Содержание к диссертации
Список сокращений 5
Введение 6
Глава 1. Состояние вопроса и постановка задачи исследования 13
1.1. Анализ современной сети радиосвязи системы связи специального назначения и условий ее функционирования 14
1.2. Анализ положений современной доктрины информационной войны и способов создания помех радиолиниям декаметровой связи 21
1.3. Модель перспективной сети связи декаметрового диапазона 28
1.4. Методы повышения помехозащищенности функционирования линии декаметровой связи 43
Выводы по главе 1 52
Глава 2. Методики оценки достоверности передачи сообщений в линиях декаметровой связи с ППРЧ 54
2.1. Выбор показателей эффективности функционирования радиолиний 54
2.2. Анализ известных методик оценки эффективности функционирования линий радиосвязи с ППРЧ 56
2.3. Модифицированные методики оценки достоверности передачи сообщений в линии декаметровой связи с ППРЧ 58
2.4. Методики оценки достоверности передачи сообщений в линии декаметровой связи с ППРЧ при одновременном воздействии случайных и преднамеренных помех 76
2.5. Алгоритмы оценки достоверности передачи сообщений в радиолинии с ППРЧ на основе имитационного моделирования 88
Выводы по главе 2 96
Глава 3. Алгоритмы управления частотно-временным ресурсом радиолинии с ППРЧ в условиях сложной радиоэлектронной обстановки. 97
3.1. Формализованное представление процесса управления частотно- временным ресурсом радиолинии с ППРЧ в условиях радиопо давления 97
3.2. Алгоритм управления частотно-временным ресурсом радиолинии с ППРЧ в условиях воздействия преднамеренных помех в режиме ППРЧ 99
3.3. Алгоритм управления частотно-временным ресурсом радиолинии с ППРЧ в условиях воздействия преднамеренных помех с неизменной стратегией постановки Ю7
3.4. Оценка чувствительности алгоритмов управления частотно-временным ресурсом радиолинии с ППРЧ 115
3.5. Оценка устойчивости алгоритмов управления частотно-временным ресурсом радиолинии с ППРЧ 118
Выводы по главе 3 122
Глава 4. Реализация алгоритмов динамического управления час тотно-временным ресурсом радиолиний декаметровой связи 123
4.1. Анализ реализации алгоритмов управления частотно-временным 123 ресурсом радиолиний в режиме ППРЧ
4.2. Устройство, реализующее динамическое управление частотно-временным ресурсом составных радиолиний в режиме ППРЧ... 127
4.3. Реализация алгоритмов динамического управления частотно-временным ресурсом в радиолиниях с ППРЧ 149
4.4. Оценка эффективности функционирования составной радиолинии декаметровой связи 156
Выводы по главе 4 158
Заключение 159
Литература 162
Приложение 167
Введение к работе
Актуальность проблемы. Комплексное решение проблемы обеспечения управления силами и средствами специального назначения силовых министерств и ведомств Российской Федерации, государственных региональных корпоративных структур (ВС, МВД, МЧС, Пограничная служба) в современных условиях противоборства объективно приводит к необходимости повышения эффективности функционирования сетей радиосвязи. При этом, основным направлением повышения эффективности управления является создание систем связи специального назначения, как подсистем в рамках Единой сети электросвязи России.
В системе связи специального назначения любого звена управления важнейшее место занимает радиосвязь, которая является основным, а порой и единственным средством, способным обеспечить управление силами и средствами в современных условиях ведения различных действий. Поэтому в комплексе организационно-технических мероприятий, направленных на повышение эффективности управления войсками, силами и средствами задача повышения эффективности функционирования сетей радиосвязи, приобретают очень большое значение.
Опыт войсковых учений, вооруженных конфликтов, мероприятий по ликвидации чрезвычайных ситуаций, а также исследования, проводимые в последнее время, показывают, что в настоящее время сеть радиосвязи, как важнейшая составляющая часть системы связи специального назначения не обеспечивает в полной мере выполнения предъявляемых к ней требований по устойчивости, мобильности, пропускной способности и разведзащищенности. Наиболее важными недостатками существующей сети радиосвязи специального назначения являются:
- работа радиолиний на жестко закрепленных частотах, что значительно снижает их помехоустойчивость;
- постоянное закрепление радиосредств за должностными лицами и определенными радиосетями (радионаправлениями);
- большое количество разнотипных по своим тактико-техническим характеристикам радиосредств, снижает помехоустойчивость и разведзащищенность, усложняет назначение радиолиниям частот, затрудняет обеспечение связи взаимодействия с авиацией и подразделениями разнородных сил, взаимозаменяемость, обслуживание и ремонт.
Среди комплекса мероприятий по обеспечению устойчивости управления и безопасности связи, особое место отводится повышению эффективности функционирования сети радиосвязи.
Постоянное совершенствование средств радиоразведки (РР) и радиопомех (РП), внедрение автоматизированных комплексов радиоэлектронной борьбы (РЭБ) привело за последние годы к существенному повышению возможностей противника по радиоподавлению средств связи. С учетом этого становится весьма сложной задача обеспечения устойчивой радиосвязи в условиях радиоэлектронного подавления (РЭП). Успешное её решение невозможно без принятия специальных технических и организационных мер защиты от радиоразведки и радиоподавления.
Технические методы повышения эффективности радиосвязи в условиях РЭП направлены на повышение их разведзащищенности и помехозащищенности. Основными из них являются:
- частотно разнесенная передача и прием;
- связь через удаленный ретранслятор;
- применение широкополосных сигналов;
- метод группового использования частот;
- применение компенсаторов помех и высокочастотных модемов;
- применение помехозащищенных режимов работы и т.д.
Все эти методы достаточно подробно описаны в известных работах. Однако, по мере внедрения перспективных автоматизированных комплексов РЭП, обладающих высокими возможностями по РР и РП, которые характеризуются малым временем реакции, данные методы не в состоянии будут обеспечить требования по своевременности и достоверности передачи информации.
В настоящее время и в ближайшей перспективе эффективность сети радиосвязи специального назначения будет определяться характеристиками радиосредств новых комплексов, при разработке которых использован ряд решений, направленных на повышение развед- и помехозащищенности радиолиний, на основе применения специальных методов помехозащиты, учитывающие стратегию поведения комплексов РЭП противника.
Эффективность таких методов будет определяться прежде всего тем, насколько они повышают разведзащищенность линий разведки. С этой точки зрения наиболее перспективными считаются системы с ППРЧ.
Учитывая важность радиосвязи в процессе управления силами и средствами специального назначения в последние годы проведено ряд научных работ, посвященных определению возможных путей повышения помехоустойчивости сети радиосвязи.
Среди рекомендаций по повышению помехоустойчивости сети наиболее известны такие как:
- разработка предложений по построению рациональной структуры сети радиосвязи специального назначения;
- повышение эффективности использования частотного ресурса за счет новых технических решений в схемах передатчиков и приемников радиостанций;
- разработка методик оценки мешающего воздействия радиолиний работающих в режиме ППРЧ, адаптивно-адресной связи и на закрепленных частотах;
- разработка технических предложений по применению програмно-адаптивных режимов функционирования;
- разработка методик расчета допустимо необходимого количества частот для группы радиолиний;
- предложения по обеспечению ЭМС радиолиний;
- выработка рекомендаций по способам боевого применения новых комплексов радиосвязи.
В тоже время вопросы применения перспективных систем радиосвязи с ППРЧ недостаточно проработаны и не нашли отражения в разработанных предложениях по построению сетей радиосвязи специального назначения.
Данное диссертационное исследование находится в тесной связи с Указом Президента Российской Федерации, концепцией по созданию единой системы управления войсками (силами) и оружием в тактическом звене на период 2010 года (ЕСУ ТЗ) и военной доктриной государства.
Поэтому актуальной задачей является повышение эффективности функционирования декаметровых линий радиосвязи в условиях радиоэлектронного воздействия и подавления противником.
Цель работы: повышение достоверности передачи сообщений в линиях декаметровой связи с ППРЧ.
Задачи исследования:
- модификация методик оценки достоверности передачи сообщений в линиях декаметровой радиосвязи с ППРЧ, учитывающих возможность динамического управления частотно-временным ресурсом радиолиний;
- разработка алгоритмов динамического управления частотно-временным ресурсом линий декаметровой связи с ППРЧ при их функционировании в условиях воздействия случайных и преднамеренных помех;
- выработка предложений по технической реализации алгоритмов динамического управления линиями декаметровой связи с ППРЧ;
- разработка рекомендаций по применению режима ППРЧ в радиолиниях декаметровой связи специального назначения.
Объектом исследования является сеть радиосвязи специального назначения (ОТЗУ ВС РФ, МЧС, МВД), а предметом исследования -радиолиния ДКМ связи, функционирующие в условиях РЭП.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовался аппарат теории вероятности, теории игр, статистической теории радиосвязи, аналитическое и имитационное моделирование, линейное программирование.
Научная новизна работы заключается в решении задач повышения эффективности функционирования линий декаметровой радиосвязи в условиях радиоэлектронного подавления противником и включает:
- модифицированные методики оценки достоверности передачи сообщений в линиях ДКМ радиосвязи с ППРЧ с учетом возможности динамического управления частотно-временными ресурсами радиолинии;
- алгоритмы динамического управления частотно-временным ресурсом линий ДКМ связи с ППРЧ при их функционировании в условиях РЭП.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Модифицированные методики оценки достоверности передачи сообщений в линиях декаметровой связи с ППРЧ, учитывающие возможность управления частотно-временным ресурсом и позволяющие произвести оценку достоверности передачи сообщений с учетом реальных условий функционирования радиолинии.
2. Алгоритмы динамического управления частотно-временным ресурсом линий декаметровой связи с ППРЧ при их функционировании в условиях радиоэлектронного подавления, реализующие процесс управления с учетом анализа и выбранного критерия оптимизации, а также выбора весовых коэффициентов, учитывающих степень использования частот выделенного ресурса.
3. Эффективный режим ППРЧ с информационной обратной связью в радиолиниях декаметровой связи специального назначения.
Практическая ценность работы определяется тем, что на основании предложенных методик оценки достоверности передачи сообщений в радиолиниях декаметровой связи с ППРЧ, функционирующих в условиях радиоэлектронного подавления, с учетом возможности управления их частотно-временным ресурсом предлагается техническая реализация алгоритма динамического управления частотно-временным ресурсом в радиолинии с ППРЧ. А также даны рекомендации по практическому применению перспективных систем декаметровои радиосвязи, совмещающих алгоритмы адаптации в подборе частот с алгоритмами ППРЧ и имеющих возможности управления их частотно-временным ресурсом.
Перспектива использования научных и практических результатов связана с:
- созданием систем частотного обеспечения с возможностью совмещения алгоритмов адаптации подбора частот с алгоритмами ППРЧ по ансамблю отобранных заблаговременно частот с учетом помеховой обстановки и возможностью управления частотно-временным ресурсом радиолинии;
- реализацией специальных методов повышения помехозащищенности ДКМ радиосвязи в условиях РЭП;
- проектированием технических устройств, реализующих алгоритм управления частотно-временным ресурсом в радиолиниях ДКМ связи с ППРЧ.
Реализация результатов работы. Результаты работы использованы при выполнении НИР "Волна", "Восход". Достоверность результатов применения модифицированных методик расчета показателей достоверности передачи сообщений, полученных аналитическим методом, подтверждают результаты, полученные методом имитационного моделирования. Достоверность полученных результатов обеспечивается обоснованностью вводимых допущений и ограничений, корректным выбором методического аппарата, использованием общих и частных показателей, согласованных с требованиями по устойчивости и скрытности управления, безопасности связи, и совпадением полученных результатов с теоретическими исследованиями, проведенными другими авторами, их ясной физической трактовкой и непротиворечивостью известным данным.
Апробация работы. Материалы работы докладывались и обсуждались на X, XI, XII, XIII международных научно-технических конференциях "Радиолокация, навигация, связь" (Воронеж, 2004,2005,2006,2007); на I, II, III межрегиональных научно-технических конференциях (Омск 2002, 2004, 2006); на межрегиональной научно-технической конференции (Администрация Омской области, 2005), на IV международном технологическом конгрессе "ВТТВ-Омск-2007".
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 работ из них: 8 докладов на НТК и 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК России; один отчет по НИР "Волна".
Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложения.
В первой главе проведен анализ сети радиосвязи специального назначения (ОТЗУ ВС РФ), методов и способов повышения эффективности её функционирования в условиях РЭП.
Во второй главе определены показатели эффективности функционирования радиолиний, проведён анализ существующих методик оценки достоверности передачи сообщений в линиях декаметровой связи с ППРЧ. Представлены модифицированные методики расчета показателей достоверности передачи сообщений в линиях декаметровой связи с ППРЧ, учитывающие возможность управления её частотно-временным ресурсом и имитационные модели функционирования радиолиний с ППРЧ.
В третьей главе представлены алгоритмы динамического управления частотно-временным ресурсом линий декаметровой связи с ППРЧ, при их функционировании в условиях РЭП, позволяющие повысить помехоустойчивость с учетом возможных стратегий постановки преднамеренных помех противником.
В четвертой главе представлены технические предложения по реализации алгоритма динамического управления частотно-временным ресурсом в радиолиниях с ППРЧ, а также даны рекомендации по применению перспективных систем радиосвязи с ППРЧ в сетях связи специального назначения.
В приложении 1 даны тексты программ.
