Інформаційно-технічна система дистанційного моніторингу частотної і завадової обстановки декаметрового діапазону в інтересах сектору безпеки та оборони

Размещено на http://www.allbest.ru/

Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації імені Героїв Крут

ІНФОРМАЦІЙНО-ТЕХНІЧНА СИСТЕМА ДИСТАНЦІЙНОГО МОНІТОРИНГУ ЧАСТОТНОЇ І ЗАВАДОВОЇ ОБСТАНОВКИ ДЕКАМЕТРОВОГО ДІАПАЗОНУ В ІНТЕРЕСАХ СЕКТОРУ БЕЗПЕКИ ТА ОБОРОНИ

Козубцов Ігор Миколайович доктор педагогічних наук, кандидат технічних наук, професор Шаповал Віталій Михайлович начальник науково-дослідного відділу Стойчев Максим Іванович старший викладач

Глобін Андрій Вікторович науковий співробітник

м. Київ

Анотація

Надійність і якість декаметрового радіозв'язку залежать від низки параметрів, а саме: умов поширення радіохвиль, потужності радіопередавача, типу антени (конфігурації, діаграми спрямованості та коефіцієнта підсилення) і завадової обстановки. На етапі планування декаметрового радіозв'язку перелічені параметри можна обрахувати заздалегідь. Не піддається завчасному обрахуванню завадова обстановка на конкретній частоті, яка в конкретний момент часу становить суму природних (прогнозованих) і випадкових (непрогнозованих) джерел. Саме через те, що випадкові (непрогнозовані) джерела становлять основну природу порушення надійності радіозв'язку, то це створює передумови до розробки системи її оцінки. Отже, метою даної статті є пошук варіантів рішення означеної прикладної задачі з побудови системи збору, аналізу частотної і завадовій обстановки декаметрового діапазону частот. Для досягнення мети в науковій статті авторами розглянуто прикладну задачу по обґрунтуванню реалізації аналізу частотної і завадовій обстановки декаметрового діапазону частот для потреб сектору безпеки та оборони. Із зазначеною задачею свого часу справлявся підрозділ у підпорядкуванні якого перебувала частотно-диспетчерська служба. Слід зазначити, що наразі у підрозділах відсутній даний підрозділ. У статті розглянуто лише два варіанти вирішення наукової задачі. Запропоновано три варіанта рішень. З розглянутих варіантів, вибрано найбільш прийнятний для реалізації - дистанційний. У всіх запропонованих варіантах необхідна наявність доступу до мережі Інтернет. Відмінною особливістю запропонованого рішення є дистанційний метод збору та передачі інформації про параметри частотної і завадової обстановки декаметрового діапазону частот. Результат доведено до рівня практичної реалізації як інформаційно-технічна система дистанційного моніторингу частотної і завадової обстановки декаметрового діапазону.

Ключові слова: аналіз, радіозв'язок, декаметрові радіохвилі, завадова обстановка, частотна обстановка.

Annotation

Kozubtsov Igor Mykolaiovych Doctor of Pedagogical Sciences, Candidate of Technical Sciences, Senior researcher, Professor of the Department of combat use of communication units, Military Institute of telecommunications and informatization named after Heroes of Krut, Kiev

Shapoval Vitalii Mykhailovych Head of the Research Department (Mathematical and Software) - Deputy Head of the Research Department (Information Systems Development Prospects) of the Scientific Center for Communications and Informatization, Military Institute of telecommunications and informatization named after Heroes of Krut, Kiev

Stoichev Maxim Ivanovich Senior lecturer of the Department of combat use of communication units, Military Institute of telecommunications and informatization named after Heroes of Krut, Kiev

Hlobin Andrii Viktorovych Researcher of the Research Department (Technical support of communication and automation equipment) of the Research Department (Development of communication forces) of the Scientific Center for Communication and Informatization, Military Institute of telecommunications and informatization named after Heroes of Krut, Kiev

INFORMATION AND TECHNOLOGY SYSTEM FOR REMOTE MONITORING OF FREQUENCY AND INTERFERENCE CONDITIONS IN THE DECAMETER RANGE FOR THE BENEFIT OF THE SECURITY AND DEFENSE SECTOR

The reliability and quality of decameter radio communication depends on a number of parameters, namely: radio wave propagation conditions, radio transmitter power, antenna type (configuration, radiation pattern and gain) and interference situation. At the planning stage of decameter radio communication, the listed parameters can be calculated in advance. The interference situation at a specific frequency, which at a specific time is the sum of natural (predicted) and random (unpredictable) sources, cannot be calculated in advance. It is precisely because random (unpredictable) sources constitute the main nature of the violation of the reliability of radio communication that this creates prerequisites for the development of a system for evaluating it. So, the purpose of this article is to search for solutions to this application problem for constructing a system for collecting and analyzing the frequency and interference situation in the decameter frequency range. To achieve this goal, in the scientific article, the authors consider an applied problem to substantiate the implementation of the analysis of the frequency and interference situation of the decameter frequency range for the needs of the security and defense sector. This task was once handled by a division subordinate to which the frequency dispatch service was located. It should be noted that this division is not currently available in the divisions. The article considers only two options for solving a scientific problem. Three solutions are proposed. Of the considered options, the most acceptable one for implementation is remote. In all the proposed options, you must have access to the Internet. A distinctive feature of the proposed solution is a remote method for collecting and transmitting information about the parameters of the frequency and interference situation in the decameter frequency range. The result is brought to the level of practical implementation as an information and technical system for remote monitoring of the frequency and interference situation in the decameter range.

Keywords: analysis, radio communication, decameter radio waves, interference situation, frequency situation.

Постановка проблеми

декаметровий радіозв'язок частотний завадовий

Надійність і якість декаметрового (ДКМ) радіозв'язку залежать від низки параметрів, а саме: умов поширення радіохвиль, потужності радіопередавача, типу антени (конфігурації, діаграми спрямованості та коефіцієнта підсилення) і завадової обстановки [1, 2]. Здавалося б, цих вихідних даних достатньо для забезпечення ДКМ-радіозв'язку з заданою надійністю, однак реальна практика показує, що цього зовсім не достатньо. При організації ДКМ-радіозв'язку відповідальну особу за планування цікавить завадова обстановка, яка є сумою природних (прогнозованих) і випадкових (непрогнозованих) джерел.

При централізованому проектуванні лінії ДКМ-радіозв'язку важливо оцінити цей рівень випадкових завад в точці прийому.

Аналіз останніх досліджень і публікацій

Основний вклад в розвиток теорії електромагнітного поля із вивчення закономірностей поширення ДКМ зроблено вченими М. Шулейкіним, М. Бонч-Бруєвичем, А. Щукіним, А. Казанцевим та ін. З фундаментальних джерел [3; 4] відомо, що випадкові перешкоди неможливо передбачити методами статистичного аналізу. Цю задачу успішно вирішувала частотно-диспетчерська служба (ЧДС) із застосуванням методів активного зондування іоносфери. Слід відзначити, по-перше, що існуючою штатною структурою сектору безпеки та оборони не передбачено підрозділу ЧДС. Згідно з українським законодавством, сектор безпеки і оборони включає в себе: Міністерство оборони України, Збройні Сили України, Державна спеціальна служба транспорту, Міністерство внутрішніх справ України, Національна гвардія України, Національна поліція України, Державна прикордонна служба України, Державна міграційна служба України, Державна служба України з надзвичайних ситуацій, Служба безпеки України, Антитерористичний центр при Службі безпеки України, Служба судової охорони, Управління державної охорони України, Державна служба спеціального зв'язку та захисту інформації України та інші [5];

По-друге, в умовах війни застосуванням методів активного зондування іоносфери неприйнятно внаслідок випромінювання, яке може глушитися противником системою РЕБ.

Враховуючи вище зазначене, автором роботи [6] подана аналітична оцінка спроможності методів прогнозування оптимальних робочих частот ДКМ-діапазону. Резюмуючим висновком стало у потребі створення ЧДС та розробки пасивної системи оцінки завадової обстановки і розрахунку в динамічної межі оптимальних робочих частот (ОРЧ) за відомими номограмами для різних типів трас (рис. 1).

Рис. 1 Зміна поширення радіохвиль ДКМ-діапазону продовж доби

Таблиця 1

Орієнтовні номограмі значення ОРЧ

Рекомендації щодо вибору робочої частоти наведені в табл. 1. Інформація може змінюватися залежно від сезону та інших факторів.

Виділення аспектів, що недостатньо вивчені. Попри відсутність у підрозділах сектора безпеки та оборони ЧДС задача про визначення завадової обстановки не знімається. Певним чином автори [7] спробували вирішити здачу в частині, що стосувалось визначення іоносферних параметрів за допомогою апаратно-програмного комплексу з використанням даних радіонавігаційних систем, як з роботи з'ясовується аналіз частотної та завадової обстановці ДКМ діапазону не здійснюється.

Формулювання мети статті

Мета статті є обґрунтування потреби сектору безпеки та оборони у інформаційно-технічній системі дистанційного моніторингу частотної і завадовій обстановки ДКМ-діапазону частот в точці розташування ймовірного кореспондента.

Результат дослідження

Рішення даної практичної задачі розглянемо через рішення системи окремих етапів завдань.

Завдання 1. Створення мережі дистанційного моніторингу частотної і завадовій обстановки ДКМ-діапазону частот. Для функціонування системи аналізу частотної та завадової обстановки ДКМдіапазону пропонується створити систему з набору відомих радіомаяків. За якістю, рівнем проходження сигналу від радіомаяків розраховується смуга ОРЧ. Проте в даному випадку існує складність в оцінці завадовій обстановки в точці прийому (роботи маяка). Не завжди можливо забезпечити радіозв'язок лише однієї потужністю передавача. В якості перешкод можуть бути малопотужні радіостанції, які обслуговують зону покриття земною хвилею або перешкоди від радіостанцій іоносферної хвилею, сигнал якої надійшов із протилежного боку.

Для врахування можливих проблем пропонується створити систему приймачів аналізаторів спектру ДКМ-діапазону за формою, яка нагадує стільникові зони. Необхідно враховувати ту особливість, що стільникові зони можуть перетинатися в радіусі впевненого радіоприймання, як це зображено на рис. 2.

В результаті утворюється вибіркова зона просторово розташованих радіоприймачів (аналізаторів спектра) наприклад, запропонувавши один з методів дистанційного керування.

Завдання 2. Вибір радіотехнічних рішень та засобів реалізації системи дистанційного аналізу частотної і завадовій обстановки ДКМдіапазону