Помехоустойчивость радиоканала связи с удаленными стационарными объектами. Принятие решения по одному отсчёту

Си , такие, как статические и локальные переменные, массивы, указатели, функции и т.д., максимально приближены к архитектуре реальных компьютеров. Так, указатель - это просто адрес памяти, массив - непрерывная область памяти, локальные переменные - это переменные, расположенные в аппаратном стеке, статические - в статической памяти. Программист, пишущий на Си , всегда достаточно точно представляет себе, как созданная им программа будет работать на любой конкретной архитектуре. Другими словами, язык Си предоставляет программисту полный контроль над компьютером.

Первоначально язык Си задумывался как заменитель Ассемблера для написания операционных систем. Поскольку Си - это язык высокого уровня, не зависящий от конкретной архитектуры, текст операционной системы оказывался легко переносимым с одной платформы на другую. Первой операционной системой, написанной практически целиком на Си , была система Unix. В настоящее время почти все используемые операционные системы написаны на Си . Кроме того, средства программирования, которые операционная система предоставляет разработчикам прикладных программ (так называемый API - Application Program Interface ), - это наборы системных функций на языке Си .

Тем не менее, область применения языка Си не ограничилась разработкой операционных систем. Язык Си оказался очень удобен в программах обработки текстов и изображений, в научных и инженерных расчетах. Объектно-ориентированные языки на основе Си отлично подходят для программирования в оконных средах.

В данном разделе будут приведены лишь основные понятия языка Си (и частично C++). Это не заменяет чтения полного учебника по Си или C++, например, книг и .

Мы будем использовать компилятор C++ вместо Cи. Дело в том, что язык Си почти целиком входит в C++, т.е. нормальная программа , написанная на Си , является корректной C++ программой. Слово "нормальная" означает, что она не содержит неудачных конструкций, оставшихся от ранних версий Си и не используемых в настоящее время. Компилятор C++ предпочтительнее, чем компилятор Си , т.к. он имеет более строгий контроль ошибок. Кроме того, некоторые конструкции C++, не связанные с объектно-ориентированным программированием, очень удобны и фактически являются улучшением языка Си . Это, прежде всего, комментарии // , возможность описывать локальные переменные в любой точке программы, а не только в начале блока, и также задание констант без использования оператора #define препроцесора. Мы будем использовать эти возможности C++, оставаясь по существу в рамках языка Си .

Структура Си-программы

Любая достаточно большая программа на Си (программисты используют термин проект ) состоит из файлов. Файлы транслируются Си -компилятором независимо друг от друга и затем объединяются программой-построителем задач, в результате чего создается файл с программой, готовой к выполнению. Файлы, содержащие тексты Си -программы, называются исходными .

В языке Си исходные файлы бывают двух типов:

заголовочные, или h-файлы;
файлы реализации, или Cи-файлы.

Имена заголовочных файлов имеют расширение " .h ". Имена файлов реализации имеют расширения " .c " для языка Си и " .cpp ", " .cxx " или " .cc " для языка C++.

К сожалению, в отличие от языка Си , программисты не сумели договориться о едином расширении имен для файлов, содержащих программы на C++. Мы будем использовать расширение " .h " для заголовочных файлов и расширение " .cpp " для файлов реализации.

Заголовочные файлы содержат только описания. Прежде всего, это прототипы функций. Прототип функции описывает имя функции , тип возвращаемого значения, число и типы ее аргументов. Сам текст функции в h-файле не содержится. Также в h-файлах описываются имена и типы внешних переменных, константы , новые типы, структуры и т.п. В общем, h-файлы содержат лишь интерфейсы , т.е. информацию, необходимую для использования программ, уже написанных другими программистами (или тем же программистом раньше). Заголовочные файлы лишь сообщают информацию о других программах. При трансляции заголовочных файлов, как правило, никакие объекты не создаются. Например, в заголовочном файле нельзя определить глобальную переменную. Строка описания

определяющая целочисленную переменную x , является ошибкой. Вместо этого следует использовать описание

означающее, что переменная x определена где-то в файле реализации (в каком - неизвестно). Слово extern (внешняя) лишь сообщает информацию о внешней переменной, но не определяет эту переменную.

Файлы реализации , или Cи-файлы, содержат тексты функций и определения глобальных переменных. Говоря упрощенно, Си -файлы содержат сами программы, а h-файлы - лишь информацию о программах.

Представление исходных текстов в виде заголовочных файлов и файлов реализации необходимо для создания больших проектов, имеющих модульную структуру. Заголовочные файлы служат для передачи информации между модулями. Файлы реализации - это отдельные модули, которые разрабатываются и транслируются независимо друг от друга и объединяются при создании выполняемой программы.

Файлы реализации могут подключать описания, содержащиеся в заголовочных файлах. Сами заголовочные файлы также могут использовать другие заголовочные файлы. Заголовочный файл подключается с помощью директивы препроцессора #include . Например, описания стандартных функций ввода-вывода включаются с помощью строки

#include

(stdio - от слов standard input /output). Имя h-файла записывается в угловых скобках, если этот h-

Выполняем все виды студенческих работ

Помехоустойчивость радиоканала связи с удаленными стационарными объектами

Тип работы: Реферат Предмет: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Оригинальная работа

Выдержка из работы

Автоматика. Информатика. Управление. Приборы УДК 621.396.96

ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ РАДИОКАНАЛА СВЯЗИ С УДАЛЕННЫМИ СТАЦИОНАРНЫМИ ОБЪЕКТАМИ В. В. Аксенов, В. И. Павлов Кафедра «Конструирование радиоэлектронных и микропроцессорных систем», ФГБОУВПО «ТГТУ" — [email protected]

Представлена членом редколлегии профессором Д. Ю. Муромцевым Ключевые слова и фразы: индикаторные функции помех- канал связи- помехоустойчивость.

Аннотация: Рассмотрены математические модели сигналов и преднамеренных помех применительно к каналу связи с удаленными стационарными объектами. Предложено использование совокупности индикаторных функций помех для повышения помехоустойчивости канала радиосвязи. Представлен пример использования индикаторной функции.

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.

Проблеме защиты канала связи от преднамеренных помех уделяется немалое внимание . 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.

Модель передаваемого сигнала. В общем случае в ЗКС сигналы s (t) передаются при воздействии мультипликативной ^(t) и аддитивной?(t) помех (рис. 1). Эти помехи следует рассматривать как непреднамеренные. Если преднамеренные помехи отсутствуют, то на входе приемника наблюдаются реализации случайного процесса

x (t)=Kt)s (t)+^(t). (1)

Функция ^(t) — случайный процесс, причем ^(t) > 0, t е R = . — М.: Радио и связь, 2003. — 640 с.

5. Борисов В. И. Помехозащищенность систем радиосвязи: основы теории и принципы реализации. — М.: Наука, 2009. — 358 с.

6. Варакин, Л. Е. Теория сложных сигналов / Л. Е. Варакин. — М.: Сов. радио, 1970. — 376 с.

7. Павлов, В. И. Оптимальное обнаружение изменения свойств случайных последовательностей по информации измерителя и индикатора / В. И. Павлов // Автоматика и телемеханика. — 1998. — № 1. — С. 54−59.

Stability to Hindrances of the Radio Channel of Communication with Remote Stationary Objects

V.V. Aksenov, V. I Pavlov

Department «Design of Radio Electronic and Microprocessor Systems «, TSTU-

Key words and phrases: communication channel- indication functions of hindrances- stability to hindrances.

Abstract: Mathematical models of signals and deliberate hindrances with reference to a communication channel with remote stationary objects are considered. The use of set of indication functions of hindrances for increase of stability to hindrances of the channel of radio communication is offered. The example of use of indication function with some deliberate hindrances is presented.

Storungsstabilitat des Funkkanals der Kommunikation mit den entfernten Stationarobjekten

Zusammenfassung: Es sind die matematischen Modelle der Signale und der vorausgesehenen Storungen in bezug auf den Kommunikationskanal mit den entfernten Stationarobjekten betrachtet. Es ist die Benutzung der Gesamtheit der Indikatorfunktionen der Storungen fur die Erhohung der Storungsstabilitat des Funkkanals der Kommunikation vorgeschalagen. Es ist das Beispiel der Benutzung der Indikatorfunktion dargelegt.

Rigidite aux erreurs de la chaine de liaison de radio avec les objets stationnaires eloignes

Resume: Sont examines les modeles mathematiques des signaux et des erreurs deliberees conformement a la chaine de liaison de radio avec les objets stationnaires eloignes. Est proposee l’utilisation de l’ensemble des fonctions indiquees des erreurs pour l’augmentation de la rigidite aux erreurs de la chaine de liaison de radio, est presente l’exemple de l’utilisation de la fonction indiquee.

Авторы: Аксенов Виктор Владимирович — аспирант кафедры «Конструирование радиоэлектронных и микропроцессорных систем" — Павлов Владимир Иванович — доктор технических наук, профессор кафедры «Конструирование радиоэлектронных и микропроцессорных систем», ФГБОУ ВПО «ТГТУ».

Рецензент: Шамкин Валерий Николаевич — доктор технических наук, профессор кафедры «Конструирование радиоэлектронных и микропроцессорных систем», ФГБОУ ВПО «ТГТУ».

Заполнить форму текущей работой

Другие работы

Название		Тип

2. Задание на курсовую работу.

3. Исходные данные.

4. Структурная схема системы связи.

5. Временные и спектральные диаграммы на выходах функциональных блоков системы связи.

6. Структурная схема приемника.

7. Принятие решения по одному отсчету.

8. Вероятность ошибки на выходе приемника.

9. Выигрыш в отношении сигнал/шум при применении оптимального приемника.

10. Максимально возможная помехоустойчивость при заданном виде сигнала.

11. Принятие решения приемником по трем независимым отсчетам.

12. Вероятность ошибки при использовании метода синхронного накопления.

13. Расчет шума квантования при передаче сигналов методом ИКН.

14. Использование сложных сигналов и согласованного фильтра.

15. Импульсная характеристика согласованного фильтра.

16. Схема согласованного фильтра для приема сложных сигналов. Форма сложных сигналов на выходе СФ при передаче символов “1” и “0”.

17. Оптимальные пороги решающего устройства при синхронном и асинхронном способах принятия решения при приеме сложных сигналов согласованным фильтром.

18. Энергетический выигрыш при применении согласованного фильтра.

19. Вероятность ошибки на выходе приемника при применении сложных сигнал согласованного фильтра.

20. Пропускная способность разработанной системы связи.

21. Заключение.

Введение.

Задачей данной курсовой работы является описание системы связи для передач непрерывного сообщения дискретными сигналами.

Передача информации занимает высокое место в жизнедеятельности современного общества. Самая главная задача, при передаче информации – это передача её без искажений. Наиболее перспективным в этом направлении является передача аналоговых сообщений дискретными сигналами. Этот метод дает большое преимущество в помехоустойчивости линий информации. Все современные информационные сети строятся на этом принципе.

Кроме этого дискретный канал связи прост в эксплуатации и, по нему можно передавать любую информацию, т.е. он обладает универсальностью. Все это делает такие каналы связи наиболее перспективными в данный момент.

1. Задание на курсовую работу.

Разработать обобщенную структурную схему системы связи для передачи непрерывных сообщений дискретными сигналами, разработать структурную схему приемника и структурную схему оптимального фильтра, рассчитать основные характеристики разработанной системы связи и сделать обобщающие выводы по результатам работы.

2. Исходные данные.

1) Номер варианта N=1.

2) Вид сигнала в канале связи DAM .

3) Скорость передачи сигналов V=6000 Бод.

4) Амплитуда канальных сигналов А=3 мВ.

5) Дисперсия шума x*x=0.972 мкВт.

7) Способ передачи сигнала КГ .

8) Полоса пропускания реального приемника Df=12 кГц.

9) Значение отсчёта Z(t0)=0.75 мВ

d f=12 кГц.

10) Значение отсчётов Z(t1)=0.75мВ

11) Максимальная амплитуда на выходе АЦП b max=2.3 В.

12) Пик фактор П.=1,6.

13) Число разрядов двоичного кода n=8.

14) Вид дискретной последовательности сложного сигнала

1 -1 1 -1 -1 -1 1 1 -1

3. Структурная схема системы связи.

Система связи представляет собой совокупность радиотехнических средств, обеспечивающих передачу информации от источника к получателю. Рассмотрим схему системы связи.

Устройство, преобразующее сообщение в сигнал, называют передающим устройством, а устройство, преобразующее принятый сигнал в сообщение, приемным устройством.

Рассмотрим передающее устройство:

Фильтр нижних частот ограничивает спектр исходного сообщения, чтобы он удовлетворял теореме Котельникова, что необходимо для дальнейшего преобразования.

Аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) преобразует непрерывное сообщение в цифровую форму. Это преобразование состоит из трех операций: сначала непрерывное сообщение подвергается дискретизации по времени через интервал; полученные отсчеты мгновенных значений квантуются (Квант.); полученная последовательность квантованных значений передаваемого сообщения представляется в виде последовательности двоичных кодовых комбинаций посредством кодирования.

Полученный выхода АЦП сигнал поступает на вход Амплитудного модулятора, где последовательность двоичных импульсов преобразуется в радиоимпульсы, которые поступают непосредственно в канал связи.

На приемной стороне канала связи последовательность импульсов после демодуляции в демодуляторе поступает на вход цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), назначение которого состоит в восстановлении непрерывного сообщения по принятой последовательности кодовых комбинаций. В состав ЦАП входит Декодер, предназначенный для преобразования кодовых комбинаций в квантовую последовательность отсчетов, и сглаживающий фильтр (ФНЧ), восстанавливающий непрерывное сообщение по квантованным значениям.

4. Временные и спектральные диаграммы на выходах функциональных блоков системы связи.

1) Непрерывное сообщение.

2) Фильтр низких частот.

3) Дискретизатор.

4) Квантователь.

6) Модулятор.

7) Канал связи.

8) Демодулятор.

10) Фильтр нижних частот.

11) Получатель.

5. Структурная схема приёмника.

При когерентном приеме применяется синхронный детектор, который устраняет влияние ортогональной составляющей вектора помехи. Составляющая x=E п · cosj имеет нормальный закон распределения и мощность

. Поэтому вероятность искажения посылки р (0/1) и вероятность искажения паузы р (1/0) будут равны

Сигнал Z(t) поступает на перемножитель, где происходит его перемножение с сигналом, пришедшим с линии задержки. Далее сигнал подвергается интегрированию, после чего он поступает на решающее устройство, где выносится решение в пользу сигнала S1(t) или S2(t).

6. Принятие решения по одному отсчёту.

Сообщения передаются последовательностью двоичных символов «1» и «0», которые появляются с априорными вероятностями соответственно P(1)=0.09 и P(0)=0.91.

Этим символам соответствуют начальные сигналы S1 и S2,которые точно известны в месте приема. В канале связи на передаваемые сигналы воздействует Гауссовский шум с дисперсией D=0.972 мкВт. Приёмник, оптимальный по критерию идеального наблюдателя принимает решения по одному отсчету смеси сигнала и помехи на интервале сигнала длительностью Т .

Для принятия «1» по критерию идеального наблюдателя необходимо выполнение неравенства:

в противном случае принимается «0».

Для применения критерия идеального наблюдателя необходимо выполнение трех условий:

Чтобы сигналы были полностью известны.

1) Чтобы в канале связи действовали помехи с Гауссовским законом распределения.

Автоматика. Информатика. Управление. Приборы

УДК 621.396.96

ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ РАДИОКАНАЛА СВЯЗИ С УДАЛЕННЫМИ СТАЦИОНАРНЫМИ ОБЪЕКТАМИ В.В. Аксенов, В.И. Павлов

Кафедра «Конструирование радиоэлектронных и микропроцессорных систем», ФГБОУВПО «ТГТУ»; [email protected]

Представлена членом редколлегии профессором Д.Ю. Муромцевым

Ключевые слова и фразы: индикаторные функции помех; канал связи; помехоустойчивость.

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.

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.

Модель передаваемого сигнала. В общем случае в ЗКС сигналы s(t) передаются при воздействии мультипликативной ^(t) и аддитивной £(t) помех (рис. 1). Эти помехи следует рассматривать как непреднамеренные. Если преднамеренные помехи отсутствуют, то на входе приемника наблюдаются реализации случайного процесса

x(t)=Kt)s(t)+^(t). (1)

Функция ^(t) - случайный процесс, причем ^(t) > 0, t е R = . - М. : Радио и связь, 2003. - 640 с.

5. Борисов В. И. Помехозащищенность систем радиосвязи: основы теории и принципы реализации. - М. : Наука, 2009. - 358 с.

6. Варакин, Л.Е. Теория сложных сигналов / Л.Е. Варакин. - М. : Сов. радио, 1970. - 376 с.

7. Павлов, В. И. Оптимальное обнаружение изменения свойств случайных последовательностей по информации измерителя и индикатора / В. И. Павлов // Автоматика и телемеханика. - 1998. - № 1. - С. 54-59.

Stability to Hindrances of the Radio Channel of Communication with Remote Stationary Objects

V.V. Aksenov, V.I Pavlov

Department “Design of Radio Electronic and Microprocessor Systems ", TSTU;

Key words and phrases: communication channel; indication functions of hindrances; stability to hindrances.

Störungsstabilität des Funkkanals der Kommunikation mit den entfernten Stationarobjekten

Zusammenfassung: Es sind die matematischen Modelle der Signale und der vorausgesehenen Störungen in bezug auf den Kommunikationskanal mit den entfernten Stationarobjekten betrachtet. Es ist die Benutzung der Gesamtheit der Indikatorfunktionen der Störungen für die Erhöhung der Störungsstabilität des Funkkanals der Kommunikation vorgeschalagen. Es ist das Beispiel der Benutzung der Indikatorfunktion dargelegt.

Rigidité aux erreurs de la chaîne de liaison de radio avec les objets stationnaires éloignés

Résumé: Sont examinés les modèles mathématiques des signaux et des erreurs délibérées conformément à la chaîne de liaison de radio avec les objets stationnaires éloignés. Est proposée l’utilisation de l’ensemble des fonctions indiquées des erreurs pour l’augmentation de la rigidité aux erreurs de la chaîne de liaison de radio, est présenté l’exemple de l’utilisation de la fonction indiquée.

Авторы: Аксенов Виктор Владимирович - аспирант кафедры «Конструирование радиоэлектронных и микропроцессорных систем»; Павлов Владимир Иванович - доктор технических наук, профессор кафедры «Конструирование радиоэлектронных и микропроцессорных систем», ФГБОУ ВПО «ТГТУ».

Рецензент: Шамкин Валерий Николаевич - доктор технических наук, профессор кафедры «Конструирование радиоэлектронных и микропроцессорных систем», ФГБОУ ВПО «ТГТУ».