналы представляют последовательность радиоимпульсов, фазы которых изменяются по заданному закону. Обычно фаза принимает два значения (0 или π). При этом радиочастотному ФМ сигналу соответствует видео- ФМ сигнал (рисунок 3а), состоящий из положительных и отрицательных импульсов. Если число импульсов N, то длительность одного импульса равна τ 0 = T/N, а ширина его спектра равна приближенно ширине спектра сигнала F 0 = 1/τ 0 =N/Т.На частотно-временной плоскости (рисунок 3б) штриховкой выделено распределение энергии одного элемента (импульса) ФМ сигнала. Все элементы перекрывают выделенный квадрат со сторонами F и Т. База ФМ сигнала
B = FT =F/τ 0 =N, (7)
т.е. B равна числу импульсов в сигнале.
Возможность применения ФМ сигналов в качестве ШПС с базами В = 10 4 ...10 6 ограничена в основном аппаратурой обработки. При использовании согласованных фильтров в виде приборов на ПАВ возможен оптимальный прием ФМ сигналов с максимальными базами Вмах=1000 ... 2000. ФМ сигналы, обрабатываемые такими фильтрами, имеют широкие спектры (порядка 10 ... 20 МГц) и относительно короткие длительности (60 ... 100 мкс). Обработка ФМ сигналов с помощью видеочастотных линий задержки при переносе спектра сигналов в область видеочастот позволяет получать базы В = 100 при F≈1 МГц, Т≈ 100 мкс.
Весьма перспективными являются согласованные фильтры на приборах с зарядовой связью (ПЗС). Согласно опубликованным данным с помощью согласованных фильтров ПЗС можно обрабатывать ФМ сигналы с базами 10 2 ... 10 3 при длительностях сигналов 10 -4 ... 10 -1 с. Цифровой коррелятор на ПЗС способен обрабатывать сигналы до базы 4∙10 4 .
Рисунок 2 - Многочастотныйсигнал и частотно-временная плоскость
Рисунок 3 - Фазоманипулированныйсигнал и частотно-временная плоскость
Следует отметить, что ФМ сигналы с большими базами целесообразно обрабатывать с помощью корреляторов (на БИС или на ПЗС). При этом, В = 4∙10 4 представляется предельной. Но при использовании корреляторов необходимо в первую очередь решить вопрос об ускоренном вхождении в синхронизм. Так как ФМ сигналы позволяют широко использовать цифровые методы и технику формирования и обработки, и можно реализовать такие сигналы с относительно большими базами, то поэтомy ФМ сигналы являются одним из перспективных видов ШПС.
Дискретные частотные (ДЧ) сигналы представляют последовательность радиоимпульсов (рисунок 4а), несущие частоты которых изменяются по заданному закону. Пусть число импульсов в ДЧ сигнале равно М, длительность импульса равна Т 0 =Т/М, его ширина спектра F 0 =1/Т 0 =М/Т. Над каждым импульсом (рисунок 4а) указана его несущая частота. На частотно-временной плоскости (рисунок 4б) штриховкой выделены квадраты, в которых распределена энергия импульсов ДЧ сигнала.
Как видно из рисунка 4б, энергия ДЧ сигнала распределена неравномерно на частотно-временной плоскости. База ДЧ сигналов
B = FT =МF 0 МТ 0 =М 2 F 0 Т 0 = М 2 (8)
поскольку база импульса F 0 T 0 = l. Из (8) следует основное достоинство ДЧ сигналов: для получения необходимой базы Вчисло каналов M = , т. е. значительно меньше, чем для МЧ сигналов. Именно это обстоятельство и обусловило внимание к таким сигналам и их применение в системах связи. Вместе с тем для больших баз В = 10 4 ... 10 6 использовать только ДЧ сигналы нецелесообразно, так как число частотных каналов М = 10 2 ... 10 3 , что представляется чрезмерно большим.
Дискретные составные частотные (ДСЧ) сигналы являются ДЧ сигналами, у которых каждый импульс заменен шумоподобным сигналом. На рисунке 5а изображен видеочастотный ФМ сигнал, отдельные части которого передаются на различных несущих частотах. Номера частот указаны над ФМ сигналом. На рисунке 5б изображена частотно-временная плоскость, на которой штриховкой выделено распределение энергии ДСЧ сигнала. Рисунок 5б по структуре не отличается от рисунка 4б, но для рисунка 5б площадь F 0 T 0 = N 0 -равна числу импульсов ФМ сигнала в одном частотном элементе ДСЧ сигнала. База ДСЧ сигнала
B = FT =М 2 F 0 Т 0 = N 0 М 2 (9)
Число импульсов полного ФМ сигнала N=N 0 М
Рисунок 4 - Дискретный частотныйсигнал и частотно-временная плоскость
Изображенный на рисунке 5 ДСЧ сигнал содержит в качестве элементов ФМ сигналы. Поэтому такой сигнал сокращенно будем называть ДСЧ-ФМ сигнал. В качестве элементов ДСЧ сигнала можно взять ДЧ сигналы. Если база элемента ДЧ сигнала B = F 0 T 0 = М 0 2 то база всего сигнала B = М 0 2 М 2
Рисунок 5 - Дискретный составной частотныйсигнал с фазовой манипуляцией ДСЧ-ФМ и частотно-временная плоскость.
Такой сигнал можно сокращенно обозначать ДСЧ-ЧМ. Число частотных каналов в ДСЧ-ЧМ сигнале равно М 0 М. Если ДЧ сигнал (см. рисунок 4), и ДСЧ-ЧМ сигнал имеют равные базы, то они имеют и одинаковое число частотных каналов. Поэтому особых преимуществ ДСЧ-ЧМ сигнал перед ДЧ сигналом не имеет. Но принципы построения ДСЧ-ЧМ сигнала могут оказаться полезными при построении больших систем ДЧ сигналов. Таким образом, наиболее перспективными ШПС для систем связи являются ФМ, ДЧ, ДСЧ-ФМ сигналы.
Многие думают, что защита электрических сигналов и передаваемой информации от электромагнитных помех обеспечивается исключительно экранированными проводами, удалением от источников помех и испытаниями приемо-передающей аппаратуры. Однако, это не так, существует много способов повысить помехоустойчивость измерительного канала или канала передачи информации. Зачастую проектировщики и разработчики упускают из вида важный моменты, о которых мы расскажем далее. Одним из недостатков проводных линий является низкая помехозащищенность и возможность простого несанкционированного подключения. Рассмотрим основные распространенные способы повышения помехоустойчивости.
Выбор среды передачи. Витая пара. Скручивание проводов между собой уменьшают волновое сопротивление проводников, как следствие, и наводки. Витая пара является достаточно помехоустойчивым кабелем. Большую роль при защите от помех играют и соединители, к которым подключается кабель, например, RJ45 для архитектуры Ethernet или RS-соединители со встроенными фильтрами. К недостаткам кабеля "витая пара" можно отнести возможность простого несанкционированного подключения к сети. Коаксиальный кабель - более помехозащищенный, чем витая пара. Снижает собственное излучение, но дороже и сложнее в монтаже. Кабельные оптоволоконные каналы связи. Оптоволоконный кабель - требует преобразования электрического сигнала в световой, можно совмещать с кодером канала. Чрезвычайно высокий уровень помехозащищенности и отсутствие излучения при скоростях передачи данных 3Гбит/c. Основные недостатки оптоволоконного кабеля – это сложность его монтажа, небольшая механическая прочность и чувствительность к ВВФ, в том числе к ионизирующим излучениям.
Еще одним способом является, как это ни странно, резервирование каналов связи. Очень распространено, например, на атомных электростанциях в каналах АСУ ТП. Здесь хочется еще вспомнить 2 момента: маскировка от удара молнии провода ЛЭП под напряжением за заземленным проводником и ухудшении или улучшении качества приема при перемещении возле ТВ- или радиоантенны. Так что не всегда прокладка вашего кабеля в общем лотке или кабелепроводе играет губительную роль, иногда другие линии могут замаскировать вашу и взять большую часть энергии помехи на себя.
Выбор интерфейса. Унифицированный сигнал 4 – 20 мА уже несколько десятилетий широко используется для передачи аналоговых сигналов при создании автоматизированных систем управления. Достоинством данного стандарта является простота его реализации, возможность помехоустойчивой передачи аналогового сигнала на относительно большие расстояния. Это яркий пример удаления частоты передачи от характерных частот наиболее вероятных электромагнитных помех. Однако, совершенно ясно, что в современных цифровых САУ он не эффективен. В измерительных системах унифицированный сигнал 4-20 мА может использоваться только для передачи сигнала с датчика к вторичному преобразователю. Помехозащищенность такого сигнала обеспечивает уход от ВЧ помех к постоянному току и простоте схемотехнических решений при фильтрации помех. Интерфейс RS-485 относительно слабо помехозащищен. USB лучше защищен, так как является последовательным интерфейсом. Однако, из-за слабых первых протоколов и неудачной в электрическом смысле конструкции соединителя (напоминает микрополосковую линию) достаточно часто сбивается при высокочастотных помехах. Повышение качества кодирования в USB 3.0 и переход к разъемам микро-USB значительно повышают его устойчивость к электромагнитным воздействиям. Ethernet и Intenet – с точки измерительных систем достоинства и недостатки этих интерфейсов в целом аналогичны интерфейсу USB. Естественно, что при работе средств измерений в больших распределенных сетях эти интерфейсы сегодня практически не имеют альтернативы. GPIB или IEEE-488 - принцип работы интерфейса на байт-последовательным, бит-параллельным обменом информацией и этим объясняется его высокая помехоустойчивость по сравнению с пакетной передачей.
Логическая помехоустойчивость. На физическом уровне есть много приемов оцифровки сигнала для повышения помехоустойчивости. Например, использование определенного напряжения вместо нулевого проводника или "земли" для логического нуля. Еще лучше, если уровни будут смещены: +12В и -5В или +3В и +12В. Программная реализация помехозащищенности здесь заключается в использовании обратной связи для повторного опроса устройств при искажении информации и использовании помехозащищенных и восстанавливающих способов кодирования.
Еще немного приемов повышения помехозащищенности:
применение дифференциального сигнала и способов приема;
применение отдельных обратных проводников внутри кабеля;
заземление неиспользуемых или резервных проводников;
устранение разных потенциалов в различных точках заземляющих или общих проводников;
увеличение мощности и амплитуд сигналов;
трансляция одного интерфейса по другому, исключая минусы обоих;
увеличение разности потенциалов между логическими уровнями;
удаление передаваемых частот от характерного спектра помех;
выбор методов срабатывания триггеров (по фронтам, амплитуде, приращению, частоте, фазе, определенной последовательности и т.д.);
синхронизация;
использование логической и сигнальной земель и их экранирование;
Список приемов не исчерпывается, пожалуй, ничем, кроме ресурсов, знаний и смекалки конкретного человека или организации.
Комбинируйте вместе с Emctestlab
Загрузка...
