С.В. Дворников1, Е.А. Попов2, А.Ф. Крячко3, С.С. Дворников4, С.В. Томашевич5

1,3 Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения  (Санкт-Петербург, Россия)

1,4 Военная академия связи (Санкт-Петербург, Россия)

2 Высшая школа прикладной физики и космических технологий Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (Санкт-Петербург, Россия)

5 Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича  (Санкт-Петербург, Россия)

Постановка проблемы. В настоящее время робототехнические системы (РБТС) применяются в различных областях науки и техники. Традиционно для дистанционного управления РБТС по беспроводному каналу используют сигналы с частотной модуляцией (ЧМ-сигналы), позволяющие для их реализации синтезировать достаточно простые и надежные устройства [1]. Но именно применение радиоканала делает РБТС уязвимыми для различного рода помех, среди которых наибольшую опасность представляют структурные помехи [2], наиболее приближенные к полезным сигналам. Вопросам борьбы со структурными помехами посвящено множество работ, в которых достаточно полно отработаны вопросы обнаружения не только самого факта имитонавязывания, но и представлены оригинальные технические решения по компенсации последствий деструктивного воздействия помех. Однако, как показывает практика применения РБТС, актуально не только выявление самого факта наличия в радиоканалах сторонних сигналов, но и возможность автоматического исправления вызванных ими ошибок без снижения достоверности принятия решения.

Цель. Предложить техническое решение способа компенсации структурных помех в каналах управления РБТС, использующих ЧМ-сигналы, и дать научно-методическое обоснование правомерности его применения.

Результаты. Представлены предложения по реализации технического решения, направленного на компенсацию структурных помех ЧМ-сигналам в каналах управления робототехнических устройств.

Практическая значимость. Полученные результаты согласуются с требованиями, предъявляемыми к достоверности информации, передаваемой по радиоканалам. Дальнейшее направление исследования авторы связывают с применением в каналах управления сигналов, синтезированных в негармонических базисах [21].

Дворников С.В., Попов Е.А., Крячко А.Ф., Дворников С.С., Томашевич С.В. Компенсация структурных помех в радиочастотных каналах управления робототехнических систем // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 11. С. 95−106. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202111-15

1. Жук А.П., Гавришев А.А., Осипов Д.Л. К вопросу о разработке защищенного устройства управления робототехническим комплексом посредством беспроводного канала связи // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2016. Т. 10. № 12. С. 4−9.
2. Современная радиоэлектронная борьба. Вопросы методологии / Под ред. В.Г. Радзиевского. М.: Радиотехника. 2006. 424 с.
3. Орощук И.М. Оценка имитоустойчивости радиоканала с замираниями при использовании сигналов с частотной манипуляцией // Радиотехника. 2004. № 11. С. 12−18.
4. Дворников С.В., Дворников С.С., Иванов Р.В. и др. Защита от структурных помех радиоканалов с частотной манипуляцией // Информационные технологии. 2017. Т. 23. № 3. С. 193−198.  
5. Патент на изобретение RU 2257009 C2, 20.07.2005. Способ защиты от искусственных радиопомех (варианты). / Орощук И.М. Заявка № 2003114566/09 от 15.05.2003.
6. Дворников С.В. Методика оценки имитоустойчивости каналов управления роботизированных устройств // Радиопромышленность. 2016. № 2. С. 64−69.  
7. Манохин А.Е., Нифонтов Ю.А. Адаптивная компенсация помех при их взаимной некоррелированности в каналах // Радиотехника. 2013. № 2. С. 18−22.
8. Дворников С.В., Попов Е.А., Иванов Р.В. Защита каналов управления робототехникой // Радиотехника. 2018. № 12. С. 62−68.
9. Пахотин В.А. Способы компенсации узкополосных помех, основанные на симметрии спектров полезных сигналов // Приборы и техника эксперимента. 2008. № 1. С. 72−77.
10. Дворников С.В., Духовницкий О.Г. Оценка помехозащищенности профессионального радионавигационного оборудования системы ГЛОНАСС // Информация и космос. 2015. № 4. С. 73−77.
11. Львов А.В., Кабаев Д.В. Особенности пространственной компенсации помех в ДКМВ радиоканале малой протяженности // REDS: Телекоммуникационные устройства и системы. 2016. Т. 6. № 1. С. 93−97.
12. Дворников С.В., Домбровский Я.А., Семисошенко М.А. и др. Оценка помехозащищенности линий радиосвязи с медленной псевдослучайной перестройкой рабочей частоты // Информация и космос. 2016. № 4. С. 11−14.
13. Патент на изобретение RU 2618213 C, 03.05.2017. Способ обнаружения помех в радиоканалах. / Гулидов А.А. и др. Заявка № 2016105677 от 18.02.2016.
14. Подгайский Ю.П., Соскунова И.А. Оценка эффективности алгоритма адаптации, основанного на критерии максимума правдоподобия // Гидроакустика. 2014. № 20 (2). С. 30−38.
15. Жураковский В.Н., Логвиненко А.С. Определение параметров доплеровского спектра сигнала, отраженного от цели и широкополосной помехи, методом максимального правдоподобия // Радиотехника. 2017. № 11. С. 78−86. 
16. Орощук И.М. Метод информационной фильтрации каналов с замираниями от имитационных помех при использовании частотной манипуляции // Журнал радиоэлектроники. 2003. № 5. С. 4.
17. Островский Д.Б. О сопоставлении статистических характеристик распределений Гаусса, Рэлея и Райса, применяемых в задачах гидроакустики // Гидроакустика. 2012. № 16. С. 86−89.
18. Яковлева Т.В. Условия применимости статистической модели Райса и расчет параметров Райсовского сигнала методом максимума правдоподобия // Компьютерные исследования и моделирование. 2014. Т. 6. № 1. С. 13−25.
19. Панов М.Е. Аппроксимация функции ошибки // Машинное обучение и анализ данных. 2011. Т. 1. № 2. С. 198−202.
20. Хайруллин Р.З., Корнев А.С., Костоглотов А.А. и др. Математическое моделирование функций ошибок принятия решения при допусковом контроле работоспособности измерительной техники // Метрология. 2020. № 3. С. 3−15.
21. Агиевич С.Н., Дворников С.В., Гусельников А.С. Описание сигналов в базисах функций сплайн-Виленкина−Кристенсона // Контроль. Диагностика. 2009. № 3. С. 52−57.