Совместное использование частотно-временного разнесения и помехоустойчивого кодирования в системах радиосвязи с ППРЧ

В условиях постоянного совершенствования средств радиоразведки и постановки радиопомех и внедрения автоматизированных комплексов радиоэлектронного противодействия (РЭП) для повышения надежности, помехоустойчивости и помехозащищенности передачи информации широко используются системы радиосвязи (СРС) с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ). При воздействии непреднамеренных и организованных преднамеренных помех помехоустойчивость системы радиосвязи с ППРЧ может быть значительно повышена путем комплексного использования частотно-временного разнесения и помехоустойчивого кодирования. В работе рассмотрен случай, когда система РЭП с ограниченной мощностью передатчика поражает помехой часть частотного диапазона СРС. При этом приемник должен обрабатывать смесь полезного сигнала, собственных шумов приемника и, с некоторой вероятностью, преднамеренной помехи, также считающейся шумовой. В статье проанализирована помехоустойчивость приема сигналов с ППРЧ в низкоскоростных системах радиосвязи при совместном применении частотно-временного разнесения информационных субсимволов и помехоустойчивых кодов в условиях деструктивного воздействия преднамеренных помех в части рабочей полосы СРС. Проведены расчеты зависимости вероятности битовой ошибки от отношения сигнал/помеха при комплексном применении частотного разнесения информационных символов и помехоустойчивых кодов. Показано, что благодаря эффективному использованию частотно-энергетического ресурса радиолинии с учетом применения корректирующих кодов в условиях воздействия преднамеренных помех может быть обеспечена существенно более высокая помехоустойчивость СРС, чем в СРС без ППРЧ и без кодирования. Представленные зависимости вероятности ошибки от отношения сигнал/помеха подтверждают, что достоверность передачи информации может быть существенно повышена за счет правильного сочетания расширения спектра сигнала, применения корректирующих кодов и разнесения информационных субсимволов по частоте с последующей их весовой обработкой.

1. Борисов В.И., Зинчук В.М., Лимарев А.Е., Мухин Н.П., Шестопалов В.И. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов методом псевдослучайной перестройки рабочей частоты. М.: Радио и связь; 2000. 384 с. ISBN 5-256-01392-0

2. MillerL.E., Lee J.S., Kadrichu A.P. Probability of error analyses of a BFSK frequency-hopping system with diversity under partial-band jamming interference. Part III: Performance of a square - law self-normalizing soft decision receivers. IEEE Transactions on Communications. 1986;34(7):669−675. https://doi.org/10.1109/TCOM.1986.1096609

3. Парамонов А.А., Хоанг Ван З. Прием сигналов относительной фазовой телеграфии с весовой обработкой субсимволов в системах передачи информации с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты. Журнал радиоэлектроники. 2020;10. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.10.2

4. Парамонов А.А., Хоанг Ван З. Помехоустойчивость передачи цифровой информации в системе радиосвязи сигналами ДОФТ с ППРЧ при воздействии шумовой помехи в части полосы. Журнал радиоэлектроники. 2021;2. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.2.8

5. Хоанг Ван З., Парамонов А.А. Эффективное использование частотно-энергетического ресурса в системах передачи информации с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты при низкой скорости передачи. В сб.: «Системы компьютерной математики и их приложения»: мат. XX международной научной конф. Смоленск: Изд-во СмолГУ; 2019. Вып. 2. Ч. 1. С. 84−89.

6. Журавлев В.И. Поиск и синхронизация в широкополосных системах. М.: Радио и связь; 1986. 240 с.

7. Каплин Е.А., Клионский М.Б., Либединский Е.В., Яковлев А.В. Устройство синхронизации в системе радиосвязи с программной перестройкой рабочей частоты: Патент на изобретение RU 2510933. Дата публикации: 10.04.2014.

8. Чаркин Д.Ю., Алехин C.Ю., Григорьев Е.В., Лимарев А.Е., Прохоров В.Е. Алгоритмы временной и частотной синхронизации сигналов с ППРЧ. Ч. 1. Вхождение в синхронизм. Теория и техника радиосвязи. 2017;2:23−32.

9. Cornwall M.K., Haas H.P. Frequency hopping spread spectrum system with high sensitivity tracking and synchronization for frequency unstable signals: US Patent 6934316B2. Publ. 23.08.2005.

10. Vandewiele B.J.L., Roovers R.L.J. Fast synchronization for frequency hopping systems: Patent WO2007036847. Publ. 05.04.2007.

11. Прокис Дж. Цифровая связь: пер. с англ.; под ред. Д.Д. Кловского. М.: Радио и связь; 2000. 800 с. ISBN 5-256-01434-X

12. Парамонов А.А., Хоанг Ван З. Эффективность применения помехоустойчивого кодирования в системах передачи цифровой информации с широкополосными сигналами. Журнал радиоэлектроники. 2020;12. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.12.20

13. Кларк Дж., мл., Кейл Дж. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи: пер. с англ. М.: Радио и связь; 1987. 388 с.

14. Мак-Вильямс Ф.Дж., Слоэн Н.Дж.А. Теория кодов, исправляющих ошибки: пер. с англ. М.: Связь; 1979. 744 с.

15. Torrieri D.J. The information-bit error rate for block codes. IEEE Transactions on Communications. 1984;32(4):474−476. https://doi.org/10.1109/TCOM.1984.1096082