Помехозащищенность. Методы ее повышения

Введение

Актуальность темы исследования. Проблема повышения помехозащищенности стоит очень остро и еще не нашла своего решения в большинстве прикладных задач. Решению этой проблемы способствует комплексное использование различных методов и средств (сигналы сложной формы, оптимальные методы их обработки, фазированные антенные решетки, высокоскоростная цифровая техника, современные технологии, организационные меры).
Цель данной работы - изучить помехозащищенность и методы ее повышения.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Дать определение понятию помехозащищенность.
2. Рассмотреть методы повышения помехозащищенности.

1. Помехозащищенность Прохождение сигнала через КС сопровождается не только его искажением и влиянием помех. При каждой передаче данных принимаемый сигнал xj. состоит из переданного сигнала хт, искаженного передающей системой, а также из дополнительных нежелательных сигналов, внесенных в любом месте между передатчиком и приемником. Нежелательные сигналы называются помехами или шумом.
Помехи - это главный фактор, ограничивающий полосу пропускания системы передачи информации. Их можно разделить на две категории - предсказуемые помехи, которые имеют относительно постоянное значение, что позволяет бороться с ними, и случайные, которые включают импульсные помехи, состоящие из нерегулярных импульсов или пакетов помех короткой продолжительности и имеющие относительно высокая амплитуда. Причин возникновения таких помех несколько: это могут быть любые повреждения или дефекты в системах связи, либо внешние электромагнитные помехи, например, молния.
Как правило, на аналоговые данные импульсный шум не оказывает значительного влияния. Например, во время передачи речь может искажаться короткими щелчками или треском, оставаясь при этом разборчивой. Импульсный шум является основным источником ошибок в цифровой связи. Ошибкой считается прием 1 при переданном 0 и наоборот. Например, узкий энергетический импульс длительностью 0,01 с не разрушит аудиосигнал, но сделает бесполезными 560 бит данных, передаваемых со скоростью 56 Кбит / с [1, c. 121].
Основные типы помех:
- активные;
- пассивные;
- комбинированные.
Активные - помехи, создаваемые посторонними источниками электромагнитных волн (радиопередатчики, молнии, искры и т. д.).
Пассивные - помехи, создаваемые электромагнитными волнами, излучаемыми самим радаром после их отражения от различных неподвижных или медленно движущихся объектов. Такими объектами могут быть:
- предметы местного значения (горы, леса, постройки и др.);
- метеорологические образования (морские волны, облака и др.);
- искусственные отражатели (металлизированные ленты или волокна, уголки и т. д.).
Поскольку источники пассивных помех имеют большие отражающие поверхности, амплитуда импульсов пассивных помех может оказаться намного больше амплитуды эхо-сигналов, что приводит к перегрузке приемника и индикатора. В результате можно потерять полезные сигналы.
Комбинированные активные и пассивные помехи действуют вместе. Они оказывают более сильное влияние на радар, чем активные или пассивные помехи, применяемые по отдельности [3, c. 108].
Помехозащищенность - возможность ослабить действие электромагнитных помех за счет дополнительных средств защиты от помех, не связанных с принципом действия или конструкцией технических средств.
Помехозащищенность - это способность системы связи противостоять мощным помехам. Помехозащищенность включает в себя секретность системы связи и ее помехозащищенность, поскольку для создания мощных помех необходимо сначала обнаружить систему связи и измерить основные параметры ее сигналов, а затем организовать наиболее мощные, наиболее мощные помехи. Чем выше секретность и помехозащищенность, тем выше помехозащищенность системы связи.
Устойчивость линии определяет ее способность снижать уровень окружающего шума на внутренних проводниках.
Верность передачи данных характеризует вероятность искажения для каждого передаваемого бита данных.
Искажение передаваемых информационных битов происходит как из-за помех на линии, так и в результате искажения формы сигнала, ограниченного полосой пропускания линии. Поэтому для повышения надежности передаваемых данных необходимо повысить степень помехозащищенности линии, снизить уровень перекрестных помех в кабеле, а также использовать широкополосные линии связи [5, c. 87].
2. Методы повышения помехозащищенностиКодирование и перемежение являются важными этапами в тракте обработки цифровых информационных сигналов и сигналов управления. В сетях цифровой связи аналоговый речевой сигнал преобразуется в цифровую последовательность, которая шифруется и кодируется, что необходимо для защиты информации от ошибок во время передачи и приема. Для этого используют:
• блочное кодирование - для быстрого обнаружения ошибок при приеме;
• сверточное кодирование - для исправления одиночных ошибок;
• чередование - преобразование пакета ошибок в одиночные ошибки.
В основе всех методов повышения помехозащищенности информационных систем лежит использование определенных отличий полезного сигнала от помех [2, c. 231].
В настоящее время известно большое количество методов повышения помехозащищенности систем. Вот несколько примеров способов:
Первый способ повысить помехозащищенность передачи данных - это либо увеличение мощности передаваемого сигнала, для чего увеличивается мощность излучения радиопередающего устройства, либо увеличение длительности сигнального элемента за счет уменьшения скорости передачи данных.
Известен способ повышения помехозащищенности передачи данных с использованием методов разнесенного приема (пространственное разнесение (антенны), частотное разнесение (несущие сигнала), временное разнесение - повторная передача элементов или фрагментов сигнала).
Известен также второй способ повышения помехозащищенности передачи данных путем шумоподавляющего кодирования, основанный на том, что в передаваемые данные вводятся избыточные символы (последовательность двоичных символов), с помощью которых в зависимости от степени избыточности либо обнаруживаются ошибки в принятом сигнале, которые появляются в условиях помех, либо обнаружение и исправление ошибок.
Любой корректирующий код не увеличивает количество информации, содержащейся в принятом сигнале, а только позволяет «очистить» его от ошибочно принятых символов за счет уменьшения полосы пропускания радиолинии.
Третий способ повышения помехозащищенности передачи данных за счет использования помехоустойчивых типов радиосигналов, например широкополосных сигналов и сигналов с программной настройкой рабочих частот [4, c. 125].
Основными практическими методами повышения помехоустойчивости, помимо перечисленных выше методов оптимальной обработки сигналов, являются:
- повторение сообщений;
- применение корректирующих кодов для поэлементного приема;
- использование оптимальной сигнальной системы;
- прием сигналов в целом;
- применение обратной связи;
- разнесенный прием;
- использование широкополосных сигналов.
Сравнение требуемого минимального значения сигнала для определенного типа модуляции с теоретически достижимым минимальным сигналом показывает, что реальные системы требуют мощности сигнала на порядок и даже на несколько порядков больше, чем оптимальная система. Улучшая отдельные параметры систем, можно несколько приблизиться к оптимальной системе. Один из таких способов - рациональный выбор системы используемых сигналов [1, c. 123].
ЗаключениеТаким образом, помехозащищенность - возможность ослабить действие электромагнитных помех за счет дополнительных средств защиты от помех, не связанных с принципом действия или конструкцией технических средств.
Методы повышения помехозащищенности:
- использование методов разнесенного приема;
- путем шумоподавляющего кодирования;
- за счет использования помехоустойчивых типов радиосигналов.

Список использованной литературы

1. Альдебенева, Е. П. Исследование способов создания активных помех в рамках ведения радиоэлектронной борьбы / Е. П. Альдебенева, В. Р. Шнейдмиллер // Молодой ученый. — 2015. — № 22 (102). — С. 121-124.
2. Баранова, Е.К. Информационная безопасность и защита информации: Учебное пособие / Е.К. Баранова, А.В. Бабаш. - М.: Риор, 2017. - 400 c.
3. Кузьмин, И. В. Основы теории информации и кодирования / И.В. Кузьмин, В.А. Кедрус. - М.: Вища школа, 2017. - 240 c.
4. Осокин, А.Н. Теория информации: Учебное пособие для прикладного бакалавриата / А.Н. Осокин, А.Н. Мальчуков. - Люберцы: Юрайт, 2016. - 205 c.
5. Хохлов, Г. И. Основы теории информации / Г.И. Хохлов. - М.: Academia, 2016. - 176 c.