Диссертация (Метод оценки помехоустойчивости средств широкополосного радиодоступа к воздействию сверхкоротких электромагнитных импульсов), страница 6

Поскольку они излучаются в узкой полосе частот, то могутбытьреализованымаломощнымиПП.,Например,передатчикрадиопомех имеющий мощность излучения всего лишь 150 Вт икоэффициент усиления антенны Gпп = 100, способен создать в полосе5 МГц плотность мощности, равную 3 000 Вт/МГц, а в полосе 0,5МГц – 30 кВт/МГц.Одним из способов формирования заградительных помехявляется применение скользящих по частоте помех, образуемых прибыстрой перестройке передатчика узкополосных помех в широкойполосе частот.

Благодаря этому в полосе частот каждого каналамногоканального РЭС или нескольких станций последовательнососредоточиваетсядостаточновысокаяплотностьмощности,необходимая для их подавления. Однако при наличии схем защитыэффективностьзаградительных,этихпомехможетсоздаваемыхоказатьсяпередатчиком,ниже,нечемимеющимперестройки по частоте. Недостатком прицельных помех является то,что они одновременно могут подавлять только одно РЭС, работающеев данном диапазоне волн. 37 По временной структуре излучения радиоэлектронные помехиподразделяют на непрерывные и импульсные. Непрерывные помехипредставляют собой непрерывные электромагнитные излучения,модулированные по амплитуде, частоте или фазе.

Импульсныепомехиимеютвиднемодулированныхилимодулированныхрадиоимпульсов.Несинхронныехаотическиеимпульсныепомехи(ХИП)представляют собой последовательности радиоимпульсов, параметрыкоторых (длительность, амплитуда, временные интервалы междуимпульсами) изменяются случайным образом. В системах радиосвязиэтипомехимаскируютпередаваемыесообщения.Объектомвоздействия помех, создаваемых радиолиниям радиосвязи, являетсяприемное устройство.1.4.2 Радиоподавление линий радиосвязи с повышеннойпомехозащищенностьюПовышение помехозащищенности, как правило, происходитпутем искусственного расширения спектра путем дополнительныхмодуляций исходного сигнала, при этом спектр результирующегосигнала увеличивается, переводя его в класс широкополосныхсигналов.

Существует несколько видов искусственного расширенияспектра.Радиотехнические системы с псевдослучайной перестройкойрабочей частоты (ППРЧ) (FHSS) эффективны в условиях мощныхсосредоточенных помех, в борьбе с замираниями при многолучевомраспространении радиоволн. В таких системах используются частотновременной сигнал (ЧВС), представляющие собой последовательностьследующих друг за другом радиоимпульсов длительностью τ.

Этиимпульсы передаются на различных частотах, причем полоса частоткаждого импульса составляет ΔFc и возможна одновременная 38 передача нескольких импульсов на разных частотах. ЧВС обычноизображают с помощью частотно-временной матрицы, определяющейзакон кодирования импульсов по частоте и времени. ЧВС применяюттакже для селекции сигналов (по форме) при работе большогоколичества многоадресных систем связи в общей полосе частот.Для подавления систем ППРЧ необходимо иметь либоопределенное количество прицельных по частоте передатчиков помех,либо создавать мощную заградительную помеху, имеющую ширинуспектра,перекрывающуюдиапазонперестройкичастотыподавляемого приемника. Возможно применение скользящей почастоте помехи, образуемой при быстрой перестройке передатчикаузкополосных помех в широкой полосе частот. Однако при наличиисхем защиты эффективность скользящих по частоте помех можетоказаться ниже, чем заградительных.Широкополосные(ШПС)фазоманипулированныесигналы(QPSK, BPSK), являются сложными сигналами с большой величинойбазы, т.

е. сигналами, у которых произведение ширины спектра надлительность много больше единицы. Такие сигналы часто называютшумоподобными. Часто в системах широкополосной радиосвязиможно встретить использование обратной связи (ОС), для коррекцииспособов кодирования и модуляции в случае обнаружения помехи.Системы радиосвязи с ОС отличаются тем, что происходит проверкакачества передаваемых сообщений с коррекцией на передающемконце.НаличиеканаловОСпозволяетповыситьпомехозащищенность за счет увеличения времени передачи.

В какойто степени это эквивалентно введению корректирующих кодов(избыточности).Для подавления систем радиосвязи с ОС необходимо ставитьмощную заградительную помеху. Отсюда следует вывод: для 39 подавления таких систем нужно ставить заградительные по кодупомехи,илихаотическиимпульснаяпомеха(ХИП),илиретрансляционные помехи. [43]Таким образом СКИ ЭМИ имеет большой потенциал в качествепомехообразующих средств. СКИ ЭМИ можно рассматривать каксредствопостановкипомехотносящихсякзаградительным,маскирующим и импульсным, при воздействии на широкополосныесредства связи, а при воздействии на сверхширокополосные средствасвязипомехипотенциальноможноотнестикприцельным,имитирующим помехам.Выводы по главе 11.

Проведенный обзор современных телекоммуникационныхсистем с использованием широкополосных беспроводных технологийпередачи данных показал их распространенность в различных сферах.Отмеченасхожестьвидовмодуляцииширокополосных сетей радиодоступаприпостроенииразличных масштабов, чтоговорит о том, что в случае электромагнитной атаки, механизмы,происходящие в различных средствах ШРД, будут схожими.2. Сравнительныйанализуязвимостейразличныхсистемрадиосвязи при воздействии СКИ ЭМИ выявил высокий уровеньуязвимостисистемширокополоснойисверхширокополоснойрадиосвязи такому воздействию, чем узкополосных систем связи.3.

СравнительныйанализТСвоздействиявыявилотличительные особенности воздействия СКИ ЭМИ на средства ШРД,как в качестве силового (поражающего) воздействия, так и в качествепомехообразующего воздействия.4. Обзор методов воздействия РЭБ позволил классифицироватьСКИ ЭМИ как средство постановки помех, которые можно отнести,привоздействиинаширокополосные средствасвязик40 заградительным, маскирующим и импульсным.  5. Изпроведенногоанализаследуетнеобходимостьисследования механизмов воздействия СКИ ЭМИ на устойчивостьфункционированиясредствШРД,свыявлениемзависимостиизменения характеристик исследуемых устройств от временныхпараметров следования воздействующих импульсов СКИ ЭМИ иразработки способа управления степенью влияния их воздействия засчет изменения временных параметров последовательности СКИЭМИ.  41 ГЛАВА 2 МЕТОД ОЦЕНКИ ВОЗДЕЙСТВИЯ СКИ ЭМИНА ШИРОКОПОЛОСНЫЕ СРЕДСТВА БЕСПРОВОДНОЙПЕРЕДАЧИ ДАННЫХДля оценки воздействия на аппаратные части устройствсуществует ряд методов и решений [6, 15, 23, 27, 30, 39 61].

Принимаяво внимание механизмы влияния СКИ ЭМИ, мы будем рассматриватьвлияние на АФУ и приемные тракты средств связи.2.1 Методы модуляции применяемые в распространенныхсредствах ШРДРассмотрим наиболее часто встречающиеся виды модуляций,применяемые в системах беспроводной передачи данных. Как былоотмечено в главе 1, существуют несколько видов модуляций высшегоуровня, оперирующие исходной битовой последовательностью длядополнительного ее кодирования, шифрования, разделения нанесколько параллельных потоков информации для последующегоналожения на несколько несущих частот.Наличие нескольких потоков передачи информации, модуляцияпсевдослучайнойпоследовательностьюиприменениефазовойманипуляции расширяют спектр, позволяют упаковывать большоеколичествонезависимыхпотоковинформации,имеямногопользовательский доступ.Следуетотметитьпричинывысокойпопулярностииспользования в современных средствах беспроводной передачиданных цифровую модуляцию (модуляцию высшего уровня) сортогональным разделением каналов (OFDM).

Отмечается высокаяэффективность использования радиочастотного спектра, объясняемаяпочти прямоугольной формой огибающей спектра при большомколичестве поднесущих частот, простой аппаратной реализацией, гдебазовые операции реализуются методами цифровой обработки, 42 хорошее противостояние межсимвольным помехам и интерференциимеждуподнесущимимноголучевомуи,какследствие,распространению,некритичностьвозможностькпримененияразличных схем модуляции для каждой поднесущей, что позволяетадаптивно варьировать помехоустойчивость и скорость передачиинформации.необходимостьКминусамвысокойтакоймодуляциисинхронизацииследуетчастотыиотнести,времени,чувствительность к эффекту Доплера, ограничивающая применениеOFDM в мобильных системах, защитный интервал, используемый вOFDM для борьбы с многолучевым распространением, снижаетспектральную эффективность сигнала.

На рис.2.1 изображен спектрOFDM сигнала [84].Рис. 2.1. Спектр OFDM сигнала.Для непосредственного наложения на несущие частоты частоиспользуютсямодуляциипотипуфазовойманипуляции,фазовоамплитудной манипуляции, частотной модуляции.Двоичная фазовая манипуляция (англ. Binary Phase Shift Keying 43 – BPSK) представляет собой метод скачкообразного изменения фазынесущего сигнала, которая может принимать два значения отстоящихдруг от друга на 180°. На рис.