А.С. Подстригаев1, Чан Хыу Нгхи2, Д.А. Калинин3, Нгуен Чонг Нхан4

1–3 Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) (Санкт-Петербург, Россия)
4 Государственный технический университет им. Ле Куй Дона (Ханой, Вьетнам)

1 ap0d@ya.ru, 2 huunghiht@gmail.com, 3 dimk.a.a@inbox.ru, 4 10th20th30th@gmail.com

Постановка проблемы. Одной из задач, решаемых при радиомониторинге, является распознавание типа внутриимпульсной модуляции (ВИМ) принятого импульса. В частности, требуется распознавать импульсы с линейной частотной модуляцией, двоичной и квадратурной фазовой манипуляцией, а также немодулированные радиоимпульсы. Однако в мгновенной частотной полосе анализа при сложной сигнальной обстановке возрастает вероятность наложения импульсов во времени. Одним из негативных эффектов такого наложения является скрытие слабого импульса в спектре мощного импульса. Другая сложность заключается в значительном искажении формы огибающей слабого импульса. Совместно эти эффекты снижают достоверность распознавания типа ВИМ.

Цель. Разработать и исследовать алгоритм распознавания типов ВИМ наложенных во времени импульсов.

Результаты. С использованием имитационных и записанных сигналов исследовано влияние параметров наложенных во времени импульсов и отношения сигнал/шум (ОСШ) на достоверность распознавания. Показано, что при разности несущих частот наложенных во времени импульсов не менее 10 МГц и ОСШ для мощного импульса не менее 4 дБ отношение амплитуд импульсов, обеспечивающее вероятность правильного распознавания не хуже заданной, зависит от значения указанного ОСШ линейно. При разности несущих частот наложенных импульсов 10 МГц и разности их амплитуд 11 дБ вероятность правильного распознавания слабого импульса не менее 90% обеспечивается при ОСШ для него не менее 3 дБ. При указанных параметрах импульсов для распознавания типа ВИМ слабого импульса предложенный алгоритм требует ОСШ всего на 1–3 дБ выше, чем ранее разработанный «односигнальный» алгоритм. Достижение заявленных показателей качества на практике потребует значения ОСШ на 1,5–3,5 дБ больше из-за шумов, вносимых при дискретизации сигналов.

Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы при разработке устройства анализа сигналов из состава комплекса радиомониторинга.

Подстригаев А.С., Чан Хыу Нгхи, Калинин Д.А., Нгуен Чонг Нхан. Алгоритм распознавания типов внутриимпульсной модуляции наложенных во времени импульсов // Успехи современной радиоэлектроники. 2024. T. 78. № 2. С. 53–65. DOI: https://doi.org/ 10.18127/j20700784-202402-05

1. Rembovsky A., Ashikhmin A., Kozmin V., Smolskiy S. Radio monitoring: Problems, methods and equipment. Lecture notes in electrical engineering. Springer. 2009. DOI: https://doi.org/10.1007/978-0-387-98100-0.
2. Токарев А.Б. Развитие методов и алгоритмов обработки сигналов при радиотехнических измерениях и радиоконтроле в условиях априорной неопределенности. Дисс. … докт. техн. наук. Воронеж. 2013.
3. Zhu Z., Nandi A.K. Automatic modulation classification: principles, algorithms and applications. John Wiley & Sons. 2015.
4. Дворников С.В., Дворников С.С., Коноплев М.А. Алгоритм распознавания сигналов радиосвязи на основе симметрических матриц // Информационные технологии. 2010. № 9. С. 75–77.
5. Лихачев В.П., Веселков А.А., Нгуен Ч.Н. Характеристики обнаружения линейно-частотно-модулированных, фазо-кодо-манипулированных и простых радиоимпульсов в автокорреляционном приемнике // Радиотехника. 2018. № 8. С. 71–76. DOI: 10.18127/j00338486-201808-14.
6. Levanon N., Mozeson E. Radar signals. John Wiley & Sons. 2004.
7. Фадеенко В.Б., Фадеенко И.В., Купцов В.Д., Васильев Д.А., Давыдов В.В., Рудь В.Ю. Многофункциональный радиолокационный комплекс для дистанционного контроля состояния окружающей среды и поверхности Земли // Сб. трудов по материалам VI Междунар. конференции и молодежной школы «Информационные технологии и нанотехнологии». Самара: Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева. 2020. С. 589–596.
8. Дворников С.В., Дворников С.С., Марков Е.В. Модифицированные импульсные последовательности на основе кодов Баркера // Труды учебных заведений связи. 2022. Т. 8. № 1. С. 8–14. DOI: https://doi.org/10.31854/1813-324X-2022-8-1-8-14.
9. Жуков В.Ю., Щукин Г.Г. Современные проблемы метеорологической радиолокации // Радиотехника и электроника. 2016. Т. 61. № 10. С. 927–939. DOI: 10.7868/S0033849416100259.
10. Купряшкин И.Ф., Соколик Н.В. Моделирование дальностно-доплеровских портретов мультикоптеров, формируемых РЛС с непрерывным частотно-модулированным излучением // Журнал радиоэлектроники. 2021. № 3. DOI: https://doi.org/10.30898/ 1684-1719.2021.3.12.
11. Tsui J.B.Y. Special design topics in digital wideband receivers. Artech House. 2010.
12. Андреев В.Г., Нгуен Т.Ф. Адаптивная обработка сигналов на фоне комбинированных помех // Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника. 2015. Т. 58. № 2 (632). С. 48–53.
13. Подстригаев А.С., Смоляков А.В., Лихачев В.П. Программно-определяемые средства широкополосного анализа сигналов на основе технологии субдискретизации. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2021.
14. Kawalec A., Owczarek R. Specific emitter identification using intrapulse data // First European Radar Conference (EURAD). 2004. P. 249–252.
15. Podstrigaev А.S., Smolyakov A.V., Maslov I.V. Probability of pulse overlap as a quantitative indicator of signal environment complexity // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2020. Т. 23. № 5. С. 37–45. DOI: https://doi.org/10.32603/ 1993-8985-2020-23-5-37-45.
16. Al-Oudatallah J., Abboud F., Khoury M., Ibrahim H. Overlapping signal separation method using superresolution technique based on experimental echo shape // Advances in Acoustics and Vibration. 2017. V. 2017. P. 1–9. DOI: 10.1155/2017/7132038.
17. Liu Y., Zhang Q. Improved method for deinterleaving radar signals and estimating PRI values // IET Radar, Sonar & Navigation. 2018. V. 12. № 5. P. 506–514. DOI: 10.1049/iet-rsn.2017.0516.
18. Подстригаев А.С., Смоляков А.В., Лихачев В.П. Выбор приемника для широкополосного анализа сигнальной обстановки на основе оценки ее сложности // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 1. С. 143–153. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202201-19.
19. Святкина В.И., Купцов В.Д., Давыдов В.В., Рудь В.Ю. О возможности использования спектрального анализа для контроля распределения энергии электромагнитных колебаний в различных полосах частот трактов радиолокационных станций // Сб. трудов по материалам VI Междунар. конференции и молодежной школы «Информационные технологии и нанотехнологии». Т. 2. Самара: Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева. 2020. С. 308–314.
20. Чан Хыу Нгхи, Подстригаев А.С., Нгуен Чонг Нхан. Алгоритм классификации сигналов с детектированием на двух промежуточных частотах для средств радиотехнического мониторинга // Успехи современной радиоэлектроники. 2022. T. 76. № 7. С. 30–39. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202207-03.
21. Nghi T.H., Podstrigaev A.S., Nhan N.T., Ikonenko D.A. Parameter justification of a signal recognition algorithm based on detection at two intermediate frequencies // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2023. Т. 26. № 5. С. 40–49. DOI: https://doi.org/10.32603/1993-8985-2023-26-5-40-49.
22. Чан Хыу Нгхи, Подстригаев А.С., Нгуен Чонг Нхан, Иконенко Д.А. Оценка достоверности распознавания сигналов для алгоритма распознавания с детектированием на двух промежуточных частотах // Успехи современной радиоэлектроники. 2023. T. 77. № 10. С. 70–79. DOI: https://doi.org/10.18127/ j20700784-202310-07.