Адаптивное управление

nauka2 

Для радиосвязи в ДКМ диапазоне характерны высокий уровень помех и значительная нестационарность условий распространения радиоволн. Поэтому в существующих и перспективных системах ДКМ радиосвязи используются различные способы адаптивного управления, например, адаптивный выбор рабочих частот, регулирование мощности передатчика и скорости передачи информации, управление диаграммой направленности ( ДН ) антенн и др. Для рационального использования частотно-энергетических и других ресурсов адаптивной радиолинии необходимо определить сравнительную эффективность применяемых видов адаптивного управления (АУ) в зависимости от требуемого качества передачи информации в каналах с интерференционными и абсорбционными замираниями.

 

1. Виды  адаптивных управлений в  декаметровых радиолиниях.

 

По сложившейся терминологии под адаптивной радиолинией понимают  такую автоматизированную радиолинию, которая приспосабливается к изменяющимся условиям функционирования путем изменения своих параметров или структуры с целью достижения заданного (или наилучшего) канала связи.

В силу случайного характера изменения уровней сигналов и помех в точке приема функционирование радиолинии всегда будет протекать в условиях априорной неопределенности относительно каких – либо характеристик радиосигнала. Отсюда следует, что для целенаправленного регулирования параметров необходимо постоянно изучать условия ее функционирования. По этому адаптивная радиолиния должна содержать устройства, обеспечивающие непрерывный анализ условий связи, выработку на его основе управляющих сигналов (команд) и передачу их на исполнительные устройства для измерения параметров радиосредств.

Из определения адаптивной радиолинии следует, что конечной целью адаптации является обеспечение заданного ил наилучшего качества связи. Эта цель может достигаться измерением различных параметров и структуры радиолиний в плоть до изменения алгоритма ее функционирования.

Среди регулируемых в процессе связи характеристик адаптивной радиолинии можно прежде всего выделить параметры радиосигналов: несущую (среднюю) частоту, мощность, длительность (скорость манипуляции), форму сигнала. Кроме того, адаптация может осуществляться изменением структуры (решающей схемы) приемника, выбором различных типов передающих и приемных антенн и изменением их характеристик, варьированием структуры кода сообщений и др. Наконец,в процессе связи может изменяться сам алгоритм управления параметрами адаптивной радиолинии.

Адаптация по мощности в процессе ведения связи преследует цель обеспечения заданного качества связи при минимальном расходе энергетического ресурса радиолиний. Работа минимально необходимой мощности передатчиков целесообразна с точки зрения повышения скрытности радиосвязи, улучшение условий электромагнитной совместимости и экономии потребляемой энергии. Однако вероятность обеспечения связи с заданным качеством передатчика, иными словами, при ограниченной мощности передатчиков выигрыша в устойчивости радиосвязи адаптация по мощности не дает.

Адаптация по скорости манипуляции предусматривает передачу сообщений с такой длительностью элементарных посылок, при которой вероятность их ошибочного приема не превосходит допустимой величины. Возможность повышения достоверности передаваемой информации путем уменьшением скорости манипуляции основана на известном факте увеличения отношения мощности помех с ростом длительности элементарного сигнала. В многолучевом радиоканале увеличение длительности элементарного сигнала приводит, кроме того, к уменьшению межсимвольных искажений.

Адаптация по скорости передачи информации может осуществляться также изменением длины кода (а значит и его исправляющей способности) или путем повторной передачи ошибочно принятых кодовых комбинаций по запросу корреспондента (при использовании в оконечной аппаратуре устройства запроса ошибок – УЗО). Однако необходимо подчеркнуть, что в сложных условиях, характеризуемых слишком малыми значениями отношения сигнал/помеха, медленнодействие, избыточное кодирование и применение УЗО могут не обеспечить требуемого качества связи.

Адаптация по виду радиосигналов предполагает выбор в процессе связи такой формы сигнала, которая обеспечивала бы заданное качество связи. Например, повышение достоверности передачи информации может быть достигнут за счет увеличения частотной избыточности сигналов (путем применения широкополосных сигналов), В этом случае управление радиолинией будет заключаться в установлении минимально возможной частотной избыточности сигналов, при которой обеспечивается необходимое качество связи, Иными словами, такая адаптация имеет целью обеспечение требуемого качества связи при минимальном расходе частотного ресурса. Однако эффективность адаптивной радиолинии будет определяться помехоустойчивостью сигналов с максимально допустимой частотной избыточностью. При достаточно малых значениях соотношения мощностей сигнала и помех, что особенно характерно для случаев применения противником преднамеренных помех, использование сигналов даже с большой частотной избыточностью может на обеспечить заданного качества связи.

Таким образом, все рассмотренные способы адаптации оказываются эффективными лишь в тех случаях, когда на рабочей частоте обеспечивается достаточное превышение уровня сигнала над уровнем помех. Это необходимое превышение можно обеспечить изменением самой рабочей частоты» Такой способ адаптации основывается на неравномерности загрузки помехами используемых для связи частот и различии уровней сигналов на них. Следовательно, адаптивные радиолинии, приспосабливающиеся к изменяющимся условиям связи путем изменения рабочей частоты с целью обеспечения необходимого превышения сигнала над помехами на входе приемнике, обладают наивысшей активностью.

Такие   автоматизированные   радиолинии  называют   ЧАСТОТНО-АДАПТИВНЫМИ.   По   существу   они   реализуют метод группового использования частот при относительно малых временных затратах на частоты связи за счет автоматизации этого процесса.

Регулирование других параметров радиолинии (прежде всего, скорости передачи информации), применяемое как дополнение к частотной адаптации, позволяет получить дальнейшее увеличение эффективности радиосвязи (оцениваемой, например, по пропускной способности).

Ввиду наибольшей важности в последующем целесообразно более подробно рассмотреть принципы построение и алгоритмы функционирования частотно-адаптивных радиолиний (ЧАРЛ).

Заключение

 Использование методов АУ значительно повышает надежность функционирования декаметровой радиолинии. Наиболее эффективные виды – АРЧ и АРН. Что касается АРС, то при адаптации как совокупности быстрых и медленных замираний, так и только к медленным, данный вид АУ более эффективен, чем АРМ, причем с уменьшением достоверности выигрыш от применения АРС и АРМ резко снижается.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>